Моделирование эколого-экономической политики на рынках энергоносителей

Моделирование эколого-экономической политики на рынках энергоносителей

Дата: 31/03/2010 Номер: (21) УЭкС, 1/2010

Аннотация: В статье рассмотрены модели и инструменты регулирования рынков энергоносителей путем применением рыночно-ориентированной политики, состоящие в проведении экологического аудита, использовании стандартов на технологические загрязнения и введении налога на загрязнения и другие. Рассмотрены стратегии поведения рыночных агентов в рамках общей эколого-экономической политики. Численные расчеты с использованием разработанных моделей подтверждают преимущества координации экспорта природного газа и разрешений на загрязнение.

Ключевые слова: Модели, моделирование, инструменты регулирования, рынки энергоносителей, эколого-экономическая политика, численные расчеты.

Abstract: The article deals with the models and tools of regulation of the markets of energy carriers are considered by application of the market-guided policy, consisting in introduction of the ecological tax, use of standards on technological pollution and others. Strategy of behaviour of market agents are considered within the framework of the general ecologic-economical policy. Numerical calculations with use of the developed models confirm advantages of coordination of export of natural gas and sanctions to pollution.

Key words: Models, modelling, tools of regulation, the markets of energy carriers, economic policy, numerical calculations.

Рогачёв Алексей Фруминович, доктор технических наук, профессор

rafr@mail.ru

Скитер Наталья Николаевна, кандидат экономических наук, доцент

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Выходные данные статьи: Рогачев А.Ф., Скитнер Н.Н. Моделирование экологоэкономической политики на рынках энергоносителей // Управление экономическими системами: электронный научный журнал, 2010. - № 1 (21). - № гос. рег. статьи. -Режим доступа к журн.: http://uecs.mcnip.ru.

Введение

Основные направления деятельности Правительства Российской Федерации на период до 2012 г., принятые Распоряжением Правительства от 17 ноября 2008 г., предусматривают в качестве приоритетной задачи переход на новые экологические стандарты жизни и совершенствование экономических механизмов в области охраны окружающей среды. Среди инструментов достижения поставленной цели приоритетными являются разработка и внедрение современной системы

экологического аудита, совершенствование нормативов платы за негативное воздействие на окружающую среду, и механизмов государственной поддержки работ по сокращению экологического ущерба, нанесенного в результате хозяйственной деятельности, принятие мер по обеспечению безопасности среды проживания, разработка механизма поэтапного приведения экологической ситуации в загрязненных населенных пунктах в соответствие с нормативными требованиями и др.

В настоящее время, в связи с вступлением в силу Киотского Протокола формируется реальный международный рынок разрешений на загрязнение. Экономическим агентам редко удается самостоятельно решить проблемы, вызванные отрицательными внешними воздействиями. В случае загрязнения окружающей среды участниками рынка, решение, вытекающее из теоремы Коуза не применимо, если существует множество загрязнителей и множество пострадавших. Государство решает проблему отрицательных последствий производственной деятельности либо - контрольноадминистративными методами, область применения которых весьма ограничена, либо применением рыночно-ориентированной политики, которая состоит во введении платы за загрязнение окружающей среды (экологического налога), развитии рынка разрешений на загрязнение или использовании стандарта на выбросы [1-3].

В связи с этим возрастает актуальность разработки экономико-математических моделей, обосновывающих оптимальные варианты государственного регулирования снижения вредного воздействия энергетического сектора на окружающую среду.

Описание проблемы

Взаимодействие между рынками разрешений на загрязнение и неконкурентными товарными рынками анализировалось в ряде теоретических работ [6, 2, 3]. В этих исследованиях предполагалось, что вредные выбросы возникают в процессе производства, и поэтому производители должны иметь разрешения, соответствующие их уровням вредных выбросов. В настоящей работе анализируется случай, когда вредные выбросы обусловлены сжиганием топлива при его потреблении. Поэтому производителям топлива нет необходимости иметь разрешения на загрязнение. Ни покупка, ни продажа разрешений на загрязнение не могут стратегически использоваться производителями топлива для приобретения доли топливного рынка. Как отмечено выше, производители топлива могут воздействовать на цену разрешений на загрязнение и на равновесие на рынке посредством своих решений, касающихся уровня производства топлива. Однако, поскольку все производители топлива будут испытывать симметричное взаимное воздействие, такие действия не могут быть использованы для приобретения долей топливного рынка. Согласно представленной в этой работе модели, доли топливного рынка могут быть изменены только в том случае, когда производитель топлива объединяется с экспортером разрешений на загрязнение. В этом случае производители энергоресурсов, объединившиеся с экспортерами разрешений на загрязнение, смогут функционировать в соответствии с иной функции полезности.

Киотский Протокол определяет верхние границы выбросов экологически вредных газов в каждой из заключивших их стран.

Россия является страной с наибольшим ожидаемым предложением разрешений на загрязнение. В то же время, она является крупным экспортером энергетических ресурсов. Высокие цены разрешений на загрязнение могут сократить эффективный спрос на топливо, поэтому возможность использовать рыночную власть на рынке разрешений на загрязнение не является абсолютной. Аналитики отмечают, что рынки

природного газа и нефти в Европе являются неконкурентными, и российские экспортеры этих энергоносителей могут получить рыночную власть на этих рынках [5]. При этом, восточно-европейские страны, в том числе и Россия, могут стать крупными продавцами квот на рынке разрешений на загрязнение, поскольку вредные выбросы в этих странах значительно ниже уровня, установленного Киотским Протоколом [4]. Они могут располагать значительным количеством квот на загрязнение, а близкое к монопольному владению свободными разрешениями на загрязнение в Европе может быть использовано для ограничения предложения разрешений на загрязнение. Это может привести к росту равновесной цены разрешений и превышению конкурентного уровня.

Построение математических моделей

Рассмотрим аналитические зависимости, моделирующие оптимальные стратегии России на рынках энергоносителей с использованием экономико-математических моделей рынков разрешений на загрязнение и природного газа.

Возможны следующие сценарии поведения агентов рынка:

а) экспортеры природного газа и разрешений на загрязнение действуют как независимые агенты;

б) экспортеры природного газа и разрешений на загрязнение взаимодействуют как единый агент, обеспечивая максимизацию совместно получаемые прибыли.

о

Пусть имеются два вида энергетических ресурсов: природный газ £ и

альтернативный энергоресурс (х<* ^. Будем рассматривать двух производителей природного газа - Россию (Д) и остальных производителей (ЛГ), которые экспортируют природный газ в третьи страны, например в Европу. Отметим, что, кроме России, основными производителями природного газа и его поставщиками на европейский рынок являются Норвегия, Алжир и Нидерланды, Поведение производителей природного газа описывается известной дуополией Курно, и их

соответствующие объемы производства равны 'Х“ и Х& . Природный газ продается на европейском рынке в условиях конкуренции с другими основными энергетическими ресурсами. Обратная функция спроса на природный газ определяется соотношением

где хв - объем потребления газа; х* - объем потребления альтернативных видов топлива.

Обратная функция спроса на альтернативные виды топлива определяется соотношением Ра ~ ^а ^х<г

Потребление единицы природного газа вызывает загрязнения в объеме е£ единиц, а вредные выбросы при использовании альтернативных видов топлива составляют единиц при потреблении единицы топлива.

Разрешения на загрязнение могут продаваться на международном уровне по цене <?. Цена разрешений на загрязнение определяется предложением и спросом на рынке разрешений. Положительная цена разрешений на загрязнение означает смешение вниз в обратной функции спроса на те виды энергетических ресурсов, потребление которых сопровождается вредными выбросами. Поэтому производители такого топлива сталкиваются со следующими эффективными обратными функциями спроса

Равновесие на рынке альтернативного топлива описывается соотношением ха ха С*я ’'?) Равновесное количество альтернативного топлива х- на международном рынке будет снижаться с ростом объема потребления газа х«, поскольку указанные виды энергетических ресурсов являются субститутами, т.е.

. Более высокая цена разрешений на загрязнение также будет снижать объем альтернативного топлива на рынке, поскольку объем выбросов при потреблении

<0

дд

единицы топлива положителен, т.е.

Спрос на разрешения на загрязнение по отношению к России, как экспортеру разрешений на загрязнение, может включать две составляющие.

Первая представляет собой сумму спроса на разрешения на загрязнение, вызванного потреблением природного газа и потреблением альтернативного топлива, ( +еехку

Вторая составляющая обусловлена спросом на разрешения, связанным с другими источниками вредных выбросов в странах, участвующих в рынке, и представлена

функцией спроса ,я ('-?). Предполагаем, что вторая составляющая спроса на

разрешения на загрязнение убывает с ростом цены разрешений ('^ <^). Тогда чистый спрос на разрешения на загрязнение, с которым сталкивается Россия как экспортер разрешений на загрязнение, составит

где б - совокупная квота на загрязнение, выданная странам-участникам рынка, кроме России,.

Обозначая через У объем российского экспорта разрешений на загрязнение получаем,

*;р

что прибыль России от экспорта разрешений р составит

где функция представляет затраты производства У единиц разрешений на

загрязнение на экспорт.

Условие равновесия на рынке разрешений на загрязнение может быть записано следующим образом

Приведенное уравнение (1) определяет равновесную цену на разрешения на загрязнение как функцию совокупного потребления природного газа и российского

= д

предложения разрешений на загрязнение

е ё ’ '. На рынке природного газа равновесие определяется соотношением Х£ Х£ Х £ , Прибыль производителя

газа в стране с, г, может быть определена функцией объемов производства

природного газа и предложения разрешений на загрязнение

Поведение производителя газа в стране с, обеспечивающее максимум прибыли, определит равновесные объемы газа на рынке как функции предложения разрешений на загрязнение

В условиях независимого поведения агентов рынка, когда экспорт природного газа и разрешений на загрязнение осуществляется независимыми участниками, оптимальное предложение Россией разрешений на загрязнение определяется путем учета

яр'

рыночного равновесия при максимизации выражения для прибыли г относительно У Оптимальный объем продаж российского природного газа находится из условия

хл X*

максимума прибыли к относительно * (уравнение (2)).

Аналитические соотношения, определяющие влияние на равновесную цену разрешений на загрязнение изменений в уровне российского экспорта разрешений на загрязнение ^ и уровня производства и потребления природного газа (*«) можно получить из следующих выражений. При условии, что на рынках природного газа и разрешений на загрязнение имеет место устойчивое равновесие, можно получчить

а? _ а? _ едас./ах^+е,.

^еАВке18я)+'*я

Обсуждение результатов

Из неравенств (3) и (4) следует, что в случае, когда увеличение предложения разрешений на загрязнение оказывает отрицательное воздействие на цену разрешений, влияние увеличения производства природного газа на цену разрешений на загрязнение не является однозначным.

В частности, если альтернативное топливо при потреблении приводит к большим вредным выбросам, чем природный газ >е£^ и, в то же время, это топливо

является близким субститутом природного газа (частная производная ^ ^ 'е близка к -1), то увеличение производства газа может вызывать падение цены разрешений на загрязнение. В этом случае увеличение продаж газа может вытеснить потребление других, более загрязняющих, видов топлива. При этом, совокупный спрос на разрешения на загрязнение упадет, и цена разрешений на загрязнение снизится.

Несовершенный характер конкурентных рынков топлива приводит к тому, что, в случае, когда экспортеры не воспринимают цены на топливо как заданные, объем экспорта влияет на цену разрешений на загрязнение и, тем самым, на цены топлива производителя. Если увеличение экспорта топлива приводит к росту цен разрешений на загрязнение, то прибыль, полученная экспортером, может снижаться, делая такой экспорт менее выгодным для неконкурентного экспортера топлива. При этом, равновесная цена разрешений на загрязнение может быть различной, если экспортеры топлива являются неконкурентными. Кроме того, имеет место двусторонняя взаимозависимость между прибылью от экспорта разрешений на загрязнение и

прибылью экспортеров топлива. Экспорт разрешений на загрязнение влияет на прибыли экспортеров энергоносителей, но, в свою очередь, экспорт топлива оказывает влияние на прибыли экспортеров разрешений на загрязнение. При этом, государство, экспортирующее и энергоносители, и разрешения на загрязнение, имеет возможность выбрать оптимальные инструменты разрешения отмеченных противоречий, обеспечивая максимизацию общественной выгоды.

Возможность экспортеров топлива влиять на цены разрешений на загрязнение наглядно иллюстрируется на примере экспорта природного газа. В Европе существует рынок природного газа, на котором Россия имеет рыночную долю 42%, исключая внутреннее потребление природного газа [5]. Кроме того, потребление природного газа в Европе приведет к возникновению 20% суммарных выбросов вредных газов (вызывающих парниковый эффект) всех индустриально развитых стран мира в 2010 г., исключая США.

Еще одна проблема, которую должно рассматривать государство, когда рынки энергоносителей являются неконкурентными (олигополистическими), состоит в том, что любые попытки интернализации экстерналий экспортерами энергоносителей и разрешений на загрязнение могут оказывать влияние на стратегическую позицию экспортеров топлива относительно их конкурентов на топливном рынке. Возможный вариант решения проблемы противоречия между экспортерами топлива и разрешений на загрязнение состоит в слиянии этих структур в общее агентство. Поскольку целевая функция изменится, изменится и ситуация равновесия на рынке. В частности, если высокий экспорт топлива увеличивает цену разрешений на загрязнение, слияние между экспортерами разрешений на загрязнение и топлива приведет к росту экспорта топлива. При этом, оптимальный уровень экспорта увеличится для любого заданного уровня предложения топлива конкурентами. При конкуренции Курно на рынке топлива более агрессивное поведение заставит конкурентов снизить объемы их выпуска, увеличивая выгодность слияния благодаря росту их доли на топливном рынке. Однако, возможны обстоятельства, при которых слияние между экспортерами разрешений на загрязнение и топлива может оказаться невыгодным, делая экспортера энергоресурсов менее агрессивным. Другими словами, в случае неконкурентных рынков топлива, для России не всегда будет выгодно интернализовать экстерналии между экспортерами разрешений на загрязнение и топлива.

Можно показать, что координация экономической политики в отношении рынков квот на загрязнение и природного газа означает, что производитель газа получает большую долю рынка, чем при отсутствии координации, если увеличение предложения газа увеличивает цену разрешений на загрязнение. Результат меняется на противоположный в случае, когда увеличение предложения газа снижает цену разрешений на загрязнение.

Заключение

Таким образом, установлено, что слияние российских экспортеров газа и владельцев прав на загрязнение оказывает стратегическое воздействие на олигополистические рынки энергоресурсов. Результат стратегического эффекта для координирующего агента зависит от воздействия экспорта топлива на цены на разрешения на загрязнение, которые, в свою очередь, зависят от эффектов замещения между альтернативными видами топлива и их относительных интенсивностей загрязнения внешней среды. Слияние выгодно, если стратегический эффект положителен. Отрицательный стратегический эффект может сокращать прибыли координирующего агента на большую величину, чем происходит увеличение прибылей

координирующего агента благодаря интернализации экстерналий между экспортерами газа и прав на загрязнение.

Проведенные расчеты с использованием данных по европейским рынкам показывают, что координация российского экспорта разрешений на загрязнение и природного газа действительно выгодна. Кроме интернализации экстерналий между экспортерами разрешений на загрязнение и природного газа, координация дает России стратегическое преимущество на европейском газовом рынке. Кроме того, оптимальная цена разрешений на загрязнение при координации рынков природного газа и разрешений на загрязнение существенно превосходит цену на разрешения в конкурентном равновесии.

Библиографический список

1. Пиндайк Р.С., Рабинфельд Д.Л. Микроэкономика. - СПб: ПИТЕР, 2003. - 624 с.

2. Наталуха И.А., Чепиков Э.В. Модели экономических механизмов государственного стимулирования инвестиций в экологически чистые производственные технологии. - Ростиздат: Ростов-на-Дону, 2006. - 107 с.

3. Скитер, Н.Н., Рогачев А.Ф. Экономико-математическое моделирование оптимального регулирования выбросов загрязняющих веществ в условиях глобализации: монография . - Волгоград,: Волгоградская ГСХА, ИПК «Нива», 2009.-152 с.

4. Russia's role in the Kyoto Protocol / A. Bernard, S. Paltsev, J. Reilly, M. Vielle, L. Vignier / Discussion paper, MIT Joint Program on the Sciences and Policy of Global Change, Report No. 98< June, 2003.

5. Энергетическая политика России / Обзор 2002. ОЭСР/МЭА. Париж, 2002. - 334 с.

6. Jotzo F., Michaelowa A. Estimating the CDM market under the Marrakech Accords // Climate Policy. - 2002. - V. 2, N 2. - P. 150-161.

№ гос. рег. статьи

Это статья Управление экономическими системами: электронный научный журнал

http ://uecs.mcnip.ru

URL этой статьи: http://uecs.mcnip.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=153