Эколого-экономическая оценка эффективности проектов добычи и переработки полезных ископаемых

ЭКОНОМИКА

УДК 622.012.013:005.584.1

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТОВ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Н.М. Качурин, Е.И. Зоркин, Л.Л. Рыбак, Ю.Ю. Дианов

Усовершенствованы методические положения оценки эффективности проектов экологически рационального природопользования при комплексном освоении месторождений полезных ископаемых. Методика учитывает объем добычи полезных ископаемых и переработки отходов, периодичность проведения экологических мероприятий на предприятии и прогнозную оценку спроса на предлагаемую товарную продукцию.

Ключевые слова: эколого-экономическая оценка, эффективность, месторождение полезных ископаемых, отходы, математическая модель.

В настоящее время рост производства и повышение материального уровня жизни уже нельзя рассматривать без учета того воздействия, какое оказывают эти процессы на окружающую среду. В геоэкологии появилось важное понятие эколого-экономической системы, представляющей собой совокупность взаимосвязанных экономических, технических, социальных и природных факторов в окружающем человека мире. Поэтому важнейшей проблемой стратегии комплексного освоения недр Земли, обеспечивающей требуемое качество окружающей природной среды горнодобывающих регионов, является вопрос об организации системы, определяющей эффективность комплексного и экологически рационального использования природных ресурсов при разработке месторождений полезных ископаемых. Объем добычи и переработки того или иного вида полезных ископаемых на горном предприятии, в которое планируется осуществить реальные инвестиции, является одним из важнейших геотехнологических показателей,

отражающих как экономическую, так и экологическую составляющие реализуемого проекта природопользования.

Разумеется, что в конкретных условиях разработки любого месторождения полезных ископаемых этот объем зависит от наличия финансовых средств и соответствующих производственных мощностей. Доход от реализации полезных ископаемых /-го вида Д(Л?) в рассматриваемый период времени можно представить какВгШ)=(1-рРР)(1-1-вгНДС)Цг(Л/)У(Л/%где вгпР - норма налога на прибыль; вНД - нормативная ставка налога на добавленную стоимость; ЦЛ) - цена единицы г-го вида полезных ископаемых; У/Л) - объем добычи 1-го вида полезных ископаемых в отчетный период; г- порядковый номер полезного ископаемого или минерального сырья, полученного при его переработке. Издержки при добыче полезных ископаемых г-го вида Вг(Л?)в рассматриваемый период времени складываются из постоянных и переменных затрат на добычу Уг(Л?), т.е. Вг{Л£)=Ц(Л£)У{Л£)+21(Л£). Существует максимально возможное значение объема добычи УмаХЛ^сошХ, следовательно, необходимо ввести ограничение Уг(Л^<УМАХ(Л^.

Очевидно, существует такое значение Уг(А^ = Уор(А), при котором прибыль будет наибольшей. Это значение является оптимальным, тогда, введя новую функцию Е[Б1(А), Вг(А) как свертку функций Д(А?) и Вг(А), можно записатьF[Д(Аí), ттВг{А)]^шах. Эта функция выступает в качестве критерия оптимизации, а объем добычи является оптимизируемым параметром. Следовательно, оптимальное значение объема добычи полезного ископаемого или получаемого минерального сырья 1-го вида будет соответствовать условию. Уорг(А?)=шах[Р[Д( А/), ттВг(А)]]. Поэтому Утах(А) = Уор(А). Таким образом, после того как найдено оптимальное значение объема добычи, необходимо разработать план мероприятий для достижения этого оптимального объема производства Уор(А). Очевидно, что одним из важнейших мероприятий является организация реальных инвестиций 1тг(А), которые обеспечат оптимальный объем производства изделия 1-го вида. Инвестиции в подобных случаях представляют собой дополнительные финансовые средства, идущие на увеличение таких оборотных средств, как незавершенное производство и производственные запасы (сырье, материалы, комплектующие). Следовательно, объем реальных инвестиций будет ¡т(А)=( Сга(1)+ Снп^ХУрАО-УАМ)], где Спз(1) -средняя стоимость производственных запасов, приходящаяся на единицу массы (или объема) добываемого полезного ископаемого; Снп - средняя стоимость незавершенного производства, приходящаяся на на единицу массы (или объема) добываемого полезного ископаемого; Уг(А-1) - объем добычи полезного ископаемого г-го вида, достигнутый в предыдущем отчетном периоде.

Совокупность экологических мероприятий на горном предприятии включает два блока. Первый блок экологических мероприятий - это природоохранительные мероприятия. Комплекс природно-ресурсных мероприятий представляют собой второй блок. Экологически рациональное природопользование на современном этапе формирования рыночной экономики России подразумевает экономическую эффективность процесса природопользования. Среди геотехнологических характеристик природопользования существенное влияние на суммарные затраты оказывает периодичность проведения экологических мероприятий. Следовательно, периодичность этих мероприятий и определяет величину прогнозного интервала времени при оценке эффективности инвестиций в реализацию проектов рационального природопользования.

Эколого-экономическая целесообразность обусловливает необходимость определения оптимального периода, при котором выполняется следующее условие: ИС^тт, где^С - суммарные затраты на проведение экологических мероприятий. При повышении качества экологических мероприятий действуют две противоположные тенденции. Первая тенденция - это рост стоимости одного мероприятия за счет увеличения затрат на проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и организации практического внедрения разработанных экологических мероприятий. Вторая тенденция проявляется в уменьшении эксплуатационных затрат одного мероприятия, так как сокращаются затраты на ремонт и обслуживание технологического оборудования, комплекса вычислительных средств и трудоемкость эксплуатации вычислительных систем, оплаты за воздействие на окружающую среду. Вследствие влияния этих противоположных тенденций существует оптимальная величина периодичности проведения экологических мероприятий Тэмор\ которая определяется по предлагаемой формуле

Кэ - Кс

К эСэо

00

Кс

где КЭ- константа скорости реализации удельных затрат; КС - константа скорости получения удельных доходов; Соэ - удельные эксплуатационные затраты от функционирования одного экологического мероприятия; Соэ, Сд, - начальное и асимптотическое значения удельных доходов от проведения одного экологического мероприятия.

Пусть требуется определить периодичность экологических мероприятий для следующих исходных данных: С^ = 105 у.е.; С0 = 2 -104 у.е.;

Сэо = 1,5 • 104 у.е.; К = 0,06 1/год; Кс = 0,8 1/год. Расчет по формуле

дает следующий результат: Тэмор*= 5,76= 6 лет. Таким образом, формула дает адекватные результаты для исходных данных, имеющих место на практике. Вычислительные эксперименты на основе формулы (1), проведенные

для детерминированных исходных данных, показали, что для большинства ситуаций значение оптимальной периодичности экологических мероприятий составляет от 2 до 7 лет. Следовательно, при оценке эффективности региональных проектов рационального природопользования при комплексном освоении угольных месторождений прогнозный горизонт, ограниченный 7 годами, является обоснованным.

При этом анализ статистических данных конъюнктуры спроса на различные полезные ископаемые и минеральное сырье показывает, что спрос, как правило, с течением времени возрастает: сначала медленно, затем быстро и, наконец, замедляется по мере насыщения. Следовательно, скорость увеличения спроса пропорциональна обеспеченности и насыщению рынка товарной продукцией горных предприятий, по которой проводятся маркетинговые исследования. Математические модели динамики обеспеченности полезными ископаемыми и минеральным сырьем при отсутствии конкуренции и при конкурентной борьбе за материальные и энергетические ресурсы на внутреннем рынке можно записать в следующем виде:

У

1 со

у

[ 1 + 1) ехр( -ег)]

где У- обеспеченность полезными ископаемыми и минеральным сырьем, представляющая собой долю субъектов рынка имеющих товарную продукцию, по которой проводятся маркетинговые исследования; Ун, Уда-начальное и асимптотическое значения величины У; , е - константы скоростей процессов изменения обеспеченности полезными ископаемыми и минеральным сырьем на внутреннем рынке.

Разработанные математические модели позволяют прогнозировать обеспеченность полезными ископаемыми и минеральным сырьем на внутреннем рынке, для добычи и переработки которых и планируются те или иные эколого-экономические мероприятия. Если принять положение о том, что доля обеспеченности, заданная соотношениями (2) и (3), будет представлять собой долю реализованной продукции, то это позволит получить прогнозную информацию, необходимую для оценки эффективности эколого-экономических мероприятий, предусматриваемых тем или иным проектом комплексного освоения угольного месторождения.

Проект рационального природопользования всегда представляет собой проект реальных инвестиций в развитие того или иного горного предприятия или же группы предприятий. Разумеется, что такой инвестиционный проект оценивается с точки зрения его технических возможностей, определяемых геотехнологическими параметрами, геоэкологической

безопасности и экономической эффективности. Эколого-экономическая эффективность проекта рационального природопользования характеризуется результатом сопоставления получаемой прибыли и затрат. Для того чтобы анализ эколого-экономической эффективности был наиболее полным, целесообразно математическую модель комплексной оценки показателей эффективности для проекта природопользования представить в виде следующей последовательности расчетных соотношений, являющейся модификацией известных формул.

Определяют: общую накопленную величину дисконтированных поступлений (PresentValue) PV; чистого приведенного дохода (NetPresentValue) NPVпри последовательном инвестировании в течение нескольких лет; индекс рентабельности инвестиций (ProfitabilityIndex) PI; внутреннюю норму прибыли (InternalRateofReturn) IRR и средние значения доли капитала, характеризующего цену привлеченных финансовых ресурсов (WeightAverageCostofCapital) WACC; срок окупаемости инвестиций (PaybackPeriod) PP; дисконтированный срок окупаемости инвестиций (Dis-countPaybackPeriod) DPP; коэффициент эффективности инвестиций (Ac-countingRateofReturn) ARR. Если IRR > WACC, то проект следует принять, если же IRR < WACC, то проект следует отвергнуть. При этом следует учитывать сроки окупаемости рассматриваемых проектов, которые не должны превышать установленных нормативов. Очевидным является тот факт, что эти показатели характеризуют различные положительные стороны проекта рационального природопользования. Это приведет к тому, что будут возникать противоречивые сочетания показателей эффективности рассматриваемых проектов на стадии их предварительной оценки. Разумеется, что в таких случаях предусматривается процедура экспертной оценки.

Оценку экологических последствий, возникающих от внедрения проектов природопользования, целесообразно осуществлять на основе теории надежности. Качественный анализ последовательности процессов и состояний процессов реализации инвестиционных проектов, приводящих к возникновению нежелательных ситуаций, возможен с использованием метода построения дерева отказов. Выполненный анализ свидетельствует о том, что в настоящее время целый ряд исходных событий нельзя точно оценить, поэтому следует формировать базу данных по исследуемой территории в целом и выявлять статистические связи между экономическими, технологическими и эколого-социальными характеристиками и параметрами риска проекта природопользования.

Концептуальная формула экологического риска для проекта рационального природопользования имеет вид REnv=PANTD , гдеЛЕот, Pant- риск и вероятность неблагоприятного техногенного воздействия на окружающую среду соответственно; D - ущерб от неблагоприятного антропогенного воздействия на окружающую среду при реализации рассматриваемого

проекта природопользования. Эта формула с учетом того, что вероятность неблагоприятного антропогенного воздействия на окружающую среду будет представлять собой вероятность одновременного появления двух событий, примет вид REnv=[INF>MPEL}PGLD, где INF - интенсивность антропогенного воздействия на окружающую среду; MPEL- предельно допустимый уровень нагрузки на окружающую среду; ,P{INF>MPEL} - вероятность появления неблагоприятного антропогенного воздействия на окружающую среду, превышающего допустимый уровень; PGL - вероятность отказа в системе защиты окружающей среды. Теоретическая функция распределения определяет вероятность того, что жизнедеятельность рассматриваемой территории без нарушений состояния окружающей среды меньше некоторого заданного времени t, (времени экологически благоприятной жизнедеятельности), то есть P{Inf>MPEL}Pgl=1- Q{T<t}, где Q иТ - вероятность и период жизнедеятельности рассматриваемой территории без нарушений состояния окружающей среды. Закон распределения вероятности жизнедеятельности рассматриваемой территории без нарушений состояния окружающей среды имеет вид:

t *

Qi

о

где Qj и А* - функция безопасности проекта рационального природопользования по i-му виду нежелательных ситуаций и оценка среднестатистической интенсивности нежелательных ситуаций i-го вида соответственно.

Тогда период времени Ti, в течение которого жизнедеятельность рассматриваемой территории, где реализуется рассматриваемый проект природопользования, протекает без нарушений состояния окружающей среды, определяется по формуле

t * 1

Ti

01 0 J

Следовательно, задача управления экологически безопасной реализацией проекта рационального природопользования сводится к осуществлению мероприятий, позволяющих обеспечить следующие условия: *

А (t)^ min или Qi(t)^ max. Так как имеет место многофакторная связь вероятности возникновения нежелательных ситуаций с экономическими (£э), технологическими (fT), природными и экологическими fro), а также социальными (fc) факторами, то в самом общем виде X* (t)=Ff(i), f(t), fm(t), fc(t)]. Эта зависимость устанавливается в явном виде на основе закономерностей интенсивности возникновения нежелательных ситуаций при реализации инвестиционного проекта, выявляемых в процессе имитационного моделирования и необходимых для повышения достоверности прогноза эффективности проекта природопользования и разработки эффективных мероприятий, снижающих вероятность финансовых потерь. В случае экспоненциального закона распределения расчетная формула для определения

математического ожидания длительности экологически безопасного периода при реализации проекта рационального природопользования может быть представлена в следующем виде:

/ л *

T = ( ^ общ

-1

i т , , Л

-1

Ц^ i) ,

V i=v V * *

где, Хобщ , Xi - среднее значение общей интенсивности экологически нежелательных ситуаций и интенсивности появления ситуаций экологического неблагополучия i-го вида соответственно.

Значение же риска в количественном выражении рекомендуется определять как произведение математического ожидания финансовых потерь (ФП) на вероятность возникновения ситуаций, приводящих к таким потерям, т.е.

REnv = M{ФП}p{T > 1},

где Re„v - экологический риск; М{ФП} - математическое ожидание финансовых потерь.

Анализ результатов обработки временных рядов по интенсивности возникновения нежелательных ситуаций, полученных при имитационном моделировании, показывает, что в целом осуществлять экстраполяцию, используя тренды, можно только на короткий период времени (не более трех отчетных периодов) и для приближенных оценок. Сравнительно низкие значения коэффициентов корреляции говорят о том, что на результативный признак накладывается влияние целого ряда случайных факторов, учет и изучение которых являются обязательными.

Результаты анализа структуры и качества информации на примерах действующих горных предприятий, а также характеристика фактических данных о рациональном природопользовании свидетельствуют о необходимости такой логической организации исходных данных, при которой возможны развитие и реорганизация информационной базы. Это наглядно иллюстрируется функциональной схемой обмена информацией в процессе функционирования системы имитационного моделирования, представленной на рис. 1. Следовательно, каждый класс объектов имитационной модели отображается совокупностью атрибутов, а конкретный объект характе -ризуется своим кортежем. Множество кортежей составляет отношение, схема которого может быть записана в видеNAMEA1, A2, A3, Ai, An, где Ai -i-й атрибут; NAME - имя отношения; n - степень отношения. Таким образом, каждый атрибут для конкретного объекта описывается кортежем a1t а2, а3, ai, ап. При этом домены могут быть как простыми, так и составными.

Физический уровень автоматизированной базы данных реализует возможность использования типовых программно-аппаратных средств. Оценка эффективности проектов природопользования должна базироваться на достоверном прогнозе динамики основных эколого-экономических

показателей природопользования, обеспечивающего функционирование предприятия. При этом прогнозные значения этих показателей должны быть согласованы с основной методикой расчета эффективности реальных инвестиций. К числу экономических показателей, которые необходимо прогнозировать, относятся следующие характеристики горнодобывающего предприятия: объем добычи и индексы реализации продукции предприятия; периодичность проведения экологических мероприятий на предприятии; индексы спроса на продукцию, для которой осуществляется инвестирование; экологический риск регионального проекта природопользования.

Рис. 1. Функциональная схема обмена информацией при оценке эффективности проекта рационального природопользования

Для решения прогнозных задач разработаны алгоритмы расчета технико-экономических показателей и комплексы программных средств, в которых используются современные пакеты прикладных программ (рис.2).

Рис. 2. Пример использования программы для анализа суммарных затрат на экологические мероприятия

Были рассмотрены два инвестиционных проекта А и Б, каждый из которых предусматривает реальные инвестиции на комплекс природоохранительных мероприятий, обеспечивающих экономию энергетических и материальных ресурсов при подземной добыче бурого угля и частичной переработке пород из породоугольного отвала. Анализ показателей эффективности инвестиционного проекта А показывает, что IRR>WACC только на седьмом году реализации проекта, а дисконтированный срок окупаемости превышает размер прогнозного горизонта. Следовательно, проект целесообразно отвергнуть, несмотря на обнадеживающие значения показателей РУ, РР и ARR. Анализ показателей эффективности инвестиционного проекта Б, наоборот, свидетельствует о том, что как обычный, так и дисконтированный сроки окупаемости укладываются в прогнозный горизонт. При этом IRR>WACC, начиная с шестого года реализации проекта. Численные значения РУ, РР и ARR также подтверждают эффективность проекта Б, поэтому данный проект целесообразно принять к реализации (рис. 3).

Рис. 3.Результаты определения эффективности проекта рационального природопользования

Таким образом, на основании исследований техногенного воздействия горных предприятий на окружающую среду территорий горнопромышленных регионов уточнены закономерности формирования показателей, отражающих геотехнологическую и эколого-экономическую эффективность проектов рационального природопользования. Это позволяет реализовывать алгоритмы принятия решений по экологически рациональному и экономически целесообразному выбору проектов освоения месторождений полезных ископаемых, обеспечивающих экологическую безопасность горнопромышленных регионов.

Список литературы

1. Качурин Н.М., Зоркин И.Е., Саломатин В.А. Оценка эффективности инвестиций в экологически рациональное природопользование // Региональные проблемы биосферы: 1-я Международная геоэкологическая конференция. Тула, 2000. С.165 - 166.

2.Эколого-экономическая база данных административно-территориального подразделения. Региональные проблемы биосферы: 1-я Международная геоэкологическая конференция / Н.М Качурин и [др.]. Тула, 2000. С.169 - 170.

3. Геоинформационные системы и социально-экономические данные / Н.М Качурин и [др.] // Известия ТулГУ. Геоинформационные техно-

логии в решении региональных проблем. Тула: Изд-во ТулГУ, 2001. Вып. С. 22 - 26.

4. Качурин Н.М., Зоркин И.Е., Качурина О.Н. Оценка инвестиционного климата в проектах рационального природопользования // Изв. ТулГУ. Геоинформационные технологии в решении региональных проблем. Тула: Изд-во. ТулГУ. 2002. С.185 - 188.

5. Качурин Н.М., Белая Л.А., Зоркин И.Е. Принципы и результаты геоэкологического мониторинга параметров окружающей среды // Известия ТулГУ. Естественные науки. Вып. 1. Тула: Изд-во. ТулГУ. 2009. С.217 - 228.

Качурин Николай Михайлович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, ecology@tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Зоркин Игорь Евгеньевич, канд. техн. наук, генеральный директор, ecology@tsu. tula.ru, Россия, Тула, ОАО «ЭкоГеоТехнологии»,

Рыбак Леонид Львович, аспирант, ecology@tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Дианов Юрий Юрьевич, аспирант, ecology@tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

ENVIRONMENTAL-ECONOMICAL EVALUATING EFFICIENCY OF MINING AND PROCESSING MINERALS PROJECTS

N.M. Kachurin, I.E. Zorkin, L.L. Ribak, U.U. Dianov

Methodical principals of e valuating efficiency of environmentally rational using natural resources by complex mining mineral deposits projects were updated. Method takes into account volume of mining minerals and processing mining wastes, periodicity of realizing environmental measures at a mining enterprise and forecast evaluating demand for proposed marketable products.

Key words: environmental-economical evaluation, efficiency, mineral deposit, wastes, mathematical model.

Kachurin Nikolay Mikhailovich, doctor of technical sciences, professor, the head of chair, ecology@tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Zorkin Igor Evgenyevich, candidate of technical sciences, chair-man,ecology@tsu.tula.ru, Russia, Tula, JSC «EkoGeoTehnologii»,

Ribak Leonid Lvovich, postgraduate, ecology@tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Dianov Uriy Uryevich, postgraduate, ecology@tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University