CC BY
35
УДК: 330.341.1 ББК: 65.05
Васильев А.Н., Ножкин И.Н., Щукина А.Я.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТЕПЕНИ РЕАЛИЗАЦИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ СТРАН МИРА И РОССИИ
Vasilev A.N., Nogin I.N., Schykina A.Y.
COMPARATIVE ANALYSIS STEPENIE THE IMPLEMENTATION OF THE SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF THE COUNTRIES OF THE WORLD AND RUSSIA
Ключевые слова: устойчивое развитие, антропогенная нагрузка, LT-подход, мощность, ископаемое топливо, природные ресурсы, вектор экономики.
Keywords: sustainable development, anthropogenic load, LT-approach, power, fossil fuels, natural resources, the vector of the economy.
Аннотация: целью работы является просчитать количественную определенность устойчивого развития. В этой связи используется LT-анализ, методика которого разработана О.Л. Кузнецовым, П.Г. Кузнецовым, Б.Е. Большаковым. В статье с помощью LT-подхода рассчитывается степень реализации устойчивого развития (показатели антропогенной нагрузки и КПД технологий) ряда стран. Количественная оценка устойчивого развития даст представление о перспективах эффективного функционирования его единого экономического механизма, а следовательно, позволит интенсифицировать процесс становления экономики новейшего типа.
Авторами рассчитан коэффициент эффективности использования ресурсов, отражающий степень устойчивости развития объекта исследования, а также мощность потерь. Эти показатели характеризуют качество природной среды и отражают количество накопившихся отходов. Исходя из анализа данных показателей одиннадцати стран мира выявлено, что наибольшее антропогенное воздействие оказывает потребление ископаемого топлива. Однако в ряде европейских стран прослеживается тенденция снижения потребления нефти, газа, угля и переход на использование электроэнергии, что в перспективе снизит антропогенную нагрузку.
Abstract: the aim of this work is to calculate quantitative factors for sustainable development. In this regard, LT-analysis, a technique developed by Kuznetsov O.L., Kuznetsov P.G., Bolshakov B.E. the article by using the LT-approach calculated the degree of implementation of sustainable development (indicators of anthropogenic load and efficiency technologies) a number of countries.
Quantitative assessment of sustainable development will give an idea of the prospects for effective functioning of its single economic mechanism, and consequently will allow to intensify the process of formation of economy of new type. The article calculated the coefficient of effective use of resources, reflecting the degree of sustainability of development of object of research, as well as Monet losses. These indicators characterize the quality of the natural environment and reflect the quantity of waste accumulated.
Based on the analysis of data indices of eleven countries revealed the greatest anthropogenic impacts of fossil fuel use that increases anthropogenic load. However, in several European countries a tendency to reduce consumption of oil, gas, coal and the transition to the use of electricity.
В настоящее время проблема эффективного управления устойчивым развитием экономического сектора актуальна не только для России с её регионами, но для всего мирового сообщества. На фоне кризисного состояния практически всех отраслей экономики, научного сектора, глобального загрязнения экосферы, истощения первичных
природных ресурсов проявление творческого потенциала человека является ключевым фактором в здравом переосмыслении необходимости смены вектора развития экономики мирового хозяйства в сторону эколо-го-ориентированной направленности [5].
Все явления и процессы на Земле имеют потоковое проявление в пространстве и во
времени. Это позволяет выразить их результаты в едином универсальном измерении посредством мощностной сущности. Количественная оценка устойчивого развития даст представление о перспективах функционирования единого экономического механизма устойчивого развития, позволит интенсифицировать процесс его реализации.
Используя LT-анализ, можно рассчитать базовые параметры устойчивого развития ряда стран мира. Для этого необходимо использовать различные статистические данные по странам, а такжже их топливные балансы. Существующее состояние объекта
управления территорией характеризуется базовыми параметрами системы входа и выхода ресурсов:
полной мощностью - К; полезной мощностью - Р; мощностью потерь - О. Для определения колическтвенной характеристики устойчивого развития необходимо рассчитать показатель антропогенной нагрузки на территорию и коэффициент полезного действия (КПД) технологий. Для рас-счета данных показателей составим таблицу необходимых исходных данных исследуемых стран (таблица 1).
Таблица 1 - Структура исходных данных для оценки базовых показателей системы
Наименование показателя Исследуемые мировые объекты
Россия США Германия Швеция Норвегия Китай Япония
Среднесуточное потребление продуктов питания на человека (Сс ккал/чел. в сут.) 3375 3655 3550 3175 3450 2990 2800
Годовое потребление нефти (млн. тонн н.э. N9) 155,7 831 112,1 14,3 10,6 507,4 208,9
Годовое потребление газа (млн.тонн н.э. МГ) 372,3 671 75,3 1 4 145,5 105,2
Годовое потребление угля (млн.тонн н.э. 94,1 455,7 81,3 1,7 0,7 1925,3 128,6
Общее потребление топлива (млн. тонн н.э. N1) 622,1 1957,7 268,7 17 15,2 2578,1 443,7
Годовое потребление электроэнергии (МВТ*ч/год N3) 1016500000 4686400000 582500000 128200000 107900000 5463800000 982200000
Численность населения (М, человек) 143666931 317848000 80780000 9723809 5063700 1363950000 127558577
Площадь км2) 17124442 9519431 357021 450295 386000 9596960 377835
Из таблицы 1 видно, что статистические показатели выражены в разных и несопоставимых единицах измерения, а для расчета суммарного потребления ресурсов (полной мощности N статистические пока-
затели должны быть выражены в единых единицах мощности (ГВт), поскольку именно мощность является универсальной мерой во всех живых (открытых) пространственно-временных системах [1].
Просчитаем показатель антропогенной нагрузки по ряду стран.
Подробную методику рассчета степени реализации устойчивого развития покажем на примере России.
Чтобы узнать годовое потребление топлива на человека по России, надо годовое потребление топлива разделить на численность населения:
баг юо ооо ,11П , .
п=-- 4,330 тонн нл./чел= 4330 кг ид.'чел
1 143 666 931
(1)
Годовое потребление электроэнергии по России = 1 016 500 000 МВт-ч/год
N3 = 1 016 500 000 / 143 666 931 = 7,0753 МВТ-час/чел = 7 075,3 кВт-час/чел. (2)
Для перерассчета разнородных единиц измерения первичных статистических показателей в единицы мощности используются специальные переводные коэффициенты [6]:
- коэффициент перевода мощностных и энергетических единиц измерения:
1 Вт = 20,64 ккал/сутки;
- коэффициент перевода одного килограмма нефтяного эквивалента:
1 кг н.э. = 1,46 Вт;
- коэффициент перевода одного киловатт-часа электроэнергии:
1 кВт час = 0,114 Вт, тогда годовое потребление продуктов питания N1 вычисляется по формуле
N10) [Вт] = (Сс[ккал/чел-сутки]* М[чел]) / (20,64[ккал/Вт-сутки]) (3)
Годовое потребление продуктов питания N1 в России на 2013 год составит
N,(2013) =
_ 33?Е [Евм/чел.'сутш] ■ :43 Ш [чея| _
-23,49 ГВт, (4)
10,64 [гвд/Вт'сутга]
Годовое потребление топлива N2 вычисляется по формуле:
N2 0) [Вт] = № (ЭДкг н.э./чел] * МО) [чел.] *1,46 [Вт/кг н.э.] (5)
Годовое потребление топлива N2 в России на 2013 год составит:
N2(2013) = 4 330 [кг н.э./чел.] * 143 666 931 [чел.] * 1,46 [Вт/кг н.э.] = 908,2 ГВт (6)
Годовое потребление электроэнергии N3 вычисляется по формуле
N3 0) [Вт] = N3 0) [кВт-час/чел.] * МО) [чел] * 0,144 [Вт/кВт-час]. (7)
Годовое потребление электроэнергии N3 в России на 2013 год составит:
N3 (2013) = 7 075,3 [кВт-час/чел] * 143 666 931 [чел] * 0,114 [Вт/кВт-час] = 115,8 ГВт. (8)
Тогда полная мощность в России на 2013 год составит:
N(2013) = N1(2013) + N2(2013) + N3(2013) = = 908, 2 ГВт + 115,8 ГВт + 23,49 ГВт = 1047,49 ГВт. (9)
Годовая полезная мощность, связывающая полную мощность предыдущего года с полезной мощностью текущего года посредством коэффициента эффективности использования ресурсов, рассчитывается по формуле [3]:
Р 0) = П * N (М), (10)
где коэффициент эффективности использования ресурсов определяется отношением полезной мощности на входе системы к полной мощности на выходе из системы:
П = (Р (1)) / N (1-1).
(11)
Коэффициент эффективности использования ресурсов является показателем, ха-растеризующим эффективность технологий, а, следовательно, отражающим степень устойчивости развития объекта исследования.
Для определения полезной мощности на начальное время используется среднее значение коэффициентов совершенства технологии, рекомендованные статистической комиссией ООН [5]:
- для продуктов питания: ^100) = 0,05;
- для топлива: ^200) = 0,25;
- для электроэнергии: ^3(Ю) = 0,8.
Используя вышеприведенные данные,
можно просчитать полезную мощность Рос-
сии на 2014 год с учетом коэффициентов эффективности использования ресурсов, которая рассчитывается по формуле
Р(2014) = N1(2013) * п1(Ю) + N2(2013) * П2(Ю) + N3(2013) * п3(Ю). (12)
Р(2014) = 23,49 ГВт * 0,05 + 908,2 ГВт * 0,25 + 115,8 ГВт * 0,8 = 1,1745 ГВт + 227,05 ГВт + 92,64 ГВт = 320,86 ГВт. (13)
Мощность потерь - разность между полной мощностью и полезной мощностью системы, выраженная в единицах мощности (Вт - ватт) определяется по формуле
о(ху=щхур(х) . (14)
Годовые потери мощности России в единицах мощности (ГВт) в 2014 году составят :
С(2014) = N(2013) - Р(2014) = 1047,49 ГВт -320,86 Гвт = 726,63 ГВт. (15)
Мощность потерь будет играть важную роль при анализе качества природной среды, так как КПД технологий показывает воздействие на природную среду и отражает количество накопившихся отходов в результате эффективности или неэффективности использования ресурсов.
Учитывая, что все добытые ресурсы и в дальнейшем переработанные в товары с течением некоторого периода времени становятся отходами, можно условно рассчитать полную антропогенную нагрузку на территории России, площадь которой составляет 17 124 442 км2, по формуле
Ап(полная нагрузка) = (Р + G) = 320,86 + 726,63 = 1 047,49 ГВт. (16)
Учитывая допустимую антропогенную нагрузку Dsd= 70 кВт/км2, рассчитаем допустимую нагрузку (Ад) на территорииРос-сийской Федерации по формуле
Ад=3*Б^ , (17)
где S - площадь России, км ;
Dsd - среднее допустимое значение плотности антропогенной нагрузки, рассчи-
танное В.В. Оленьевым, А.П. Федотовым,
Вт/км2
Ад = 17 124 442 * 70000 = 1198710940000 Вт ~ 1198,71 ГВт. (18)
Коэффициент антропогенного давления (Ка) вычисляется по формуле
Ка= Ап/Ад (19)
Ка = 1047,49/1198,71 = 0,87. (20)
Рассчитаем КПД технологий за 2014 год по формуле
КПД(2014) = РО) / 1) = 320,86 ГВт / 1047,49ГВт = 0,306. (21)
Обобщенный КПД технологий по России составил 0,306 Б.Е. Большаковым его увеличение прогнозируется до уровня 0,58
[4].
Для решения проблемы устойчивого развития не только регионов, но и стран необходим прорыв за пределы сегодняшних ограниченных представлений об энергии только в виде первичных ресурсов.
В современных условиях возникает объективная необходимость использования упущенной мощности, скопившейся только в Российской Федерации в количестве 90 млрд. тонн (имеются в виду отходы на 2013 год) в цикле производства (рециклинг). Данный подход позволяет избавиться от систем, лишенных гибкости, основу которых составляет сжигание отходов, и предлагает новую стратегию, в рамках которой можно преобразовать существующие сегодня линейные процессы производства отходов (образование упущенной энергетической возможности G) и их использование в «интеллектуальных системах», позволяющих перерабатывать ресурсы, содержашде-ся в отходах, и создавать рабочие места, связанные с их рециклингом [5].
За основу сравнительной базы с другими странами берем показатель антропогенной на-груз ки и К ПД технол о гий п о России.
Просчитаем количественную характеристику устойчивого развития (антропогенной нагрузки и коэффициента полезного действия технологий) аналогично России по
США, Германии, Швеции, Китаю, Норвегии и Японии.
Расчетные данные поместим в таблицу 2.
Таблица 2 - Количественные показатели устойчивого развития по исследуемым странам
Показатели Исследуемые мировые объекты
Россия США Германия Швеция Норвегия Китай Япония
Годовая полная мощность или суммарное потребление природных энергоресурсов на 2013 год, ГВт 1047,49 3448,58 472,49 40,89 35,32 4583,96 777
Годовая полезная мощность или конечный продукт на 2014 год, ГВт 320,86 1144,69 151,86 17,95 15,427 1448,96 252,39
Годовые потери мощности на 2014 год, ГВт 726,63 2303,89 320,63 22,94 19,893 3135,0 524,61
Коэффициент антропогенного давления 0,87 5,17 18,8 1,2 1,3 6,82 29,38
Эффективность использования полной мощности на 2014 год, безмерные единицы 0,306 0,331 0,321 0,438 0,436 0,316 0,32
Анализируя количественные показатели устойчивого развития по исследуемым странам, можно отметить, что такие высокоразвитые страны, как Германия и Япония, с точки зрения ЦТ-подхода, развиваются неустойчиво. Это обусловлено высоким потреблением ископаемого топлива, которое в единицах мощности относится на небольшую территорию. Но даже если Германия и Япония полностью откажутся от ископаемых источников топлива (чисто теоретически, так как в ближайшем будущем такой сценарий маловероятен), потреб-
ление электроэнергии в единицах мощности в этих странах создаст всё равно антропогенную нагрузку больше допустимой. У Японии потребление электроэнергии в единицах мощности в 2013 году составило 112,05 ГВт, в то время как допустимая антропогенная нагрузка на территорию Японии всего 26 ГВт. У Германии в 2013 году данный показатель составил 59,23 ГВт, а допустимая антропогенная нагрузка всего 25 ГВт.
В Китае доля промышленности в экономике составляет около 46,6% [2], а её
размер ВВП по ППС 16,1 трлн. долларов США [4]. Промышленность Китая требует колоссального колическтва энергии (электричество, уголь, нефть и газ). Отсюда полная антропогенная нагрузка превышает допустимую более чем в 7 раз.
Теоретически Китай не может, отказавшись от всех ископаемых энергоносителей, соответствовать количественным критериям ЦТ-подхода, так как потребление электроэнергии и продуктов питания составляет у него 852,4 ГВт, что значительно выше допустимой антропогенной нагрузки в 672 ГВт.
США также превышают допустимую антропогенную нагрузку в 5 раз (по оценке на 2013 год). Одновременно в период с 2011 по 2013 годы наблюдалась динамика снижения антропогенной нагрузки. Это связанно с уменьшением потребления ископаемого топлива, поскольку его использование в большей мере увеличивает антропогенное воздействие на территорию. Кроме того, даже если США полностью (теоретически) откажутся от использования угля, нефти и газа, то расход электроэнергии и продуктов питания, например, за 2013 год в единицах мощности составил 511,06 ГВт, а допустимая антропогенная нагрузка 666,36 ГВт позволило бы создать энергетический резерв.
Самое выгодное положение, с точки зрения ЦТ-подхода, у Норвегии и Швеции. Это обусловлено малой территорией, небольшой численностью населения.
Коэффициент антропогенного давления у России оказался ниже по сравнению с анализируемыми странами. Это объясняется тем, что страна имеет почти в 2 раза большую площать по сравнению с США, в 48 раз больше Германии, в 38 раз Швеции и в 45 раз Японии.
Многие европейские страны в угоду экологии энергетической независимости готовы нести большие финансовые потери. Однако эффективность подобной энергетической политики пока сомнительна. Такой подход страны реализуют в определенной степени в ущерб конкурентоспособности собственных производителей и покупательной способности населения. Экологический эффект подобной энергетической политики Германии, Дании, Италии и других стран полностью компенсирует упущенную экономическую выгоду в виде низких издержек. В ближайшие годы точную оценку справедливости такого подхода ещё только предстоит выяснить, но сейчас экономики большинства европейских стран уже проигрывают в конкурентной борьбе США, где в энергобалансе сделан упор на дешевый газ, нефть и атомную энергетику.
Как видно из вышеизложенного, значительную долю антропогенного давления на территорию оказывает именно потребление ископаемого топлива.
Покажем темпы роста общего потребления топлива одиннадцати стран мира (за период 1995 - 2013 гг.) с интервалом в 6 лет.
Таблица 3 -Динамика потребления топлива N3 (млн. тонн н.э.) исследуемыми странами
Страны Временной период (годы)
1995 2001 2007 2013
США 1 874,2 2 010,2 2 098,3 1 957,7
Китай 839,7 945,9 1 754,3 2 578,1
Германия 292,7 291 272,8 268,7
Франция 134,5 145,6 143,3 131,1
Британия 192,8 204 199,5 172,1
Бразилия 94,6 115,4 133,4 180,3
Россия 601,5 558,7 603,3 618,7
Продолжение таблицы 3
Италия 152,7 164,7 170,8 134,1
Индия 217,1 275,9 384,4 545,9
Нидерланды 82,3 89,2 92,5 83,1
Швеция 19,9 18,7 20 17
Итого: 4 502 4 819,3 5 872,6 6 686,8
Более наглядно динамику общего по- (рисунок 4) [7]. требления топлива иллюстрирует график
1990 1995 2000 2005 2010 2015
Рисунок 1 - Динамика общего потребления топлива (млн. тонн н.э.)
На рисунке видно, что с каждым годом потребление топлива в мире растет.
США, Китай, Россия и Индия значи-
тельно превышают потребление топлива по сравнению с другими странами, более наглядно это просматривается на рисунке 2.
1995 2001 2007 2013 2015
Рисунок 2 - Динамика потребления топлива стран-лидеров (млн. тонн н.э.)
Вестник Волжского университета имени В.Н. Татищева № 3 (34) 2015
Далее рассмотрим динамику потребления топлива европейскими странами на
рисунке 3.
Рисунок 3 - Динамика потребления топлива европейскими странами (млн. тонн н.э.)
Таким образом, можно сделать вывод, что страны-лидеры с каждым годом все больше потребляют топлива. Однако как видно на графике, у европейских стран наметилась тенденция к снижению его по-
требления.
Рассчитаем темпы роста общего потребления топлива за период с 1995 по 2013 годы и покажем их динамику на графике (рисунок 4).
Рисунок 4 - Динамика темпов роста потребления топлива исследуемых стран
Анализ динамики темпов роста потребления ископаемого топлива позволяет сделать вывод, что по сравнению с 1995 годом в 2001 году оно выросло на 7%; в 2007
году на 30,4%; в 2013 году на 48,5%, а, следовательно, антропогенная нагрузка на территории этих стран возрастает.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кузнецов, О.Л., Кузнецов, П.Г., Большаков, Б.Е. Система «природа - общество - человек»: устойчивое развитие. - М.: Ноосфера, 2012. - 390 с.
2. Бартини, Р.О.Ди. Соотношения между физическими величинами // Роберт Орос Ди Бартини - советский авиаконструктор, физик-теоретик, философ. Статьи по физике и философии. - М.: Самообразование, 2013. - С. 45.
3. Большаков, Б.Е. Теория и методология взаимодействия в системе природа - общество - человек. - М.: ВИНИТИ, 2012.
4. Большаков Б.Е., Кузнецов О.Л., Кузнецов П.Г. проблема устойчивого развития человечества в системе природа - общество - человек: доклад на Международном конкурссе, посвященном памяти П.Г. Кузнецова (январь 2001). - М., 2012.
5. Ефремова, Т.В., Щукина, А.Я. Смена вектора экономического развития эколого-ориентированной направленности: монография. - Тольятти: Издательство Волжского университета имени В.Н.Татищева, 2015. - 293 с.
6. http ://ltgis.ru/2012/09/pravila_preob/
7. http://spydell.livejournal.com/547898.html
