Введение. Исследования эколого-экономических проблем научно-технического развития относятся к приоритетным направлениям науки. Их решение основано на реализации концепции устойчивого развития, то есть длительного непрерывного развития общества, обеспечивающего потребности живущих сегодня людей без ущерба для удовлетворения потребностей будущих поколений. Одним из ключевых элементов в решении эколого-экономических задач является внедрение принципов наилучших доступных технологий, на основании которых производится нормирование негативного воздействия на окружающую среду и регулирование деятельности промышленных предприятий, оказывающих значительное загрязнение окружающей среды. Наилучшая доступная технология (НДТ) определяется в [1] следующим образом: «Технологический процесс, технический метод, основанный на современных достижениях науки и техники, направленный на снижение негативного воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду и имеющий установленный срок практического применения с учетом экономических, технических, экологических и социальных факторов». Концепция НДТ направлена на обеспечение комплексной защиты окружающей среды с тем, чтобы в ходе решения одной экологической проблемы не допустить создания более серьёзной другой проблемы, и учитывает возможные затраты и выгоды, получаемые в результате реализации мер по сокращению загрязнения.

Принципы и положения системы экологического нормирования на основе НДТ зафиксированы в Директиве «О комплексном предупреждении и контроле загрязнений» [2]. Внедрение принципа НДТ позволяет значительно улучшить экологическую ситуацию, обновить основные фонды, создать энергоэффективные и ресурсосберегающие производственные мощности, повысить конкурентоспособность промышленности.

Открытым остается вопрос о признании одной из конкурирующих технологий наилучшей [3].

Краткий обзор литературы. Общая методология решения поставленной задачи описана в справочном документе «Экономические аспекты и вопросы воздействия на различные компоненты окружающей среды» [4]. Документ разработан в целях формирования научно-методической базы и устанавливает общий порядок решения задачи, но носит рамочный характер.

Сложная и многоаспектная проблема выбора НДТ может быть существенно облегчена использованием научно обоснованных математических и инструментальных методов, однако задача их разработки рассматривается лишь в немногочисленных исследованиях. Так, в работе [5] на основе системного подхода и с использованием математического аппарата теории множеств предложена системная модель НДТ для производства различных химических продуктов. В работе [6] представлена характеристика экспертной системы оценки эколого-экономической эффективности НДТ и измерения стоимости интеллектуального труда как основного фактора этой эффективности. В статье [7] авторы рассматривают совокупность принципиально доступных технологий и процесс их развития как сложную систему, для которой применимы методы векторного анализа систем: методы, основанные на введении результирующего показателя качества; методы, основанные на введении результирующего показателя доступной технологии - минимаксные методы; методы, основанные на введении показателя эффективности; метод, основанный на переводе всех показателей доступных технологий, кроме одного, в ряд ограничений; метод последовательных уступок.

Имеется значительное число зарубежных публикаций, посвященных использованию математических методов при определении НДТ. В работе [8] подчеркивается, что правильной и эффективной оценки альтернатив, лица, принимающие решения, должны проанализировать большое количество данных и рассмотреть различные количественные и качественные критерии [9]. В статье отмечается, что трудно найти точные данные о характеристиках и потенциальных воздействий техники, и это еще один важный подводный камень, препятствующий правильной реализации концепции НДТ. В работе [10] анализ многокритериального принятия решений для оценки НДТ определяется как термин, который включает в себя набор концепций, методов и приемов, направленных на помощь отдельным лицам или группам для принятия решений, которые включают несколько конфликтующих точек зрения и многочисленные заинтересованные стороны. Методы анализа многокритериального принятия решений были использованы для отдельных аспектов оценки технологий в работах [11-17].

Недостаточный уровень имеющихся сегодня методов принятия решений существенно затрудняет процесс выбора, в течение которого возникают сложные, слабоструктурированные, задачи, не имеющие точного решения, описываемые качественными, неоднозначными характеристиками. Поэтому разработка нового инструментария является весьма актуальной проблемой.

Системная идентификация моделейзадачи выбора НДТ. Модели выбора наилучших доступных технологий относятся к классу моделей экономического объекта [18]. Объектом моделирования являются технологии производства продукции, выполнения работ, оказания услуг, определяемые на основе современных достижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения целей охраны окружающей среды при условии наличия технической возможности их применения. Цель построения моделей состоит в выявлении и установлении в результате сравнения характеристик различных технологий, экономического предпочтения и доступности конкретной технологии на фоне других, существующих в конкретной области деятельности. Системное описание объекта моделирования может быть представлено как совокупность его характеристик, которые должны учитывать экологический, экономический и социальный аспекты, промышленную применимость технологии, наличие технологии на рынке. Используемый математический аппарат – количественные методы исследования операций. Интерпретация модели – упорядочение имеющихся альтернатив или выбор наилучшей альтернативы в соответствии с целевой идентификацией.

Из анализа процесса определения НДТ следует, что инструментальная идентификация моделей для задач выбора может быть представлена следующим набором процедур.

Прежде всего, для выбора НДТ необходима информация о выходных и входных потоках по каждой из рассматриваемых технологий. Источниками информации, как указано в [4], могут быть: данные мониторинга; отчетные материалы; данные об экспериментальных исследованиях; расчетные данные; данные, получаемые в процессе информационного обмена; информация от поставщиков или изготовителей оборудования. Для оценки неопределенности данных целесообразно использование информационно-энтропийного подхода. Он представляет количественный метод оценки, анализа и обработки информации, основанный на измерении информационной энтропии. Энтропия для оценки уровня сложности производственных систем и измерения степени неполноты знаний об их состоянии исследуется во многих работах, и ее приложения весьма разнообразны [19, 20].

Общий порядок выбора НДТ предполагает анализ и обобщение данных для каждой технологии по выбросам и сбросам вредных веществ, отходам, используемым сырью и материалам, потребляемой энергии. Если после этого невозможно сделать выбор в пользу какой-либо технологии, по каждой из них производится анализ воздействия каждого из загрязняющих веществ на окружающую среду с учетом семи приоритетных экологических проблем: токсичность для человека, глобальное потепление, токсичность для водных объектов, закисление, эвтрофикация, истощение озонового слоя, потенциал образования тропосферного озона. На этих этапах выбора для каждой альтернативной технологии задано множество аспектов сравнения, причем каждый аспект имеет свой вес в комплексной оценке. Здесь наиболее адекватным инструментом являются процедуры многоатрибутного принятия решений, а способом решения – метод TOPSIS [21].

Выбор НДТ осуществляется из дискретного множества доступных альтернатив. Эта задача может быть сведена к задаче математического программирования рюкзачного типа. Различные вычислительные методы ее решения представлены, например, в работе [22].

Практически во всех случаях для подготовки заключения необходимо прибегать к экспертной оценке. Это предопределяет для построения модели выбора НДТ использование аппарата теории нечетких множеств. Методология моделирования средствами этой теории представлена, например, в работах [23, 24]. Нечеткая логика оперирует с уровнями допустимости решения, что позволяет рассматривать несколько альтернативных решений многокритериальных проблем и, в случае, если конфликт целей не четко определен, а является мягким, размытым, позволяет находить компромиссы и предоставляет лицу, принимающему решение, большую степень свободы.

В терминах нечетких множеств релевантно строить модели и методы и для задач многоатрибутного принятия решения [25], и для задач математического программирования [26].

Выбор НДТ должен учитывать и экономические характеристики. Для оценки и сравнения инвестиционных затрат на альтернативные технологии, используется метод чистой дисконтированной стоимости, который представляет собой стоимость инвестиций, рассчитанных как сумма дисконтированных притоков будущих периодов минус текущая стоимость инвестиций [4]. Аппарат теории нечетких множеств целесообразно использовать и в этом случае. Проблема состоит в определении величин денежных потоков. Для учета неполноты и неточности этих параметров могут быть использованы результаты работы [27].

Упрощенная схема выбора НДТ и соответствующие инструментальные средства моделирования представлены на рис. 1.

Рис. 1. Основные этапы выбора НДТ и инструментальные средства моделирования

Fig. 1. The main stages of the choice of BAT and modeling tools

Заключение. Ввиду сложности и многоаспектности проблемы разработка научно обоснованных эколого-экономико-математических моделей и методов оценки альтернативных вариантов и идентификации именно той технологии, которая является наилучшей, является важным направлением в данной предметной области. Необходимы расширение арсенала инструментально-математических средств моделирования задачи определения НДТ; создание для субъекта моделирования возможности использования в моделях разнообразной информации об объекте; разработка новых эколого-экономико-математических моделей на базе качественных измерений наряду с традиционным количественным математическим анализом.

Научно обоснованные модели и методы позволят в конфликтных ситуациях при определении наилучшей доступной технологии обеспечить объективное принятие решений техническим рабочим группам, а также разработчикам разрешительной документации и предприятиям.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда и Правительства Калужской области (проект № 16-12-40002а(р)).