Моделирование поведения при переработке твердых бытовых отходов

© Алексей Замниус, ЭФ МГУ

Модель состоит из трех типов агентов: домохозяйства, перерабатывающие предприятия и утилизирующие предприятия. Авторы также вводят государство в роли некоторого регулирующего органа, поведение которого определяется экзогенно. На рис. №1 представлена схема модели.

Домохозяйства в настоящей модели играют роль производителей мусора, которые ранжируются по трем подтипам в зависимости от их поведения в отношении утилизации мусора. Первый тип не сортирует мусор, второй тип занимается разделением мусора, однако не доставляет его в специальные организации по переработке мусора, в то время как последний тип доставляет отсортированный мусор на специальные перерабатывающие предприятия. Принадлежность к одному из типов определяется четырьмя факторами: отношением денежных затрат и выгод от разделения, временными издержками сортировки, поведением соседей в отношении мусора и некоторым случайным фактором, который описывает ненаблюдаемые и неизменяемые во времени предпочтения домохозяйства. Описанные факторы представляют собой элементы функции полезности домохозяйства, значение которой в каждом периоде сравнивается со значением предыдущего. Авторы вводят предпосылку, что если эта разница на протяжении восьми периодов сохраняется положительной, то домохозяйство переходит в группу более высокого ранга, а если отрицательной – в более низкого. В остальных случаях домохозяйство сохраняет свой текущий тип.

Перерабатывающие предприятия забирают ту часть мусора, которую возможно переработать и пустить в новый производственный цикл: бумага, пластик, металлы и др. В Китае существуют как государственные, так и частные компании по переработке мусора, однако авторы отмечают, что во многом первые действуют в значительной степени автономно. Исходя из этого, авторы предполагают, что в своих решениях перерабатывающие компании исходят из максимизации своей прибыли, которая зависит от прибыли от непосредственной переработки каждого из четырех типов «полезных» ресурсов и издержек на транспортировку. Начальное распределение перерабатывающих компаний зависит от плотности населения в том или ином регионе, а их дальнейшее существование определяется экономическими результатами: если прибыль будет отрицательной на протяжении восьми периодов, то фирма уходит с рынка.

Утилизирующие предприятия отвечают за сбор твердых бытовых отходов и их дальнейшую утилизацию, которая производится либо на мусоросжигательных заводах, либо на мусорных полигонах. В настоящей модели совокупность этих предприятий рассматривается как одно, суммарная прибыль которого зависит от государственных субсидий, соотношения потраченной и выработанной на мусоросжигательных электростанциях электроэнергии, издержек на захоронение и сбор мусора.

В своей работе авторы рассматривают городской округ Сучжоу, расположенный в восточной части КНР, поэтому для калибровки параметров модели использовались опросные данные именно по этому округу. В качестве одного периода была выбрана неделя.

Взаимодействие между агентами на каждой итерации модели происходит следующим образом: сначала домохозяйства определяют свою категорию, затем считаются прибыли утилизирующих и перерабатывающих предприятий, после чего последние принимают решение о дальнейшей работе.

Настоящая модель позволяет симулировать реакцию агентов на те или иные политические решения, поэтому авторами было рассмотрено три возможных сценария. Первым является введение фиксированного налога на переработку мусора, который рассматривается в качестве обычного или инерционного (англ. business-as-usual scenario), т.е. действующего изначально. Вторым – введение налога на все виды утилизированного мусора, а третьим – введение налога только на сжигаемые или захороненные отходы.

Введение налога на все категории мусора способствовало увеличению числа представителей третьей группы, медленному уменьшению второй и резкому на начальных этапах уменьшению с последующим увеличением первой группы (рис. №2). Такой эффект связан с тем, что домохозяйствам становится экономически выгоднее сортировать мусор и сдавать его на переработку. Количество же сожженного и захороненного мусора сократилось в пользу переработанного (рис. №3).

Введение налога только на сжигаемые или захороненные отходы привело лишь к незначительному изменению числа представителей третьей группы, слабому росту второй и постепенному уменьшению первой (рис №4). В то же время эффекты для предприятий схожи с предыдущим сценарием: происходит значительный рост прибыли у перерабатывающих заводов и ее уменьшение у утилизирующих (рис. №5).

Рисунок 5. Сценарий 3: динамика прибылей предприятий