Decoupling Index as an indicator of the ecological and economic sustainability of the solid municipal waste management system: Case study of Moscow

Full Text

Введение На принципах минимизации потребления невознобовимых ресурсов и воздействия на окружающую среду базируется экономика замкнутого цикла1. Важная роль создания устойчивой системы управления твердыми коммунальными отходами (ТКО) не только нашла свое отражение в принципах экономики замкнутого цикла, но и четко определена в ЦУР 12 «Обеспечение рациональных моделей потребления и производства». Данная цель устойчивого развития направлена на эффективное использование природных ресурсов (целевой показатель 12.2). Она связана с проблемами снижения уровня загрязнения окружающей среды посредством предупредительных мер, повторного использования отходов (целевой показатель 12.5) и уменьшения выброса загрязняющих, в особенности химических веществ (целевой показатель 12.4)2. Для количественной оценки уменьшения природоемкости отрасли применяется индекс декаплинга (DI), отражающий эффект рассогласования прямой зависимости между показателями экономического роста и потреблением природных ресурсов (производством загрязнений). Результаты должны расти быстрее, чем вовлечение в экономический оборот ресурсов и выход загрязнений, т.е. декаплинг описывает ситуации, когда процессы, имеющие прямую корреляционную связь, начинают развиваться в противоположных направлениях (Шмелева, 2023). В рамках эко-ориентированного подхода можно сказать, что расчет степени расхождения трендов, как меры разъединения - информативный индикатор успеха циркулярной политики устойчивого развития (Валько, 2020). Взаимосвязь между экономическим ростом и использованием ресурсов впервые затронута в контексте теории анализа материальных потоков и экологической кривой Кузнеца, которая представляет собой теоретическую U-образную зависимость между выбросами загрязняющих веществ и экономическим ростом (Fischer-Kowalski, Amann, 2001). В то же время для оценки стабильности социально-экономических систем со времен исследований Дениса Медоуза (Hines, 2005) в 1970-х гг. используется подход, который соотносит темпы экономического роста, потребление невозобновляемых ресурсов и воздействие человека на окружающую среду. Таким образом, попытки рассчитать расхождение темпов экономического роста и темпов потребления ресурсов или загрязнения окружающей среды являются ответами на вопрос, носит ли экономическая деятельность экстенсивный характер или наблюдается снижение антропогенного прессинга. Модели декаплинга широко используются для анализа взаимосвязи между экономическим ростом и использованием ресурсов, потреблением энергии, выбросами парниковых газов и землепользованием. Изучение эффективности управления отходами и экологической политики на основе моделей декаплинга во втором десятилетии XXI в. стало новой областью исследований. При анализе релевантных российских научных работ по тематике расчета DI мы установили, что к основным направлениями относятся: расчет индекса декаплинга для определения устойчивого развития природохозяйственной деятельности (Фомина, 2022; Акулов, 2013; Баширова, 2013; Чумаков, Фесенко, Горбунова, 2018), оценки системы регионального управления (Шкиперова, Курило, 2014; Нургисаева, Таменова, 2022), планирования управления экономикой замкнутого цикла (Башмаков, 2020). Что касается применения DI для оценки устойчивости систем управления ТКО, то основные работы посвящены страновому аспекту, где анализ ситуации ведется для всей страны в целом или в сравнении с другими государствами (Селищева, 2018; Мишулина, 2019; Закондырин, Липина, 2022; Starodubets, Belik, Alikberova, 2022). Авторы (Starodubets, Belik, Alikberova, 2022) применили индекс декаплинга для оценки устойчивости системы управления ТКО для России в целом. Расчеты индекса развязки показали, что, несмотря на реформирование отрасли и постепенный переход системы обращения с ТКО в зону абсолютной стабильности, быстрого снижения объема ТКО, размещаемых на полигонах и отправляемых на переработку, не наблюдается. В (Wang, Zhu, Zhang, 2021) использовался метод анализа декаплинга П. Тапио «The Decoupling Diamond» и эмпирическая модель экологической кривой Кузнеца для анализа связи между образованием ТКО и экономическим развитием в 285 городах Китая с 2002 по 2017 г. В исследовании (Mazzanti, Nicolli, 2011) представлен всесторонний анализ динамики образования ТКО и упаковочных материалов в ЕС. Полученные данные предоставляют возможность для формирования политики, поскольку в них анализируется степень, в которой произошло рассогласование (декаплинг) двух потоков отходов, и эффективность влияния политики ЕС в области отходов на соотношение образования отходов и полученных доходов с 1995 г. В исследовании (Chen X. et al, 2014) оценили устойчивость управления ТКО в Китае на основе модели декаплинга, автор (Pu, 2021) дополнительно проанализировал факторы, влияющие на декаплинг между производством твердых отходов и экономическим ростом. В (Sjöström, Östblom, 2010) описано исследование взаимосвязи между производством твердых отходов и экономическим ростом в Швеции и сравнение показателей интенсивности образования отходов в «сценарии декаплинга» и «базовом сценарии» шведской экономики на 2006-2030 гг., чтобы проиллюстрировать эффективность политических мер, необходимых для достижения этой цели. В проанализированных исследованиях с использованием модели декаплинга охарактеризованы одновременные изменения производства отходов (выбросами) и экономического роста с акцентом на твердые муниципальные отходы, бытовые отходы и переработку отходов, что обеспечивает важную основу для принятия решений в области национальной, региональной, а также городской политики. Цель исследования - изучение характера взаимосвязи между экономическим ростом и образованием ТКО, а также количеством захороненных отходов в системе управления ТКО г. Москвы с помощью индекса декаплинга. Материалы и методы DI позволяет быстро оценить устойчивость системы обращения с ТКО и ее динамику. Численная оценка декаплинга в течение определенного периода времени может быть рассчитана с использованием соотношения, предложенного ЮНЕП3, которое основано на оценке DI. Значение DI определяется соотношением изменения уровня потребления данного ресурса (уровня антропогенного воздействия на окружающую среду) и изменения темпов экономического роста в течение определенного периода времени (обычно одного года) (Montevecchi, 2016). DI (ТКО)t = (ТКОt - ТКОt-1)/ТКОt-1 ⁄ (ВРПt - ВРПt-1)/ВРПt-1, где DI (ТКО)t - это индекс декаплинга, рассчитанный для системы управления ТКО за год t, который характеризует устойчивость системы управления ТКО в год t; ТКОt - объем ТКО, образованных в год t, млн т (отправленных на захоронение в год t, млн т); ТКОt-1 - объем ТКО, образованных в год t - 1, млн т (отправленных на захоронение в год t-1, млн т); ВРПt - валовый региональный продукт за год t, млрд руб.; ВРПt-1 - валовый региональный продукт за год t-1, в млрд руб. (Starodubets, Belik, Alikberova, 2022). Если DIt > 1, то темпы роста потребления ресурсов или загрязнения выше, чем темпы экономического роста, и декаплинг не наблюдается. Если DIt = 1, то потребление ресурсов или загрязнения растут теми же темпами, что и конечные показатели, это переходная точка от зависимости экономического роста от экологического фактора к декаплингу. Если 0 ≤ DIt < 1, то потребление ресур- 3 United Nations Environment Programme. International Resource Panel, United Nations Environment Programme. Sustainable Consumption, Production Branch. Decoupling natural resource use and environmental impacts from economic growth. UNEP/Earthprint, 2011. URL: https://www. unep.org/resources/report/decoupling-natural-resource-use-and-environmental-impacts-economicgrowth-0 (дата обращения: 17.07.2024) сов или загрязнения растут более медленно, чем темпы экономического роста, наблюдается относительный декаплинг. Если DIt < 0, то экономический рост (если он имеет место), сопровождается снижением загрязнения окружающей среды или потребления ресурсов, имеет место абсолютный декаплинг. Для расчета DI для системы управления ТКО в г. Москве использовали отчетные данные по форме 2-ТП (отходы) за период 2020-2023 гг., представленные в открытом доступе на сайте Федеральной службы по надзору в сфере природопользования4. В качестве макроэкономического показателя динамики экономической деятельности был использован показатель валового регионального продукта г. Москвы за период 2000-2023 гг., представленный в открытом доступе на сайте Федеральной службы государственной статистики5 (табл. 1, 2). Таблица 1 Показатели валового регионального продукта (ВРП) г. Москвы за период 2020-2023 гг. Год 2020 2021 2022 2023 ВРП, млрд руб. 20261 24471 27250 30090 Источник: составлено А.И. Курбатовой, Е.В. Савенковой, Х. Абу-Кдэйс по сборнику «Национальные счета России». URL: https://rosstat.gov.ru/folder/210/document/13221 (дата обращения: 30.07.2024). Table 1 Indicators of the gross regional product (GRP) of Moscow for the period 2020-2023 Year 2020 2021 2022 2023 GRP, billion rubles 20261 24471 27250 30090 Source: compiled by A.I. Kurbatova, E.V. Savenkova, H. Abu-Qdais based on the data National Accounts of Russia Retrieved 30.07, 2024, from URL: https://rosstat.gov.ru/folder/210/document/13221 Таблица 2 Показатели воздействия на окружающую среду (этапы обращения с твердыми коммунальными отходами в г. Москве) за период 2020-2023 гг. Этапы обращения с ТКО 2020 2021 2022 2023 Объем образовавшихся ТКО, млн т 5 022 663 5 193500 3 739632 3 784597 Объем ТКО, отправленных на захоронение, млн т 1 728 705 1 186339 505208 180832 Источник: составлено А.И. Курбатовой, Е.В. Савенковой, Х. Абу-Кдэйс по отчету «Информация об образовании, обработке, утилизации, обезвреживании, размещении отходов производства и потребления. URL: https://rpn.gov.ru/open-service/analytic-data/statistic-reports/production-consumption-waste/ (дата обращения: 30.07.2024). 4 Информация об образовании, обработке, утилизации, обезвреживании, размещении отходов производства и потребления. URL: https://rpn.gov.ru/open-service/analytic-data/statisticreports/production-consumption-waste/ (дата обращения 30.07.2024) 5 Национальные счета России. URL: https://rosstat.gov.ru/folder/210/document/13221 (дата обращения 30.07.2024) Table 2 Environmental impact indicators (stages of solid municipal waste management in Moscow) for the period 2020-2023 Stages of MSW management 2020 2021 2022 2023 Amount of MSW generated, Million Tons 5 022 663 5 193500 3 739632 3 784597 Amount of MSW sent to landfills, Tons Million 1 728 705 1 186339 505208 180832 Source: compiled by A.I. Kurbatova, E.V. Savenkova, H. Abu-Qdais based on the data of Information on the generation, treatment, utilization, neutralization, disposal of production and consumption waste. Retrieved 30.07, 2024, from URL: http://rpn.gov.ru/открытый service/analytical data/statistics-reports/production-consumption waste/ Результаты и обсуждение Расчеты индекса декаплинга для системы управления ТКО в Москве показали (табл. 3), что образование отходов в городе за период 2020-2023 гг. и рост валового регионального продукта проявляют относительный декаплинг, за исключением периода 2021-2022 гг., когда наблюдалось резкое уменьшение сгенерированных ТКО почти в 0,7 раз и имел место абсолютный декаплинг, что характеризует положительный вектор развития системы управления ТКО в городе в рамках экономики замкнутого цикла. Однако эти временные колебания не указывают на то, что это повлияло на разделение, поскольку показатель декаплинга DI образования отходов остается значительно ниже единицы. Схожие результаты получены в (Inglezakis et al., 2012), где был рассчитан DI между ВВП и объемом образующихся ТКО для стран ЕС. По мнению авторов (Inglezakis et al., 2012), разрыв связи происходит, когда темпы роста экологически значимой переменной (например, образования отходов) за определенный период меньше, чем темпы роста ее экономической движущей силы (например, ВВП). В работе (Chen et al., 2014) индекс декаплинга был рассчитан между ВВП и образованием отходов для Китая в периоды 1993-1994 и 2000-2001 гг., наблюдалась значительная отрицательная зависимость (низкое рассогласование), обусловленная тем, что образование отходов увеличивалось быстрее (более чем в 1,2 раза), чем экономический фактор. Таблица 3 Индекс декаплинга для системы управления твердыми коммунальными отходами г. Москвы за период 2020-2023 гг. Индекс декаплинга 2020-2021 2021-2022 2022-2023 DI (Объем образовавшихся ТКО, млн т) 0,15 -2,46 0,118 DI (Объем ТКО, отправленных на захоронение, млн т) -1,35 -5,04 -6,27 Источник: составлено по расчетам А.И. Курбатовой, Е.В. Савенковой, Х. Абу-Кдэйс. Decoupling index for the solid municipal waste management system in Moscow for the period 2020-2023 Table 3 Decoupling index 2020-2021 2021-2022 2022-2023 DI (Amount of MSW generated, Million Tons) 0.15 -2.46 0.118 DI (Amount of MSW sent to landfill, Million Tons) -1.35 -5.04 -6.27 Source: compiled according to the calculations of A.I. Kurbatova, E.V. Savenkova, H. Abu-Qdais. Достижение относительного декаплинга для отрасли обращения с отходами мегаполиса Москвы является результатом взаимодействия законодательных и экономических инструментов: системы сбора отходов, внедрения национального законодательства о захоронении и вторичной переработке отходов, реформы расширенной ответственности производителя. Запреты и ограничения на существующие полигоны Московской области привели к уменьшению количества захораниваемых отходов и достижению абсолютного декаплинга в период 2020-2023 гг. (рис. 1, 2). Все это стало возможным благодаря комплексному подходу, который включает в себя грамотное сочетание информационных кампаний, внедрения двухпоточной системы сбора, инвестиций в комплексы по переработке отходов. Можно также утверждать, что применение одних и тех же инструментов по отдельности не привело бы к таким результатам. По данным (Wei et al., 2021) Москва находится на 7 месте в мире по выбросам парниковых газов. Ежегодно столица выбрасывает в атмосферу более 110 млн т СО2-экв. Более 70 % городских выбросов парниковых газов связано с энергетикой, на отрасль управления отходами приходится около 4 %. Однако, ТКО является третьим по величине источником антропогенных выбросов метана в мире, что при одновременном росте численности населения в городах может быть важным фактором, влияющим на климат. Наблюдаемая динамика снижения объема захораниваемых ТКО в г. Москве отражается на степени воздействия системы управления отходами на климат, что выражается в снижении выбросов парниковых газов в СО2-экв. Согласно исследованию (Vinitskaia et al., 2021), объем парниковых газов в СО2-экв., выделяющийся с объектов захоронения отходов г. Москвы, без системы сжигания свалочного газа в высокофакельных установках, составляет 0,65 т СО2-экв. В (Abu-Qdais, Kurbatova, 2022) авторы, используя методологию оценки жизненного цикла, определили, что эмиссия парниковых газов составляет 0,5 т с 1 т захораниваемых отходов для объекта размещения отходов в Московской области. Также в научном исследовании (Kaazke et al, 2013) оценили выбросы парниковых газов с полигонов в Ханты-Мансийске, которые составили 0,25 т СО2-экв. с 1 т захораниваемых отходов. Значительное снижение выбросов парниковых газов в Ханты-Мансийске с полигонов обусловлено климатическими характеристиками региона и низкой скоростью метаногенеза в толще свалочного тела. С использованием данных (Abu-Qdais, Kurbatova, 2022) мы рассчитали предотвращенные эмиссии парниковых газов при уменьшении объемов захоронении отходов в системе управления ТКО г. Москвы за период 2020-2023 гг. (рис. 3). Рис. 1. Индекс декаплинга DI для системы управления ТКО, г. Москва, 2020-2023 гг. Источник: составлено по расчетам А.И. Курбатовой, Е.В. Савенковой, Х. Абу-Кдэйс. Figure 1. Decoupling index DI for the MSW management system, Moscow, 2020-2023 Source: compiled according to the calculations of A.I. Kurbatova, E.V. Savenkova, H. Abu-Qdais. Рис. 2. Индекс декаплинга DI для объема образовавшихся ТКО, для объема захороненных ТКО в период 2020-2023 гг., г. Москва: ось Oy - «базовая линия» - 2020 г., принята за 1 Источник: составлено по расчетам А.И. Курбатовой, Е.В. Савенковой, Х. Абу-Кдэйс. Figure 2. Decoupling index for the volume of generated MSW, for the volume of landfilled MSW in the period 2020-2023, Moscow: The axis of the Oy “baseline” - 2020, taken as 1 Source: compiled according to the calculations of A.I. Kurbatova, E.V. Savenkova, H. Abu-Qdais. Рис. 3. Предотвращенные эмиссии парниковых газов, т СО2-экв, при уменьшении объемов захораниваемых ТКО в г. Москве Источник: составлено по расчетам А.И. Курбатовой, Е.В. Савенковой, Х. Абу-Кдэйс. Figure 3. Mitigated greenhouse gas emissions (tons of CO2-eq) as result by reducing the volume of landfilled municipal solid waste in Moscow Source: compiled according to the calculations of A.I. Kurbatova, E.V. Savenkova, H. Abu-Qdais. В результате выполнения ключевых показателей «Комплексной системы обращения с ТКО» по уменьшению доли захороненных ТКО, в системе управления отходами для г. Москвы в период с 2021-2022 гг. объем предотвращенных эмиссий составил 340566 т СО2-экв., что в 1,3 раза больше, чем за период 2020-2021 гг. (см. рис. 3). В 2022-2023 гг. объем предотвращенных эмиссий снижается за счет сокращения темпов захоронения ТКО в данном периоде. Сокращение объема захораниваемых отходов является важным фактором митигации климата в отрасли управления ТКО. Заключение Анализ тематического исследования показывает, что в период с 2020 по 2023 г. наблюдался абсолютный декаплинг между размещением отходов на полигонах и валовым региональным продуктом г. Москвы. В этот же период наблюдается относительный декаплинг между валовым региональным продуктом и образованием отходов, что может говорить об устойчивости системы управления отходами в г. Москве, так как в количественном выражении конечные показатели растут, а экологические - снижаются. Драйверы в достижении абсолютного декаплинга - внедрение современных инноваций в области низкоуглеродного развития, переход от технологий «на конце трубы» к экологически чистым технологиям, внедрением бизнес-моделей циркулярной экономики, а также формирование научно-технического потенциала в области управления отходами. Важную роль в создании устойчивой системы управления отходами играют совершенствование существующих и разработка новых нормативных документов, способствующих переходу к экономике замкнутого цикла, а также усилению роли законодательных инициатив в области управления отходами не только в мегаполисах, но и других городах регионов России. Учитывая полученные результаты для г. Москвы, следует отметить, что политика в области управления отходами должна быть ориентирована на достижение абсолютного декаплинга воздействия, выражающегося в динамичном снижении эмиссий за счет развития рынка вторичного сырья из утилизированных отходов, т.е. вовлечения отходов в ресурсный цикл и их максимальное использование на основе наилучшей доступной технологии в рамках создания эколого-технологических коридоров. Для поддержания благоприятной среды для человека необходимо стимулировать внедрение стандартов государственных зеленых закупок, включая широкое распространение экомаркировок I типа. Важным звеном в создании устойчивой системы управления ТКО - внедрение современных методов мониторинга окружающей среды и здоровья населения при воздействии отрасли обращения с отходами, включая использование беспилотных летательных аппаратов в сочетании с искусственным интеллектом. Особую значимость для экологизации отрасли управления отходами представляют научные разработки, направленные на снижение углеродных эмиссий, загрязняющих веществ путем создания малоотходных ресурсои энергосберегающих технологий. Индекс декаплинга, используемый как метод исследования, предлагается в качестве инструмента для оценки эколого-экономической устойчивости системы управления ТКО не только в г. Москве, но и в других городах с целью разработки сценариев политики по устойчивому управлению ТКО в ближайшем будущем.

About the authors

Anna I. Kurbatova

RUDN University

Author for correspondence.
Email: kurbatova-ai@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0002-7763-5034
SPIN-code: 8177-8261

PhD in Environmental Sciences, Associate Professor, Department of Environmental Safety and Product Quality Management, Institute of Environmental Engineering

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Elena V. Savenkova

RUDN University

Email: savenkova-ev@rudn.ru
SPIN-code: 9083-6539
Scopus Author ID: 90004814

Doctor of Economics, Director of the Institute of Environmental Engineering, Professor, Department of Environmental Safety and Product Quality Management of Environmental Engineering

6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Hani Abu-Qdais

Jordan University of Science and Technology

Email: qdaish@edu.jo
ORCID iD: 0000-0001-9370-8988

Prof. Hani Abu-Qdais, PhD, Water & Environmental Engineering, Civil Engineering Department

Irbid, 22110, Jordan

References

Supplementary files