Методика эколого-экономической оценки современных технологий орошения в сельском хозяйстве

В результате внедрения систем планирования орошения в сельскохозяйственное производство обеспечиваются:

• оптимизация водного, питательного режимов почв и микроклимата на основе применения технологии дождевания, обеспечивающих увеличение урожайности не менее чем на 20%;
• снижение потерь оросительной воды на поверхностный сток и инфильтрацию до 20%, уменьшение выноса химических и питательных веществ из почвы в подземные воды и естественные водные источники за счет разработки новых технических средств и технологий полива, методов управления орошением, проектирования и оценки качества технологического процесса;
• экономия энергетических и материально-технических ресурсов на 15-20%;
• повышение производительности труда не менее чем на 50%.

Экономическая эффективность новых технологий и техники определяется по их влиянию на улучшение конечных показателей сельскохозяйственного производства, главным образом, на прирост прибыли за счет повышения урожайности культур и продуктивности животных, улучшения качества продукции, сокращения затрат труда и снижения себестоимости производства продукции.

Эколого-экономическая оценка эффективности орошения проводится в соответствии с нормативно-методическими документами (Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (2-я ред. Официальное изд. - М.: Экономика, 2000) и Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов мелиорации сельскохозяйственных земель (РД-АПКЗ.00.01.003-03), основные положения которых соответствуют международным стандартам, что обеспечивает методическую базу технико-экономического обоснования конкретных проектов.

В качестве интегрального показателя оценки экономической эффективности использован прирост чистого дисконтированного дохода, определяемый на основе дисконтирования денежных потоков (операционных, инвестиционных, финансовых), а вспомогательного - срок окупаемости капитальных вложений.

В основу оценок эффективности положены следующие основные принципы, применимые к любым типам инновационных проектов в области мелиорации, независимо от их технических, технологических, финансовых, отраслевых или региональных особенностей:

• реализуемость технологий орошения оценивается возможностью реализации его технического, ресурсного, экологического и финансового обеспечения;
• рассмотрение результатов технологий орошения на протяжении всего его жизненного цикла (расчетного периода) - от начала внедрения до завершения;
• стоимостная оценка всех видов затрат и результатов на основе моделирования связанных с технологиями орошения потоков денежных поступлений и расходов за расчетный период;
• сопоставимость условий сравнения различных вариантов технологий орошения;
• учет влияния фактора времени. При оценке эффективности должны учитываться возможные изменения во времени: площадей и урожайности орошаемых земель, условий хозяйствования, социально-экономической ситуации; разные сроки службы технических средств и оборудования, необходимость инвестиций на капитальный ремонт в течение расчетного периода; неравноценность разновременных затрат и результатов.

- оценка эффективности производится сопоставлением ситуаций с применением различных технологий орошения, в основу оценки эффективности закладываются приросты денежных поступлений и расходов, получаемые каждым из участников проекта;

• принцип положительности и максимума эффекта: при сравне нии альтернативных вариантов предпочтение должно отдаваться варианту с наибольшим значением эффекта;

• учет влияния факторов неопределенностей и риска, сопровож дающих реализацию проекта.

Эффективность оценивается по приростному денежному пото ку. Приростной денежный поток определяется как разность между денежными потоками по вариантам с применением различных тех нологий орошения.

В расчетах эффективности денежные поступления и расходы выражаются в неизменных ценах на определенную дату (например, на момент проведения расчетов). При этом все стоимостные пока затели должны быть выражены в ценах на одну и ту же дату, и эта дата должна быть обязательно указана.

В расчетах эффективности используются цены сельскохозяйст венной продукции, включающие в себя надбавки и скидки за ее качество, но не включающие дотации и НДС.

В расчетах эффективности используются, прежде всего, цены, сложившиеся в год реализации технологий орошения на оптовых и розничных рынках, биржах, ярмарках, а также при продаже сель скохозяйственной продукции заготовительным организациям, пе рерабатывающим предприятиям и иным сторонним фирмам.

В случае отсутствия в регионе сложившихся цен на ту или иную продукцию ее цена определяется в следующем порядке: объем произведенной продукции переводится в кормовые единицы (овес) на основе зональных коэффициентов, а затем умножением на ко эффициент 0,8 - в зерновые единицы - пшеницу, на которую в данном регионе уже имеются сложившиеся цены.

Основным показателем эффективности является дисконтиро ванный прирост чистого дохода, определяемый как накопленное за весь расчетный период сальдо приростного денежного потока.

Прирост чистого дисконтированного дохода при реализации технологий орошения по рекомендациям научно-технических ма териалов может быть рассчитан на основе уравне ния:

NPV = Y 4{3i - C - K) { l + E) - \ где NPV- чистый дисконтированный доход, руб/га;

Е - годовая процентная ставка, %;

Т - расчетный период, годы;

К - капитальные вложения, руб/га;

Эф - эффект, получаемый в результате реализации проекта, руб/га:

Эф = Эор+ Ээп + Э„ + Эу, где Эор - эффект от орошения в виде прироста стоимости произ водимой сельскохозяйственной продукции, руб/га;

Внедрение современных систем орошения требует точного расчета окупаемости. Обычного сравнения урожайности до и после полива для этого недостаточно. Чтобы получить реальную картину, необходимо оценивать эколого-экономический эффект комплексно. Неравномерный полив, отклонение влажности от нормы и вымывание питательных веществ напрямую влияют на прибыльность хозяйства.

Расчет экономической выгоды от полива

Решение о покупке оросительной техники принимают на основе расчета чистого экономического эффекта. Он должен стремиться к максимуму на протяжении всего расчетного периода эксплуатации оборудования. Для оценки эффективности используют формулу, которая суммирует выручку от прибавки урожая и вычитает все сопутствующие затраты. Такой подход позволяет избежать двойного счета капитальных вложений.

Э_ор = Σ [ ΔB_t − C^э_t − ΔC^с/х_t − C^пр_t − C^у_t − C^н_t + ЛC_t ] → max

В этой формуле учитывают следующие показатели:

• ΔB_t — прирост выручки от продажи продукции, полученной за счет полива конкретной техникой в году t (руб.);
• C^э_t — ежегодные эксплуатационные затраты на полив без учета амортизации на реновацию (руб.);
• ΔC^с/х_t — прирост ежегодных издержек на выращивание культур на поливных землях (руб.);
• C^пр_t — ежегодные затраты на экологические меры: поддержание плодородия почв и охрану водных ресурсов (руб.);
• C^у_t — размер ущерба окружающей среде от проведения орошения в году t (руб.);
• C^н_t — сумма прямых и косвенных налогов (руб.);
• ЛC_t — ликвидная стоимость выбывающих основных фондов в году t (руб.).

Для расчета прироста затрат на производство и эксплуатацию используют простую зависимость. В ней суммируют расходы на выращивание продукции и затраты на содержание мелиоративных систем. Прирост выручки от орошения в конкретном году рассчитывают отдельно с учетом потенциальной урожайности. Это позволяет точнее спрогнозировать будущие финансовые поступления.

С = С_с/х + С_м

• С_с/х — прирост ежегодных затрат на производство сельскохозяйственной продукции (руб/га);
• С_м — прирост ежегодных затрат на эксплуатацию и содержание мелиоративных систем (руб/га).

Прирост выручки от орошения (ΔB) в конкретном году рассчитывают по формуле:

ΔB = Ц × (У^ор − У^тех) × K₁ × K₂ × K₃ × F_ор × α_j × КЗИ

Для вычислений вам понадобятся следующие данные:

• Ц (или q_j в году t) — региональная оптовая цена реализации культуры (руб/ц);
• У^ор — потенциальная урожайность культуры на поливе при оптимальных условиях, которую берут по данным госсортоучастков (ц/га);
• У^тех — урожайность без полива (ц/га);
• K₁ — коэффициент равномерности увлажнения конкретной дождевальной машиной;
• K₂ — коэффициент снижения урожая из-за отклонения влажности почвы от оптимальной;
• K₃ — коэффициент, учитывающий дефицит минерального питания в почве;
• F_ор — площадь полива (га);
• α_j — доля культуры в севообороте;
• КЗИ — коэффициент земельного использования.

Оценка экологических рисков и предотвращенного ущерба

Качество полива напрямую определяет экологическую безопасность и экономию ресурсов. Работу дождевальных машин оценивают через специальный экологический коэффициент. Влажность в корнеобитаемом слое также должна находиться в строго определенных границах. Для этого в формулу вводят показатели начальных и конечных влагозапасов активного слоя почвы.

Экологический коэффициент качества полива (К_я) рассчитывают по формуле: К_я = К_м × К_д, где К_м — коэффициент эффективности полива по Кристиансену.

• Коэффициент равномерности естественного дождя (Кд) — 0,9
• Прирост плодородия почв в расчетах (ΔS) — в долях от единицы
• Доля культуры в севообороте (αj) — в долях от единицы

Коэффициент отклонения влажности корнеобитаемого слоя почвы от оптимальной рассчитывают по начальным (W_н) и конечным (W_к) влагозапасам активного слоя почвы за расчетный период (мм) относительно влагозапасов наименьшей влагоемкости (W_кв, мм).

Предотвращенный экологический ущерб почве за счет сохранения ее плодородия рассчитывают через базовый показатель удельного ущерба. В этом уравнении учитывают фактический прирост плодородия и поправочный коэффициент. Дополнительно оценивают предотвращенный ущерб водным ресурсам от снижения смыва почвы. Это помогает рассчитать реальную выгоду от экологических мероприятий.

Э^п_э = У_уд × ΔS × K_п

• У_уд — показатель удельного экологического ущерба почвам (руб/га);
• ΔS — увеличение плодородия почв в результате мелиорации (в долях от единицы);
• K_п — коэффициент, учитывающий плодородие почв (руб/га).

Для расчета массы предотвращенного загрязнения вычисляют разницу показателей до и после мелиорации. Фактический вынос вредных веществ определяют через массу смываемой почвы. При этом обязательно учитывают класс опасности каждого конкретного загрязняющего вещества. Итоговая эффективность технологий орошения всегда зависит от внешних параметров конкретного года.

Предотвращенный ущерб водным ресурсам определяют по формуле: Э^в = У^в_уд × ΔM, где У^в_уд — цена загрязнения по конкретному водному бассейну (руб/усл. т), а ΔM — приведенная масса загрязняющих веществ, не поступивших в водоемы (усл. т).

Массу предотвращенного загрязнения рассчитывают по формуле: ΔM = M₀ − M₁. Показатели поступления загрязняющих веществ до (M₀) и после (M₁) мероприятий вычисляют через фактическую массу загрязнений (m, т) и коэффициент относительной эколого-экономической опасности вещества (K_эi) по зависимости: M = m × K_эi.

Пошаговый алгоритм оценки проекта орошения выглядит следующим образом:

1. Соберите данные по урожайности на богаре и сортоиспытательных участках для оценки потенциальной прибавки.
2. Выберите дождевальную технику и определите ее коэффициент эффективности полива по Кристиансену (К_м).
3. Рассчитайте ежегодные затраты на содержание оросительной системы и природоохранные мероприятия.
4. Оцените предотвращенный экологический ущерб для почв и ближайших водных источников.
5. Сопоставьте выручку от прибавки урожая с эксплуатационными, экологическими расходами и налогами по итоговому уравнению эффективности.
6. Проведите расчет для нескольких сценариев погоды (сухой, средний и влажный год) для снижения рисков от неточной климатической информации.

Производственные и климатические риски при орошении

При проектировании оросительных систем базовые параметры рассчитывают под стандартные условия региона. Однако на практике плановая эффективность полива часто снижается из-за факторов, которые сложно предусмотреть в типовом проекте. К ним относятся технологические сбои, колебания рынка и экстремальные погодные явления.

Основную угрозу для окупаемости проекта представляют производственно-технологические риски. Они напрямую связаны с нарушениями регламентов выращивания культур и эксплуатации оборудования. Ниже приведены основные факторы, которые необходимо контролировать в полевой период:

• поломки тракторов, прицепных агрегатов и спецтехники;
• внесение удобрений в объемах ниже запланированных норм;
• проведение сева, обработок или уборки с отклонением от оптимальных фаз развития растений;
• некачественная подготовка почвы и уход за посевами;
• перерасход топлива, воды и других ресурсов выше регламента;
• потери рабочего времени из-за организационных сбоев;
• ошибки и халатность персонала;
• повреждение посевов вредителями и патогенами.

Помимо технологических сбоев, экономику проекта подрывают финансовые и коммерческие риски. К ним относятся падение спроса, появление новых конкурентов, задержки платежей от партнеров и колебания рыночных цен. Изменение условий кредитования и прочие форс-мажоры также напрямую влияют на окупаемость инвестиций.

Методика расчета ожидаемого прироста урожайности

Чтобы получить достоверную оценку эффективности полива, нельзя ориентироваться только на средние многолетние показатели. Пространственно-временная изменчивость климата требует расчета ожидаемого интегрального эффекта. На практике это означает прогнозирование прироста урожайности с учетом вероятности сухих и влажных лет.

• Период анализа метеоданных — 30–50 лет
• Нижняя граница Ку для сухой степи — 0,21
• Верхняя граница Ку для лесной зоны — 1,0
• Максимальное расчетное снижение урожая овощей — 100%

Для практической оценки потенциала орошаемого участка рекомендуется использовать пошаговый алгоритм. Он позволяет привязать плановые показатели к реальной климатической статистике региона. Расчет выполняют в следующей последовательности:

1. Соберите метеоданные в вашей почвенно-климатической зоне за последние 30–50 лет и постройте кривую обеспеченности. С ее помощью определите вероятность (P_i) наступления лет с разной тепло- и влагообеспеченностью.
2. Определите прирост урожайности для каждого типа года (ΔY^ор) по формуле: ΔY^ор = Y_i - Y_p, где Y_i — потенциальная урожайность на орошении, а Y_p — базовая урожайность без полива.
3. Рассчитайте ожидаемый прирост урожайности (ΔY_var) за жизненный цикл орошаемого участка с учетом климатических колебаний по формуле: ΔY_var = Σ (ΔY_i^ор × P_i).

Для прогнозных расчетов дефицита влаги и потенциального недобора урожая используют справочные данные многолетних исследований мелиорации. Они систематизированы по природным зонам и конкретным культурам. Таблица ниже показывает риски снижения урожайности при разном уровне дефицита водообеспеченности.

Любой проект системы полива на бумаге выглядит гладко, но на практике затраты почти всегда превышают запланированные. Чтобы оценить реальную окупаемость орошения, проектные расчеты (оптимистический сценарий) используют лишь как базу. На их основе обязательно рассчитывают второй, умеренно пессимистический сценарий, который учитывает риски и неопределенность.

Расчет стресс-сценария: защита от перерасхода бюджета

Главный риск на этапе строительства — рост объема капитальных вложений относительно сметы. Сложнее всего прогнозировать природные факторы: гидрологические, геологические и климатические условия на участке. Также затраты могут вырасти из-за штрафов или потери материальных ресурсов. Чтобы проверить устойчивость проекта, проводят расчеты чувствительности при увеличении сметы.

• Минимальный перерасчет сметы — +10% к объему капвложений
• Средний перерасчет сметы — +20% к объему капвложений
• Максимальный перерасчет сметы — +30% к объему капвложений

Помимо капитальных затрат, необходимо учитывать неопределенность текущих расходов в период эксплуатации системы. Для этого в расчеты закладывают резервные средства.

Все ожидаемые денежные потоки по умеренно пессимистическому сценарию рассчитывают с учетом этих поправок. На их основе по стандартным правилам определяют итоговые показатели ожидаемой эффективности орошения: ожидаемый дисконтированный поток чистой доходности (ДПЧД) и ожидаемую внутреннюю норму доходности (ВНД).