Прогнозирование образования твердых бытовых отходов Санкт-Петербурга
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
УДК 332.144: 504.064.47
Прогнозирование образования твердых бытовых отходов Санкт-Петербурга
Канд. техн. наук Агаханянц П.Ф. aga-polina@yandex.ru
Университет ИТМО Институт холода и биотехнологий 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Статья рассматривает возможности прогнозирования образования ТБО в СанктПетербурге. Было выбрано прогнозирование статистическим метдом. Рассмотрена статистика образования отходов в Санкт-Петербурге с 2000 г., выявлены источники ошибок исходных данных. Предложена факторная модель образования ТБО. Проведен прогноз образования ТБО населением Санкт-Петербурга на период до 2025 г.
Ключевые слова: твердые бытовые отходы, прогнозирование, Санкт-Петербург.
Municipal solid waste forecast for St.Petersburg
Agakhanyants P.F. aga-polina@yandex.ru
University ITMO Institute of Refrigeration and Biotechnologies 9, Lomonosov Street, St Petersburg, 191002
The article deals with possibilities to forecast municipal solid wastes generation in St.Petersburg. Statistical method of forecasting is chosen. Excising statistical data are discussed фтв ыщгксуы ща and sources of errors are identified. Factor model of MSW generation is proposed. MSW generation by city population is forecasted till 2025.
Keywords: municipal solid waste, forecasting, St.Petersburg.
Для эффективного управления в сфере твердых бытовых отходов (ТБО) необходимо прогнозирование образования отходов на перспективу как минимум 10-15 лет. В частности, прогнозирование необходимо для планирования мощностей по переработке и захоронению ТБО. Опыт прогнозирования практически отсутствует в отечественной практике.
Необходимость прогнозирования образования ТБО в Санкт-Петербурге возникла в связи с разработкой Генеральной схемы очистки территории Санкт-Петербурга на расчетный срок до 2015 г. и долгосрочную перспективу 2025 гг.
Существует ряд методологических подходов к моделированию образования ТБО [25]:
балансовые модели; факторные модели; статистические модели. В балансовых моделях образование отходов оценивается по данным по использованию продукции, продажам, потреблению продуктов, которые имеют отношение специфических потоков отходов. Факторные модели основаны на анализе факторов, которые описывают процессы образования отходов. Примеры параметров –
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
доход на семью, тип жилища, тип отопления и пр. Статистические модели выявляют статистические закономерности изменения образования ТБО.
В ранних моделях управления ТБО внимание уделялось функционированию подсистем, например, транспортной. В последнее время модели рассматривают систему в целом, учитывая широкий набор количественных и качественных критериев [25]. Происходит интеграция различных процессов с учетом экологических, экономических и социальных аспектов и расширение системных границ.
В современных условиях предъявляются следующие требования к прогностическим моделям ТБО [25]:
1. Уровень обобщения, соответствующий уровню прогноза. Параметры, используемые в модели, должны быть основано на данных, которые описывают особенности данного региона. При этом для объяснения региональной динамики неприемлемо использование исключительно усредненных данных в балансовых моделях. Предпочтение должно отдаваться факторным моделям, в которых используются социально-экономические данные, имеющиеся на региональном уровне.
2. Предсказуемость параметров. Для прогнозирования нужно выбирать параметры на уровне города, которые можно предсказать с высокой точностью для длительного горизонта прогнозирования. Это могут быть параметры с высокой инерцией, слабо изменяющиеся во времени, такие как возрастная структура населения, размер домашнего хозяйства, детская смертность.
3. Удобство использования. Методика должна обеспечивать на выходе данные, которые просто получить и легко интерпретировать, в сравнении с дорогостоящими и длительными по времени методиками, такими как Дельфийский метод.
Согласно «Методическим рекомендациям о порядке разработки генеральных схем очистки территорий населенных пунктов Российской Федерации» МДК 7-01.2003 [3], прогноз объема образования твердых бытовых отходов должен выполняться на основе данных об удельном образовании отходов, с учетом тенденции роста удельных норм образования. Указанным требованиям соответствует статистический метод прогнозирования. Исходя из этого, предлагается моделировать образование ТБО СанктПетербурга в виде статистической модели на основе доступных социальноэкономических и демографических параметров.
Для построения модели использовалась статистика образования ТКО в СанктПетербурге по данным различных источников:
официальная оценка образования ТБО в Санкт-Петербурге по данным ежегодных отчетов Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Правительства СанктПетербурга «Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге» [11-24];
статистика суммарного вывоза ТБО от жилищного фонда и коммерческих объектов, предоставляемая на добровольной основе организациямиперевозчиками ТБО Комитету по благоустройству Санкт-Петербурга;
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
статистика вывоза ТБО от жилищного фонда, предоставляемая администрациями районов по запросу Комитета по благоустройству СанктПетербурга. Также использовалcя ряд нормативно-правовых и инструктивно-методических документов, действующих в Санкт-Петербурге: Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» [1]; Законы Санкт-Петербурга «О Генеральном плане Санкт-Петербурга», «О Генеральном плане Санкт-Петербурга и границах зон охраны объектов культурного наследия на территории Санкт-Петербурга» [4, 5]; Концепция социально-экономического развития Санкт-Петербурга до 2020 года [6]; Временные нормативы накопления твердых бытовых отходов, утв. ФГУП «Федеральный центр благоустройства и обращения с отходами» по СевероЗападному федеральному округу [7]; Постановление Правительства Санкт-Петербурга «О Программе комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры Санкт-Петербурга до 2015 года» [8]; Региональная целевая программа по обращению с твердыми бытовыми отходами в Санкт-Петербурге на период 2012-2020 годов [9]; Постановление Правительства Санкт-Петербурга «О совершенствовании системы сбора, вывоза, размещения, обезвреживания и переработки коммунальных отходов в Санкт-Петербурге» [10].
Факторы, воздействующие на образование ТБО населением, приведены на рис. 1.
Плотность ТБО
Торговые площади
Места приложения
труда
Население
Образование ТБО
Удельное образование
ТБО
Рис. 1. Факторы, воздействующие на образование ТБО населением. Таким образом, образование ТБО есть функция ряда переменных:
ОТБО f P, , S, J , P , S , J ,
(1)
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
где ОТБО – образование ТБО, т; P – население Санкт-Петербурга, чел.; ρ – плотность ТБО, кг/м3; S – торговые площади, тыс. м2; J – места приложения труда, тыс.чел.; μP – удельное образование ТБО населением, кг/чел.; μS – удельное образование ТБО на торговых площадях, кг/м2; μJ – удельное образование ТБО в местах приложения труда, кг/чел.
Анализ статистики образования ТБО в Санкт-Петербурге следует вести с учетом ряда факторов:
отсутствие в Санкт-Петербурге единой системы учета образования и транспортировки ТБО; первичный учет вывоза ТБО в Санкт-Петербурге ведется всеми участниками в объемных величинах, а их последующий перевод в массу происходит по устаревшим коэффициентам при отсутствии достоверных значений плотности; после отмены лицензирования транспортирования отходов статистика формируется из данных, предоставляемых транспортирующими компаниями на добровольной основе; в статистику попадают отходы потребления, которые размещаются на контейнерных площадках жилищного фонда юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями. Результатом является значительный разброс значений образования ТБО, данные перевозчиков превышают данные от районов в 1,4-1,6 раза (рис. 2).
млн. м3
15
10,3 10,8 11,1
10 5
5,3 5,9 6,4 6,3 7,8 6,4 6,9 7,7 7,78
0
2000 2002 2004 2006 2008 2009 2010 2011 2012
данные администраций районов СПб данные организаций-перевозчиков ТБО
Рис.2. Вывоз ТБО в Санкт-Петербурге по данным администраций районов и компаний-перевозчиков ТБО.
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
Прогноз удельного образования отходов Основным субъектом, образующим ТБО, является население. В общем случае,
образование ТБО населением вычисляется по формуле
ОТБО P P
P
(1)
где OТБО-P – образование ТБО населением, кг; P – население, чел.; μP – удельное образование ТБО населением, кг/чел.
Существует ряд официальных прогнозов роста населения Санкт-Петербурга, из которых для целей прогноза образования ТБО был выбран прогноз Комитета экономического развития, промышленной политики и торговли Правительства СанктПетербурга [1].
Официальный норматив образования отходов населением Санкт-Петербурга утверждается комитетами Правительства Санкт-Петербурга (табл. 1) и на настоящий момент составляют 1,88 куб.м/чел. в год или 362 кг/чел. в год с учетом крупногабаритных отходов (КГО).
Табл. 1. Официальные значения норматива образования ТБО населением Санкт-
Петербурга.
Дата
Норматив, м3/чел. в Норматив,
Источник
введения
год кг/чел. в год
норматива всего в т.ч. КГО
01.01.2004 1,45 05.06.2006 1,49
01.10.2006 1,53
0,15
01.12.2006 1,62
0,17
01.08.2008 1,88
0,34
290 Распоряжение КСЖФ Санкт-Петербурга от 14.10.2003 № 22-р
Распоряжение Жилищного комитета Санкт-Петербурга от 5.06.2006 № 58-р
Распоряжение Жилищного комитета Санкт-Петербурга от 5.06.2006 № 58-р
Распоряжение Жилищного комитета Санкт-Петербурга от 17 ноября 2006 г. № 124-р
362 Распоряжение Комитета по тарифам СанктПетербурга от 09.07.2008 № 30-р с 01.08.2008
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
Однако, в силу причин, указанных выше, официальные нормативы образования отходов не могут быть приняты в качестве исходных. В связи с этим, данные по вывозу ТБО в Санкт-Петербурге (рис. 1) были пересчитаны с учетом официальных данных по населению администраций районов и компаний-перевозчиков ТБО, результаты приведены на рис. 2.
2,5 2
1,5 1
0,5 0
куб.м/чел. 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
данные из администраций районов данные компаний-перевозчиков
Рис.3. Удельное образование ТБО в Санкт-Петербурге, расчет по исходным данным из различных источников, куб.м/чел.
Затем полученные удельные величины образования ТБО за 2000, 2001, 2002, 2004, 2006, 2008-2012 гг. (по данным администраций районов Санкт-Петербурга) были скорректированы в сторону увеличения на 10% с учетом неполноты сбора первичной информации линейно экстраполированы, результаты приведены на рис. 3. Во многих развитых странах наблюдался логистический рост образования отходов на душу населения с выходом на максимальные значения. Поскольку отсутствуют обоснованные данные для предположения, по какому закону происходит рост отходов в СанктПетербурге на данном этапе, рост удельного объема образования ТБО до 2025 г. был спрогнозирован методом линейной регрессии.
2,5 2
1,5 1
0,5 0 1995
2000
2005
2010
м3/чел экстраполяция
2015
2020
2025
скорректированное+10%
2030
Рис. 4. Линейная экстраполяция удельного образования отходов в объемных единицах, м3/чел.
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
Прогноз плотности ТБО
На следующем этапе вводилась поправка на изменение плотности отходов. По опыту других стран, общей тенденцией является падение плотности ТБО, за счет роста доли упаковочного материала в составе ТБО по сравнению с пищевыми отходами. По результатам изменерний морфологического состава отходов, проведенного ООО «Институт прикладной экологии и гигиены» в 2013 г., плотность ТБО (без КГО) в среднем составила 124 кг/куб.м, что значительно ниже значений, принятых официально. Данная величина была скорректирована в сторону увеличения с учетом того, что плотность КГО выше и составляет 214 кг/куб.м, в то время как доля КГО составляет 20%, таким образом, плотность потока ТБО включая КГО оценивается в 142 кг/куб.м.
Таким образом, неизвестно, на основании каких плотностей следует пересчитывать данные за прошлые годы, и как будет изменяться плотность на период прогноза. В связи с этим, значения плотности были оценены методом линейной регрессии исходя из значения 160 кг/куб.м на 2000 г. и 142 кг/куб.м на 2012 г. (рис. 5). По этой оценке, плотность ТБО к 2025 г. снизится ориентировочно до 125 кг/куб.м.
0,18
0,16
0,14 0,12 0,1
0,08 0,06 0,04
0,02
0 1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
Рис. 5. Оценка динамики плотности ТБО Санкт-Петербурга, кг/куб.м.
На основании данных по удельному накоплению в объемных единицах и оценки плотности, был проведен прогноз удельного накопления в массовых единицах (кг/чел. в год).
Общая масса ТБО населения, образующихся в жилищном фонде, была определена на основании прогноза роста массы ТБО на жителя и прогноза населения СанктПетербурга (табл. 2).
Табл. 2. Прогноз основных параметров, связанных с образованием ТБО населением
Санкт-Петербурга, 2013-2025 гг.
Прогноз
Год Население, Удельное накопление Плотность Образование ТБО
тыс. чел.
ТБО, куб.м/чел. ТБО, т/куб.м населением, тыс.т
2013
5047
1,80
0,142
1 285
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
5110 5175 5227 5268 5307 5347 5386 5425 5466 5513 5566 5620
1,83 1,87 1,91 1,95 1,98 2,02 2,06 2,09 2,13 2,17 2,21 2,24
0,140 0,139 0,138 0,136 0,135 0,133 0,132 0,131 0,129 0,128 0,126 0,125
1 315 1 345 1 372 1 396 1 418 1 441 1 463 1 484 1 506 1 528 1 552 1 576
тыс.т
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
0
№1, 2014
2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г. 2020 г. 2021 г. 2022 г. 2023 г. 2024 г. 2025 г.
Рис. 6. Прогноз образования ТБО населением Санкт-Петербурга до 2025 г., тыс. т.
Список литературы 1. Комитет экономического развития, промышленной политики и торговли
Правительства Санкт-Петербурга. Прогноз долгосрочного социально-экономического развития Санкт-Петербурга до 2030 года [Электронный ресурс]. URL: http://www.cedipt.spb.ru/, свободный. – Загл. с экрана. 2. Об отходах производства и потребления: федеральный закон Российской Федерации от 24.06.1998 № 89-ФЗ; ред. от 28.07.2012, с изм. и доп., вступающими в силу с
23.09.2012. 3. Об утверждении «Методических рекомендаций о порядке разработки генеральных
схем очистки территорий населенных пунктов Российской Федерации»: Постановление Госстроя России от 21.08.2003 № 152. 4. О внесении изменений в Закон Санкт-Петербурга «О Генеральном плане СанктПетербурга и границах зон охраны объектов культурного наследия на территории Санкт-Петербурга»: Закон Санкт-Петербурга от 12.05.2008 № 274-44. 5. О Генеральном плане Санкт-Петербурга: Закон Санкт-Петербурга от 22.12.2005 № 728-99; ред. от 30.06.2010.
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
6. О Концепции социально-экономического развития Санкт-Петербурга до 2020 года: Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 28.03.2012 № 275; с изм. от
01.03.2013. 7. О направлении Временных нормативов накопления твердых бытовых отходов,
утвержденных ФГУП «Федеральный центр благоустройства и обращения с отходами» по Северо-Западному федеральному округу 01.11.2006: Письмо Управления по обращению с отходами производства и потребления СанктПетербурга от 27.01.2010 № 27/21/11-ор-1. 8. О Программе комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры СанктПетербурга до 2015 года: Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 21.10.2008, № 1270; ред. от 10.12.2012. 9. О Программе «Региональная целевая программа по обращению с твердыми бытовыми отходами в Санкт-Петербурге на период 2012-2020 годов»: Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 29.05.2012, № 524. 10. О совершенствовании системы сбора, вывоза, размещения, обезвреживания и переработки коммунальных отходов в Санкт-Петербурге: Постановление Правительства Санкт-Петербурга № 661 от 28.04.2004 г. 11. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге за 1980 – 1999 годы: Обзор / Под ред. А.С.Баева, Н.Д.Сорокина. СПб., Фирма «Сезам», 2000. – 516 с. 12. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2000 году: Обзор / Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., Фирма «Сезам», 2001. – 452с. 13. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2001 году: Обзор / Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., Фирма «Сезам», 2002. – 452с. 14. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2002 году/ Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина.СПб., ООО «Фирма «Сезам», 2003. – 468с. 15. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2003 году/ Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., ООО «Фирма «Сезам», 2004. – 436 с. 16. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2004 году/ Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2005. – 512 с. 17. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в 2005 году/ Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., ООО «СезамПринт», 2006. – 491 с. 18. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в 2006 году/ Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2007. – 528 с. 19. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в 2007 году/ Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2008. – 472 с.
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
20. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в 2008 году/ Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2009. – 480 с.
21. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2009 году /Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2010. – 440 с.
22. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2010 году/Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2011. – 434 с.
23. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2011 году/Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2012. – 431 с.
24. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2012 году/Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2013. – 464 с.
25. Beigl P., Wassermann G., Schneider F., Salhofer S. Forecasting municipal solid waste generation in major European cities. IEMSs International Conference «Complexity and Integrated Resources Management». 2004.
№1, 2014
УДК 332.144: 504.064.47
Прогнозирование образования твердых бытовых отходов Санкт-Петербурга
Канд. техн. наук Агаханянц П.Ф. aga-polina@yandex.ru
Университет ИТМО Институт холода и биотехнологий 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Статья рассматривает возможности прогнозирования образования ТБО в СанктПетербурге. Было выбрано прогнозирование статистическим метдом. Рассмотрена статистика образования отходов в Санкт-Петербурге с 2000 г., выявлены источники ошибок исходных данных. Предложена факторная модель образования ТБО. Проведен прогноз образования ТБО населением Санкт-Петербурга на период до 2025 г.
Ключевые слова: твердые бытовые отходы, прогнозирование, Санкт-Петербург.
Municipal solid waste forecast for St.Petersburg
Agakhanyants P.F. aga-polina@yandex.ru
University ITMO Institute of Refrigeration and Biotechnologies 9, Lomonosov Street, St Petersburg, 191002
The article deals with possibilities to forecast municipal solid wastes generation in St.Petersburg. Statistical method of forecasting is chosen. Excising statistical data are discussed фтв ыщгксуы ща and sources of errors are identified. Factor model of MSW generation is proposed. MSW generation by city population is forecasted till 2025.
Keywords: municipal solid waste, forecasting, St.Petersburg.
Для эффективного управления в сфере твердых бытовых отходов (ТБО) необходимо прогнозирование образования отходов на перспективу как минимум 10-15 лет. В частности, прогнозирование необходимо для планирования мощностей по переработке и захоронению ТБО. Опыт прогнозирования практически отсутствует в отечественной практике.
Необходимость прогнозирования образования ТБО в Санкт-Петербурге возникла в связи с разработкой Генеральной схемы очистки территории Санкт-Петербурга на расчетный срок до 2015 г. и долгосрочную перспективу 2025 гг.
Существует ряд методологических подходов к моделированию образования ТБО [25]:
балансовые модели; факторные модели; статистические модели. В балансовых моделях образование отходов оценивается по данным по использованию продукции, продажам, потреблению продуктов, которые имеют отношение специфических потоков отходов. Факторные модели основаны на анализе факторов, которые описывают процессы образования отходов. Примеры параметров –
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
доход на семью, тип жилища, тип отопления и пр. Статистические модели выявляют статистические закономерности изменения образования ТБО.
В ранних моделях управления ТБО внимание уделялось функционированию подсистем, например, транспортной. В последнее время модели рассматривают систему в целом, учитывая широкий набор количественных и качественных критериев [25]. Происходит интеграция различных процессов с учетом экологических, экономических и социальных аспектов и расширение системных границ.
В современных условиях предъявляются следующие требования к прогностическим моделям ТБО [25]:
1. Уровень обобщения, соответствующий уровню прогноза. Параметры, используемые в модели, должны быть основано на данных, которые описывают особенности данного региона. При этом для объяснения региональной динамики неприемлемо использование исключительно усредненных данных в балансовых моделях. Предпочтение должно отдаваться факторным моделям, в которых используются социально-экономические данные, имеющиеся на региональном уровне.
2. Предсказуемость параметров. Для прогнозирования нужно выбирать параметры на уровне города, которые можно предсказать с высокой точностью для длительного горизонта прогнозирования. Это могут быть параметры с высокой инерцией, слабо изменяющиеся во времени, такие как возрастная структура населения, размер домашнего хозяйства, детская смертность.
3. Удобство использования. Методика должна обеспечивать на выходе данные, которые просто получить и легко интерпретировать, в сравнении с дорогостоящими и длительными по времени методиками, такими как Дельфийский метод.
Согласно «Методическим рекомендациям о порядке разработки генеральных схем очистки территорий населенных пунктов Российской Федерации» МДК 7-01.2003 [3], прогноз объема образования твердых бытовых отходов должен выполняться на основе данных об удельном образовании отходов, с учетом тенденции роста удельных норм образования. Указанным требованиям соответствует статистический метод прогнозирования. Исходя из этого, предлагается моделировать образование ТБО СанктПетербурга в виде статистической модели на основе доступных социальноэкономических и демографических параметров.
Для построения модели использовалась статистика образования ТКО в СанктПетербурге по данным различных источников:
официальная оценка образования ТБО в Санкт-Петербурге по данным ежегодных отчетов Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Правительства СанктПетербурга «Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге» [11-24];
статистика суммарного вывоза ТБО от жилищного фонда и коммерческих объектов, предоставляемая на добровольной основе организациямиперевозчиками ТБО Комитету по благоустройству Санкт-Петербурга;
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
статистика вывоза ТБО от жилищного фонда, предоставляемая администрациями районов по запросу Комитета по благоустройству СанктПетербурга. Также использовалcя ряд нормативно-правовых и инструктивно-методических документов, действующих в Санкт-Петербурге: Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» [1]; Законы Санкт-Петербурга «О Генеральном плане Санкт-Петербурга», «О Генеральном плане Санкт-Петербурга и границах зон охраны объектов культурного наследия на территории Санкт-Петербурга» [4, 5]; Концепция социально-экономического развития Санкт-Петербурга до 2020 года [6]; Временные нормативы накопления твердых бытовых отходов, утв. ФГУП «Федеральный центр благоустройства и обращения с отходами» по СевероЗападному федеральному округу [7]; Постановление Правительства Санкт-Петербурга «О Программе комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры Санкт-Петербурга до 2015 года» [8]; Региональная целевая программа по обращению с твердыми бытовыми отходами в Санкт-Петербурге на период 2012-2020 годов [9]; Постановление Правительства Санкт-Петербурга «О совершенствовании системы сбора, вывоза, размещения, обезвреживания и переработки коммунальных отходов в Санкт-Петербурге» [10].
Факторы, воздействующие на образование ТБО населением, приведены на рис. 1.
Плотность ТБО
Торговые площади
Места приложения
труда
Население
Образование ТБО
Удельное образование
ТБО
Рис. 1. Факторы, воздействующие на образование ТБО населением. Таким образом, образование ТБО есть функция ряда переменных:
ОТБО f P, , S, J , P , S , J ,
(1)
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
где ОТБО – образование ТБО, т; P – население Санкт-Петербурга, чел.; ρ – плотность ТБО, кг/м3; S – торговые площади, тыс. м2; J – места приложения труда, тыс.чел.; μP – удельное образование ТБО населением, кг/чел.; μS – удельное образование ТБО на торговых площадях, кг/м2; μJ – удельное образование ТБО в местах приложения труда, кг/чел.
Анализ статистики образования ТБО в Санкт-Петербурге следует вести с учетом ряда факторов:
отсутствие в Санкт-Петербурге единой системы учета образования и транспортировки ТБО; первичный учет вывоза ТБО в Санкт-Петербурге ведется всеми участниками в объемных величинах, а их последующий перевод в массу происходит по устаревшим коэффициентам при отсутствии достоверных значений плотности; после отмены лицензирования транспортирования отходов статистика формируется из данных, предоставляемых транспортирующими компаниями на добровольной основе; в статистику попадают отходы потребления, которые размещаются на контейнерных площадках жилищного фонда юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями. Результатом является значительный разброс значений образования ТБО, данные перевозчиков превышают данные от районов в 1,4-1,6 раза (рис. 2).
млн. м3
15
10,3 10,8 11,1
10 5
5,3 5,9 6,4 6,3 7,8 6,4 6,9 7,7 7,78
0
2000 2002 2004 2006 2008 2009 2010 2011 2012
данные администраций районов СПб данные организаций-перевозчиков ТБО
Рис.2. Вывоз ТБО в Санкт-Петербурге по данным администраций районов и компаний-перевозчиков ТБО.
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
Прогноз удельного образования отходов Основным субъектом, образующим ТБО, является население. В общем случае,
образование ТБО населением вычисляется по формуле
ОТБО P P
P
(1)
где OТБО-P – образование ТБО населением, кг; P – население, чел.; μP – удельное образование ТБО населением, кг/чел.
Существует ряд официальных прогнозов роста населения Санкт-Петербурга, из которых для целей прогноза образования ТБО был выбран прогноз Комитета экономического развития, промышленной политики и торговли Правительства СанктПетербурга [1].
Официальный норматив образования отходов населением Санкт-Петербурга утверждается комитетами Правительства Санкт-Петербурга (табл. 1) и на настоящий момент составляют 1,88 куб.м/чел. в год или 362 кг/чел. в год с учетом крупногабаритных отходов (КГО).
Табл. 1. Официальные значения норматива образования ТБО населением Санкт-
Петербурга.
Дата
Норматив, м3/чел. в Норматив,
Источник
введения
год кг/чел. в год
норматива всего в т.ч. КГО
01.01.2004 1,45 05.06.2006 1,49
01.10.2006 1,53
0,15
01.12.2006 1,62
0,17
01.08.2008 1,88
0,34
290 Распоряжение КСЖФ Санкт-Петербурга от 14.10.2003 № 22-р
Распоряжение Жилищного комитета Санкт-Петербурга от 5.06.2006 № 58-р
Распоряжение Жилищного комитета Санкт-Петербурга от 5.06.2006 № 58-р
Распоряжение Жилищного комитета Санкт-Петербурга от 17 ноября 2006 г. № 124-р
362 Распоряжение Комитета по тарифам СанктПетербурга от 09.07.2008 № 30-р с 01.08.2008
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
Однако, в силу причин, указанных выше, официальные нормативы образования отходов не могут быть приняты в качестве исходных. В связи с этим, данные по вывозу ТБО в Санкт-Петербурге (рис. 1) были пересчитаны с учетом официальных данных по населению администраций районов и компаний-перевозчиков ТБО, результаты приведены на рис. 2.
2,5 2
1,5 1
0,5 0
куб.м/чел. 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
данные из администраций районов данные компаний-перевозчиков
Рис.3. Удельное образование ТБО в Санкт-Петербурге, расчет по исходным данным из различных источников, куб.м/чел.
Затем полученные удельные величины образования ТБО за 2000, 2001, 2002, 2004, 2006, 2008-2012 гг. (по данным администраций районов Санкт-Петербурга) были скорректированы в сторону увеличения на 10% с учетом неполноты сбора первичной информации линейно экстраполированы, результаты приведены на рис. 3. Во многих развитых странах наблюдался логистический рост образования отходов на душу населения с выходом на максимальные значения. Поскольку отсутствуют обоснованные данные для предположения, по какому закону происходит рост отходов в СанктПетербурге на данном этапе, рост удельного объема образования ТБО до 2025 г. был спрогнозирован методом линейной регрессии.
2,5 2
1,5 1
0,5 0 1995
2000
2005
2010
м3/чел экстраполяция
2015
2020
2025
скорректированное+10%
2030
Рис. 4. Линейная экстраполяция удельного образования отходов в объемных единицах, м3/чел.
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
Прогноз плотности ТБО
На следующем этапе вводилась поправка на изменение плотности отходов. По опыту других стран, общей тенденцией является падение плотности ТБО, за счет роста доли упаковочного материала в составе ТБО по сравнению с пищевыми отходами. По результатам изменерний морфологического состава отходов, проведенного ООО «Институт прикладной экологии и гигиены» в 2013 г., плотность ТБО (без КГО) в среднем составила 124 кг/куб.м, что значительно ниже значений, принятых официально. Данная величина была скорректирована в сторону увеличения с учетом того, что плотность КГО выше и составляет 214 кг/куб.м, в то время как доля КГО составляет 20%, таким образом, плотность потока ТБО включая КГО оценивается в 142 кг/куб.м.
Таким образом, неизвестно, на основании каких плотностей следует пересчитывать данные за прошлые годы, и как будет изменяться плотность на период прогноза. В связи с этим, значения плотности были оценены методом линейной регрессии исходя из значения 160 кг/куб.м на 2000 г. и 142 кг/куб.м на 2012 г. (рис. 5). По этой оценке, плотность ТБО к 2025 г. снизится ориентировочно до 125 кг/куб.м.
0,18
0,16
0,14 0,12 0,1
0,08 0,06 0,04
0,02
0 1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
Рис. 5. Оценка динамики плотности ТБО Санкт-Петербурга, кг/куб.м.
На основании данных по удельному накоплению в объемных единицах и оценки плотности, был проведен прогноз удельного накопления в массовых единицах (кг/чел. в год).
Общая масса ТБО населения, образующихся в жилищном фонде, была определена на основании прогноза роста массы ТБО на жителя и прогноза населения СанктПетербурга (табл. 2).
Табл. 2. Прогноз основных параметров, связанных с образованием ТБО населением
Санкт-Петербурга, 2013-2025 гг.
Прогноз
Год Население, Удельное накопление Плотность Образование ТБО
тыс. чел.
ТБО, куб.м/чел. ТБО, т/куб.м населением, тыс.т
2013
5047
1,80
0,142
1 285
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
5110 5175 5227 5268 5307 5347 5386 5425 5466 5513 5566 5620
1,83 1,87 1,91 1,95 1,98 2,02 2,06 2,09 2,13 2,17 2,21 2,24
0,140 0,139 0,138 0,136 0,135 0,133 0,132 0,131 0,129 0,128 0,126 0,125
1 315 1 345 1 372 1 396 1 418 1 441 1 463 1 484 1 506 1 528 1 552 1 576
тыс.т
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
0
№1, 2014
2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г. 2020 г. 2021 г. 2022 г. 2023 г. 2024 г. 2025 г.
Рис. 6. Прогноз образования ТБО населением Санкт-Петербурга до 2025 г., тыс. т.
Список литературы 1. Комитет экономического развития, промышленной политики и торговли
Правительства Санкт-Петербурга. Прогноз долгосрочного социально-экономического развития Санкт-Петербурга до 2030 года [Электронный ресурс]. URL: http://www.cedipt.spb.ru/, свободный. – Загл. с экрана. 2. Об отходах производства и потребления: федеральный закон Российской Федерации от 24.06.1998 № 89-ФЗ; ред. от 28.07.2012, с изм. и доп., вступающими в силу с
23.09.2012. 3. Об утверждении «Методических рекомендаций о порядке разработки генеральных
схем очистки территорий населенных пунктов Российской Федерации»: Постановление Госстроя России от 21.08.2003 № 152. 4. О внесении изменений в Закон Санкт-Петербурга «О Генеральном плане СанктПетербурга и границах зон охраны объектов культурного наследия на территории Санкт-Петербурга»: Закон Санкт-Петербурга от 12.05.2008 № 274-44. 5. О Генеральном плане Санкт-Петербурга: Закон Санкт-Петербурга от 22.12.2005 № 728-99; ред. от 30.06.2010.
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
6. О Концепции социально-экономического развития Санкт-Петербурга до 2020 года: Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 28.03.2012 № 275; с изм. от
01.03.2013. 7. О направлении Временных нормативов накопления твердых бытовых отходов,
утвержденных ФГУП «Федеральный центр благоустройства и обращения с отходами» по Северо-Западному федеральному округу 01.11.2006: Письмо Управления по обращению с отходами производства и потребления СанктПетербурга от 27.01.2010 № 27/21/11-ор-1. 8. О Программе комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры СанктПетербурга до 2015 года: Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 21.10.2008, № 1270; ред. от 10.12.2012. 9. О Программе «Региональная целевая программа по обращению с твердыми бытовыми отходами в Санкт-Петербурге на период 2012-2020 годов»: Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 29.05.2012, № 524. 10. О совершенствовании системы сбора, вывоза, размещения, обезвреживания и переработки коммунальных отходов в Санкт-Петербурге: Постановление Правительства Санкт-Петербурга № 661 от 28.04.2004 г. 11. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге за 1980 – 1999 годы: Обзор / Под ред. А.С.Баева, Н.Д.Сорокина. СПб., Фирма «Сезам», 2000. – 516 с. 12. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2000 году: Обзор / Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., Фирма «Сезам», 2001. – 452с. 13. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2001 году: Обзор / Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., Фирма «Сезам», 2002. – 452с. 14. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2002 году/ Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина.СПб., ООО «Фирма «Сезам», 2003. – 468с. 15. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2003 году/ Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., ООО «Фирма «Сезам», 2004. – 436 с. 16. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2004 году/ Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2005. – 512 с. 17. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в 2005 году/ Под ред. Д.А.Голубева, Н.Д.Сорокина. СПб., ООО «СезамПринт», 2006. – 491 с. 18. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в 2006 году/ Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2007. – 528 с. 19. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в 2007 году/ Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2008. – 472 с.
Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент»
№1, 2014
20. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в 2008 году/ Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2009. – 480 с.
21. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2009 году /Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2010. – 440 с.
22. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2010 году/Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2011. – 434 с.
23. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2011 году/Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2012. – 431 с.
24. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2012 году/Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., ООО «Сезам-Принт», 2013. – 464 с.
25. Beigl P., Wassermann G., Schneider F., Salhofer S. Forecasting municipal solid waste generation in major European cities. IEMSs International Conference «Complexity and Integrated Resources Management». 2004.