Методы формирования механизма устойчивого развития объектов инженерной инфраструктуры крупного города

Актуальность темы исследования обусловлена критической зависимостью развития крупного города от состояния инженерной инфраструктуры: объектов энергетики, водоснабжения и водоотведения,

ГРНТИ 06.61.53

EDN ZXNEFW

Вадим Сергеевич Чекалин – доктор экономических наук, профессор, профессор кафедры государственного и территориального управления Санкт-Петербургского государственного экономического университета. ORCID 00000001-9192-6770

транспортного хозяйства, информационно-телекоммуникационных технологий и системы обращения с отходами [6]. Большинство этих объектов в крупных городах России характеризуется высоким уровнем износа, существенными потерями при транспортировке ресурсов конечному потребителю, а также низкой энергоэффективностью. Реальной основой формирования систем инженерной инфраструктуры крупного города (ИИКГ) является Генеральный план города, который определяет основные направления развития инфраструктурного комплекса, включая транспортные сети, системы энерго- и водоснабжения, а также экологические аспекты развития [1]. В соответствии с данным документом проводится разработка программ модернизации инфраструктуры, например, в области энергосбережения.

Анализ литературы по рассматриваемой теме

Вопросы развития инфраструктуры города, в частности инженерного и инженерно-энергетического комплексов, находят свое отражение в трудах ряда отечественных ученых. Так М.А. Любарская обозначает принцип согласованности как основу стратегического развития системы обращения с отходами в регионе [4]. В.В. Асаул с соавт. опирается на опыт создания так называемых сетевых инфраструктур, заложенных в основу коммунальной инфраструктуры, которые должны быть адаптированы к потребностям граждан и улучшать их качество жизни в городах [2].

По мнению А.О. Березина, инженерную инфраструктуру необходимо рассматривать путем интеграции с инструментарием концепции издержек жизненного цикла (ИЖЦ). Данный подход представляется актуальным и перспективным направлением в условиях развития цифровизации и цифровой трансформации [3]. В то же время, острота проблем развития инженерной инфраструктуры интенсивно нарастает, и далеко не все из них исследованы в полной мере. Поэтому в данной статье необходимо сформировать подходы к механизму устойчивого развития инженерной инфраструктуры крупного города. Постановка проблемы

Классические подходы к управлению, ориентированные на аварийное устранение дефектов и краткосрочную экономию, себя исчерпали. Требуется принципиально новый механизм, обеспечивающий устойчивое развитие путем сбалансированности трех ключевых компонент: экономической (рентабельность, инвестиционная привлекательность); социальной (доступность, надежность, качество услуг для населения); экологической (минимизация негативного воздействия на окружающую среду, ресурсосбережение).

Таким образом, целью статьи является разработка концептуальной модели и обоснование методов формирования механизма устойчивого развития ИИКГ. Но прежде, чем предлагать конкретные модели и методы, необходимо рассмотреть системные ограничения и проблемы функционирования городской инженерной инфраструктуры в современных условиях. Основными из них являются:

• •    высокий физический износ действующих объектов ИИКГ;

• •    существенные потери ресурсов при транспортировке от источников генерации или распределительных систем до конечного потребителя;

• •    несоответствие современным функциональным требованиям используемого оборудования;

• •    значительные бюджетные ограничения, включая дефицит бюджетных средств, необходимых для масштабной модернизации объектов ИИКГ;

• •    экологические риски, включая загрязнение от работы объектов топливно-энергетического комплекса и канализационных систем, низкий уровень переработки твердых коммунальных отходов (ТКО);

• •    несовершенство системы тарифообразования, не стимулирующее повышение эффективности;

• •    климатические изменения: рост нагрузки на системы водоотведения (ливневые стоки) и энергосистемы (пиковые нагрузки ввиду высоких или низких температур).

Анализируя вышеуказанные системные ограничения, стоит особое внимание, в первую очередь, уделить проблемам, связанным с физическим износом основных фондов объектов ИИКГ, так как они представляют существенную угрозу полноценному функционированию городского инженерного хозяйства. Изношенность трубопроводов становится все более актуальной проблемой. Так, на данный момент, порядка 70% сетей в России достигли своего срока службы, так как большая часть трубопроводной инфраструктуры в стране была построена десятилетия назад и сейчас находится в критическом состоянии (см.: .

Говоря о структурных элементах ИИКГ, необходимо подробно рассмотреть ключевые объекты, которые обеспечивают жизненно необходимые потребности населения в ресурсах. И, в первую очередь, речь идет о системах городской энергетики, а также водопроводно-канализационном хозяйстве города. Сведения по степени износа данных объектов представлены на рис. 1. Как видно из представленной диаграммы, наибольший износ основных фондов (75%) приходится на объекты водоснабжения. 72% и 50%, соответственно, составляет износ сетей электроснабжения и теплоэнергетики, причем 42% тепловых сетей России нуждаются в полной замене (см.: . Изношенность меньше половины наблюдается в системах городской канализации и на объектах газоснабжения. К сожалению, ситуация с каждым годом только ухудшается.

Рис. 1. Степень износа основных объектов ИИКГ в России по данным за 2023-2025 гг., % (составлено авторами статьи по материалам Росстата)

Субсидии на модернизацию инженерно-энергетических систем в России предоставляются в рамках федерального проекта «Модернизация коммунальной инфраструктуры», входящего в национальный проект «Инфраструктура для жизни», который нацелен на обновление практически всех инженерных систем и сетей по всей России (см.: . На улучшение функционирования инженерной инфраструктуры ЖКХ до 2030 года планируется выделить порядка 4,5 трлн рублей из бюджетных и внебюджетных источников, в том числе с привлечением механизма ГЧП в виде концессионных соглашений (см.: .

Основные результаты и их обсуждение

С учетом вышесказанного, рассмотрим концептуальную модель механизма устойчивого развития ИИКГ. Данный механизм предлагается рассматривать как систему взаимосвязанных элементов:

• 1.    Целевой блок: иерархия целей развития городских систем (стратегических, тактических, оперативных), согласованных с целями устойчивого развития (ЦУР) и национальными проектами.

• 2.    Институциональный блок: совершенствование нормативно-правовой базы, разграничение полномочий между уровнями власти, создание координационного центра при администрации города.

• 3.    Организационно-управленческий блок: методы и инструменты управления.

• 4.    Финансово-экономический блок: источники и инструменты финансирования.

• 5.    Информационно-аналитический блок: система мониторинга, учета и оценки.

Важнейшими ключевыми методами формирования механизма устойчивого развития ИИКГ являются методы управления, финансово-экономические, организационно-экономические и технологические рычаги хозяйствования. Более наглядно методика формирования механизма устойчивого развития ИИКГ представлена на рис. 2.

Для проектов с длительным инвестиционным циклом рекомендуются методы ESG-трансформации; эмиссия «зеленых» облигаций

ЦУР 12 «Ответственное производство и потребление»

ЦУР 15 «Сохранение экосистем суши»

ЦУР 17 «Партнерство в интересах устойчивого развития»

я я S ф я о И

Ф

Ч

V©

>8

Я

ЦУР 9 «Индустриализация, инновации и инфраструктура»

я н я ч

2 ф ч ю за я я я я ф я я я "

Финансово-экономические инстр ументы в разрезе использования ГЧП и конпессп-онньтх соглашений

Комплексная методология управления жизненным циклом и активами объектов ПИКГ

Сопряжение с целями устойчивого развития (ЦУР)

Фор мированпе и использование концеп-шш «Умный город» (Smart City)

С о вершенствование тарифной политики путем дифференциации тарифов

Цифровая трансформация и аналитика

Технологии циркуляционной экономики

Поддержка органов государственной власти и МСУ; совершенствование нормативно-правового законодательства

Механизмы предиктивной аналитики. Использование Digital Twins; Big Data, компьютерного моделирования

Замкнутый экономический цикл с целью минимизации отходов и эффективного использования ресурсной базы

Целевые индикаторы национального проекта «Инфраструктура для жизни»

ЦУР 6 «Чистая вода и санитария»

ЦУР 7 «Недорогостоящая и чистая энергия»

Рис. 2. Блок-схема методов формирования механизма устойчивого развития ИИКГ (разработана авторами)

Методы управления жизненным циклом и активами предусматривает внедрение комплексной методологии, предусматривающей переход от регулирования только капитальных затрат к регулированию совокупной стоимости объектов, что стимулирует компании инвестировать в долгосрочную эффективность, а не только в текущий ремонт. Сюда же целесообразно отнести цифровые двойники объектов инфраструктуры, формируемые путем создания компьютерных моделей, позволяющих наладить работу систем, прогнозировать отказы, оптимизировать режимы эксплуатации и планировать необходимые ремонтные работы (см.: . Важнейшими являются также методы предиктивной аналитики, которая базируется на формирования больших данных и специальных датчиков для прогнозирования износа и предотвращения аварий, а не только реагирования на них.

Финансово-экономические методы ориентированы на стимулирование проектов государственночастного партнерства (ГЧП) в форме концессионных соглашений. При этом предусматривается разработка типовых концессионных соглашений для объектов инфраструктуры с четким распределением возможных рисков. Особый акцент делается на проектах с длительным инвестиционным циклом. Важным элементом развития ИИКГ системы является ESG-трансформация и «зеленое» финансирование (см.: . Предусматривается выпуск «зеленых» облигаций для финансирования экологических проектов, включающих модернизацию очистных сооружений и расширение использования возобновляемой энергетики (ВИЭ). Крайне важным является также внедрение ESG-принципов в процессе отбора подрядчиков и операторов.

Необходимым элементом формирования механизма устойчивого развития в данной сфере является совершенствование тарифной политики. Здесь предусматривается использование методов регулирования, на основе доходности инвестированного капитала, что позволяет создать стабильные долгосрочные условия для инвесторов. Существенное значение имеет и дифференциация тарифов по времени суток для выравнивания пиковых нагрузок.

Крайне важным направлением повышения эффективности объектов ИИКГ являются разработанные организационно-управленческие и технологические методы. К ним относится формирование системы «Умного города» (Smart City), включая интеграцию инженерных систем (энерго-, водоснабжения, транспортных сооружений и др.) в единую цифровую платформу для централизованного управления и оптимизации ресурсных потоков [5]. При этом важно показать, как интернет вещей (IoT), большие данные (Big Data) и искусственный интеллект (AI) трансформируют подходы к управлению инфраструктурой. Большое значение имеет также внедрение технологий циркулярной экономики, предусматривающей не просто эффективное использование ресурсов, а создание замкнутых циклов, например, использование очищенных сточных вод для технических нужд, переработка строительных отходов.

Представляется перспективным производство биогаза на станциях водоочистки и при мусороперерабатывающих заводах, который можно использовать в качестве топлива для производства электроэнергии, тепла или пара. Кроме того, целесообразно использование шлаковых отходов ТЭЦ в строительстве. Важным направлением является развитие аутсорсинга и создание специализированных эксплуатационных компаний для повышения профессионального уровня управления активами в сфере ИИКГ.

Формирование и успешное функционирование указанного механизма предусматривает необходимость проведение оценки его эффективности. Для контроля эффективности предлагается система KPI (Ключевых показателей эффективности), интегрирующая основные аспекта устойчивости: экономические – снижение уровень износа объектов, сокращение потерь в сетях и рост объема привлеченных частных инвестиций; социальные – индекс доступности и качества предоставления услуг потребителям, сокращение частоты и продолжительности аварийных отключений, обеспечение комфортной температуры в жилых помещениях; экологические - снижение выбросов углекислого газа, сокращение объема переработанных отходов, разумная экономия водопотребления.

Особое значение имеет также разработка интегрального показателя устойчивости, объединяющего не только технико-экономические, но экологические и социальные параметры. Формирование механизма устойчивого развития объектов инженерной инфраструктуры – не единовременное действие, а сложный, итерационный процесс, требующий скоординированных действий власти, бизнеса и общества.

Заключение

Предложенный в статье комплекс методов позволяет перейти от реактивного управления (ликвидация последствий аварий) к преактивному стратегическому планированию. Ключевыми факторами успеха при этом являются: адаптация нормативной базы под долгосрочные цели; активное использование инструментов ГЧП и «зеленого» финансирования; массовая цифровизация и внедрение принципов управления жизненным циклом. Дальнейшие исследования по данному направлению могут быть направлены на разработку математических моделей для оптимизации инвестиционных программ с учетом рисков и неопределенностей, а также проведение сравнительного анализа успешных кейсов внедрения предложенных механизмов в крупных городах России.