Управление эколого-экономическими рисками на примере нефтеперерабатывающего завода

Основными методами управления эколого-экономическими рисками, как и другими видами рисков, являются:

—исключение (переход на менее опасные технологии, перенос опасных про­изводственных объектов в места, где мало реципиентов риска и т. д.);

—снижение (усовершенствование мер по предотвращению экологически опасных ситуаций, разработке систем их локализации);

—принятие (подготовка финансовых и материальных резервов на случай реа­лизации экологически опасной ситуации);

—передача (страхование или другие механизмы финансирования риска).

В зависимости от природы и величины рисков предприятию, эксплуатиру­ющему опасные объекты, следует грамотно перераспределять портфель рис­ков и переводить внеплановые потери, компенсируемые из прибыли предпри­ятий, в разряд плановых, отдавая предпочтение вложениям в превентивные мероприятия по предотвращению и своевременной локализации последствий экологически опасных ситуаций или страхованию потенциальных экологиче­ски опасных ситуаций.

Глава 7

Страховые механизмы управления эколого-экономическими рисками. Полностью избежать многих негативных событий, приводящих к внеплано­вым финансовым потерям (например, аварийные разливы нефти), невозмож­но. Одним из способов управления риском является его передача на удержание за сравнительно небольшую плату другому юридическому лицу, например, страховой компании. В английском языке существует специальный термин для организаций, которые принимают риски на удержание — risk-bearing. При этом внеплановые потери переводятся в категорию плановых, т. е. за счет пла­новых страховых платежей исключается их внеплановость. Особенно эффек­тивно страхование рисков, характеризующихся большими последствиями и малой частотой реализации. При этом возмещение ущерба производится из резерва страховой компании. Другие механизмы возмещения ущерба рас­смотрены в главе 8.

Снижение риска. Мероприятия по снижению вероятности экологически опасных ситуаций и уменьшению масштабов негативного воздействия опреде­ляются с учетом специфики каждого объекта по результатам оценки риска и расчета экономической эффективности. Единицей управления риска, для которой следует проводить оптимальное превентивное мероприятие (опти­мальную последовательность мероприятий), может являться участок трубо­провода, совокупность оборудования, технологически связанного и находя­щегося в одинаковых условиях с точки зрения локализации и ликвидации эко­логически опасной ситуации.

При выборе мер по снижению экологических рисков учитывают необходи­мость решения следующих проблем:

—ликвидации источника воздействия на окружающую среду;

—предотвращения появления нового источника воздействия на окружающую среду;

—сокращения объемов воздействия на окружающую среду;

—централизации источников воздействия на окружающую среду;

—утилизации существующих отходов производства и потребления, несанкци­онированных мест их размещения.

Рассмотрим некоторый экологически опасный (природоохранный) объект нефтеперерабатывающего завода [20]. В процессе его эксплуатации возможны аварии, приводящие к экономическому ущербу W для завода. Так как авария возможна лишь с некоторой вероятностью, то речь идет о математическом ожидании ущерба в расчете на год, т. е. об эколого-экономическом риске [96]:

R=QW, руб./год, (7.1)

где Q — вероятность аварии на экологически опасном (природоохранном) объекте за год, 1/год, W — средний (по совокупности возможных аварий) ущерб в случае аварии, руб./авария.

Для снижения эколого-экономического риска в соответствии с (7.1) необ­ходимо снижать вероятность аварии Q и(или) возможные последствия в слу­чае аварии W. Однако меры по снижению риска требуют затрат С, зависящих от объема проводимых работ. Пусть на реализацию программы предупредите­льных мер на год выделено C_в денежных средств. Тогда затраты на программу предупредительных мер должны удовлетворять ограничению

Системы управления рисками в различных сферах

С <C_в, (7.2)

m

где C =^Ci — суммарные затраты на реализацию годовой программы преду-

i=1 предительных мер, С_i — затраты на реализацию i-й меры.

Рассмотрим методику принятия решения на осуществление годовой про­граммы профилактических мер по снижению эколого-экономического риска на объекте. Основой для принятия решения является анализ риска.

Процедура оценки эколого-экономического рискаR включает три основных блока:

выявления возможных сценариев развития аварий и построения соответст­вующего графа дерева событий;

определения вероятностей исходных (создающих аварийную ситуацию) и промежуточных (на пути перерастания аварийной ситуации в аварию) событий для аварии;

оценки последствий различных исходов аварий.

1. Выявление сценариев развития аварий и построение дерева событий. Общий подход к оценке эколого-экономического риска состоит в расчлене­нии ситуации (аварии как сложного события, приводящего к негативным по­следствиям с различающейся степенью тяжести) на элементарные события, определении вероятностей этих событий, определении последовательности событий, приводящей к опасным последствиям, и расчете полной вероятно­сти сложного события для указанной последовательности. Степень детализа­ции элементарных событий определяется возможностью оценки вероятности их возникновения.

Аварии экологически опасных (природоохранных) объектов обычно явля­ются завершением ряда цепочек событий. В их начале находятся нежелатель­ные события вне и внутри объекта, а способствующими событиями являются срабатывания или отказы элементов и систем объекта, обслуживающего пер­сонала и другие события.

Для определения эколого-экономического риска от аварий на экологиче­ски опасном (природоохранном) объекте представим эксплуатацию объекта в условиях завода в виде древовидного ориентированного графа (рис. 7.8), представляющего собой ориентированный граф с ветвящейся структурой, ис­ходными событиями которого являются инициирующие события для аварии A (p = 1, …, q), а главными (вершинными) событиями B_k(k = 1, …, l) — воз­можные последствия. Вопросы разработки таких графов детально рассмотре­ны при обосновании систем безопасности ядерных объектов [9].

Сценарии развития аварий определяются по схемам: «сверху вниз» (а что будет, если…); «снизу вверх» (от негативных последствий к их причинам).

Пусть Â₀ — событие, состоящее в нормальном функционировании экологически опасного (природоохранного) объекта (ущерб W₀ = 0), а В_k(k= 1, …, l) — событие, состоящее в переходе объекта из-за различных ис­ходных (инициирующих) событий в состояние, характеризуемое негативными последствиями для предприятия, оцениваемыми ущербом Wk (k = 1, …, l). Таким образом, состояния объекта будем описывать (l+1)-мерным вектором z,

Глава 7

Исходные события A_p (p = 1, …, q) для рассматриваемого объекта: внешние и внутренние инициирующие события

Вероятности исходных событий (аварийных ситуаций) для аварии на объекте

Опасные природные явления (ура­ганы, землет­рясения, про­ливные дож­ди, сильные морозы)

Опасные техногенные явления вне объекта (пожары, взрывы на близлежащих объектах, падения летательных аппаратов);

внутри объекта (отказы оборудования, отключение электроэнергии, короткое замыкание, пожар агрегата)

Опасные социаль­ные явления:

внешние (нападение — акты технологического терроризма), злоу­мышленные действия;

внутренние (ошибки персонала)

Условия эксплуа­тации экологи­чески опасного объекта

 

Промежуточные состояния препятствующие (способствующие) развитию аварии события

P(A_q)

В_l W=W_l

Безопас­ность экологи­чески опасного объекта

Конечные состояния — последствия для завода Рис. 7.8. Граф дерева событий при эксплуатации экологически опасного объекта (вероятностного анализа безопасности объекта, выполненного по схеме «сверху вниз»)

принимающим значения от 0 (нормальное функционирование) до l (последст­вия l-го типа). Как правило, каждый сценарий развития аварии приводит к различному ущербу.

В общем случае эколого-экономический риск вычисляется по формуле:

l

R

(7.3)

P(B_k )W_k ,

∑

k=1

где P(B_k) = Q_k — вероятность развития аварии по k-му каналу. Для случая, приведенного на рис. 7.7, получим

P(B_k) = P(A_p)Q_g,

где Q_g — вероятность реализации способствующих событий (отказа предохра­нительного устройства).

Системы управления рисками в различных сферах

Эта вероятность при всех возможных исходных событиях вычисляется по формуле

q Q_k = P(A_p )Q_pk ,

∑

p=1

где P(A_p) — вероятность наступления инициирующего события p-го типа в расчете на год; Q_pk — вероятность развития аварии по k-му каналу в резуль­тате p-го исходного события (вычисляется как произведение вероятностей всех способствующих событий). Тогда с учетом (7.3)

lq
R=W_k P(A_p )Q_pk , (7.4)

∑∑

k=1 p=1

Рассмотрим методику построения графа дерева событий по методу «сверху вниз» (рис. 7.8).

На первом уровне представлены возможные условия эксплуатации эколо­гически опасного (природоохранного) объекта в виде возможных исходных событий А_p (p = 1, …, q) для аварии:

—аварийные ситуации с отдельными блоками, агрегатами, элементами (по­жар, короткое замыкание, обесточивание) на объекте, при которых реализуются аварийные воздействия;

—внешние инициирующие события (акты технологического терроризма на отдельных критических элементах, приводящих к максимальному ущербу; опас­ные природные явления, действующие на ряд блоков, узлов, и т. д.);

—нормальная эксплуатация в соответствии с эксплуатационной документа­цией, при которой возможны отказы элементов.

На втором уровне расположены вероятности исходных событий (аварий­ных ситуаций), которые могут привести к аварии с негативными последстви­ям. Вероятности инициирующих событий P(A_p) (p = 1, …, q) определяются по специальным методикам.

На третьем уровне (при необходимости и возможности дальнейшей детали­зации — и последующих. Необходимость вызывается требованиями повыше­ния точности, а возможность связана с наличием необходимой исходной ин­формации), разместим способствующие (препятствующие) события для ава­рийных цепочек, возможность ненаступления которых в условиях развиваю­щейся аварии определяется свойствами [70] надежности, прочности, стойко­сти, пожаро-, взрывобезопасности соответствующих элементов. Вероятность наступления (z = 1) способствующего события — Q_g, а ненаступления (z = 0) — R_g = 1 – Q_g. Например, в качестве показателя пожаробезопасности R_пб исполь­зуется вероятность отсутствия возгорания элемента в течение заданного вре­мени с момента начала стандартного пожара.

На последнем уровне располагаются возможные опасные исходы эксплуа­тации экологически опасного (природоохранного) объекта B_k (k = 1, …, l).

Вероятность отдельных исходов нежелательных последствий определяется как произведение вероятностей исходного события и вероятностей наступле­ния способствующих (вероятностей ненаступления препятствующих) собы-

Глава 7

тий, приводящих к данному исходу. Если один и тот же исход наступает при нескольких исходных событиях (по различным каналам развития аварии), то производится суммирование вероятностей реализации отдельных аварий­ных цепочек событий.

2. Определение вероятностей событий. Вероятности исходных и промежу­
точных событий могут быть определены различными методами (в зависимости
от имеющейся исходной информации):

статистический метод определения частоты (интенсивности) соответствую­щих событий. Используются стандартные соотношения для определения оценок параметров потоков случайных событий для различных планов наблюдений [16, 40]. Например, интенсивности Аотказов элементов могут быть определены по справочным данным, имеющемуся опыту их эксплуатации в условиях пред­приятия и в аналогичных условиях на других предприятиях по соотношению

где d – число отказов рассматриваемого элемента за интервал наблюдения t, или

X=D/S,

где D = ^dj — суммарное число отказов всех элементов рассматриваемо­го типа, работающих в аналогичных условиях; S = ^t _j — их суммарная на­работка;

теоретико-вероятностный метод оценки частоты (интенсивности) исходных и промежуточных событий из соответствующих моделей: моделей аварийных си­туаций, террористических атак, ошибок персонала, несанкционированных дей­ствий персонала [59];

экспертный метод непосредственной оценки частоты (интенсивности) со­ответствующих событий или связанных с ними величин. Применяется при отсут­ствии статистических данных и математических моделей, например, по соотно­шению А= 1 / T, где T — экспертная оценка средней наработки элемента на отказ, лет;

экспертный метод с использованием качественно-количественных шкал [13];

экспертный метод оценки относительной надежности элементов и последу­ющей их калибровки по имеющимся данным [18,36,77,82].

3. Определение последствий аварий. Ущерб W зависит от вида аварии
и определяется по специальным методикам путем суммирования ущерба
по его различным составляющим для рассматриваемого объекта.

В табл. 7.4 и 7.5 приведены данные по эколого-экономическому риску для двух природоохранных объектов некоторого нефтеперерабатывающего завода.

Системы управления рисками в различных сферах

Таблица 7.4

Эколого-экономические риски по цеху ¹ 1

 

¹ компо­ненты1	Наименование	Вероятность аварии, 1/год	Последствия аварии, тыс. руб.	Эколого-эконо­мический риск, тыс. руб./год
	Блок оборотной водоочистки БОВ-6	0,067
	БОВ-5	0,067
	БОВ-1	0,1
	Водозабор ¹1,2	0,036
	БОВ-8а	0,033
	БОВ-2	0,033
	БОВ-3	0,033
	БОВ-4	0,033
	БОВ-7	0,033
	Подкачивающая станция ¹ 1	0,033
…
	Шламовая насосная	0,033
Суммарный эколого-экономический риск за цех

¹ Компоненты ранжированы по риску

Таблица 7.5

Эколого-экономические риски по цеху ¹ 2

 

¹ компо­ненты	Наименование	Вероятность аварии, 1/год	Последствия аварии, тыс. руб.	Эколого-эконо­мический риск, тыс. руб./год
	Центральный лоток	0,5
	Шламопровод	0,4
	Насосная станция ¹ 5	0,1
	Насосная станция ¹ 3	0,1
	Воздуходувная станция	0,077		230,8
	Аэротэнки 1 ступени	0,1

Глава 7

 

¹ компо­ненты	Наименование	Вероятность аварии, 1/год	Последствия аварии, тыс. руб.	Эколого-эконо­мический риск, тыс. руб./год
	Аэротенки 2 ступени	0,1
	Третичные радиальные отстойники	0,067		133,3
	Радиальные вторичные отстойники	0,067		133,3
	Приемная камера	0,04
	Трубопровод самотечного возврата ила	0,083		83,3
	Трубопровод возвратного ила	0,067		66,7
…
	Трубопровод осветленных стоков со шламо-накопителя	0,033		0,1
Суммарный эколого-экономический риск за цех

Методика принятия решений на осуществление профилактических (преду­предительных) мервключает следующие два этапа.

1) Предварительный отбор профилактических (предупредительных) мер, основанный на применении принципа обоснования (критерия «затраты — вы­годы»). В качестве «затрат» целесообразно рассматривать годовые расходы Ñ на профилактические меры, а в качестве «выгод» — средний предотвращен­ный в результате принятых мер ущерб (риск)

ΔR = R-R′, (7.5)

где R′ — остаточный (после принятия предупредительных мер) эколого-эко­номический риск.

Выбираются меры по снижению риска, направленные на: снижение вероятностей инициирующих событий (Q′ < Q);

- повышение надежности оборудования (например, по ремонту или замене, в результате которых интенсивности отказов соответствующих агрегатов снижа­ются λ′ _i <λi (i = 1, …, n), где λ_i иλ′ _i — интенсивность отказов i-го агрегата до и после принятия предупредительных мер. Соответственно снижается вероят­ность отказа Q = 1 – exp(–XAt) элемента в течение года: Q_i ′ <Q_i (i = 1,…, m);

- снижение последствий возможных аварий (W < W).

Системы управления рисками в различных сферах

Предупредительные меры проходят этап предварительного отбора, если экономический результат от их осуществления положителен:

Vi = ARi – C_i > 0.

2) Окончательный выбор предупредительных мер в программу для утверж­дения руководством предприятия, финансирования и реализации, основан­ный на использовании принципа оптимизации.

Рациональные меры по снижению риска выбираются из условия

i* =arg maxVi.

i=1, ..., n

Этих мер может быть несколько. Рациональная программа (совокупность) мер с наибольшей эффективностью формируется с учетом ограничения на за­траты (7.2).

В результате расчетов по методике строятся ранжированные ряды элемен­тов каждого объекта по риску

R1 >…> R_i >…> R_m.

На основе ряда выбираются элементы, которые включаются в список огра­ниченного числа критических элементов, значимо влияющих на эколого-эко-номический риск (важных для дальнейшего рассмотрения с точки зрения реа­лизации в очередном году предупредительных мер). Элементы, определяющие в основном эколого-экономический риск при эксплуатации объекта, отбира­ют, оставляя первые по рейтингу элементы, дающие, например, 95 % суммар­ного эколого-экономического риска при эксплуатации объекта. При исполь­зовании данного условия для 1-го цеха достаточно ограничиться первыми 9-ю элементами, а для 2-го — 11-ю (остальные элементы выделены в таблицах курсивом).

В результате оценок эколого-экономических рисков за цех строят ранжи­рованный ряд эколого-экономических рисков для цехов завода

R1 >…> Rf>…> R ,

определяющий степень их негативного влияния на экономические результаты деятельности завода. На основании этого ряда можно рационально распреде­лять ресурсы между объектами завода.

Пусть С_в — суммарный объем выделяемых ресурсов на повышение эколо­го-экономической безопасности предприятия (программы предупредитель­ных мер) на год. Тогда долю выделяемых ресурсов для f-го объекта можно установить по формуле

R

f

αf =

g ∑R f f=1

,

(7.6)

а объем выделяемых ресурсов на год для f-го объекта (выражение приоритет­ности реализации предупредительных мер на нем) —

C_f =α_f С_в. (7.7)

Глава 7

Так, для двух рассмотренных природоохранных объектов (цеха ¹ 1 и 2) доли выделяемых ресурсов с учетом данных табл. 7.4 и 7.5 составят

a1 = R1 / (R1 + R2) = 9558 / (9558+2319) = 0,8; a₂ = 0,2.

Так как эколого-экономический риск от 1-го цеха выше, то 80 % выделяе­мых средств следует направить для реализации программы предупредитель­ных мер на нем и лишь 20 % — во 2-м. Если на очередной год заводу на сниже­ние эколого-экономических рисков выделено 7,5 млн руб., то цеху ¹ 1 в соот­ветствии с (7.7) необходимо направить 6 млн руб., а цеху ¹ 2 — 1,5 млн руб.

Для предприятия целесообразно разрабатывать комплексную программу управления риском, включающую определение частоты и ущерба от экологи­чески опасных ситуаций на типовых составляющих предприятия (в цехах), а также оценку степени уменьшения внеплановых экономических потерь в за­висимости от внедрения тех или других превентивных мероприятий. По ито­гам подобного анализа проводится оценка эффективности вложений в различ­ные управляющие решения (диагностические и ремонтные мероприятия, ме­роприятия по локализации и ликвидации последствий аварий) по критерию «затраты-выгоды», определяется совокупность рациональных мер при ограни­чении на затраты, а также экономическая целесообразность передачи трудно­управляемых рисков страховым компаниям.

Разработка рациональной программы первоочередных мероприятий по сни­жению эколого-экономических рисков.Разработку программ превентивных мер целесообразно осуществлять с учетом критичности отказов элементов по вероятностям и последствиям [7, 17, 76]. Программу первоочередных меро­приятий целесообразно разрабатывать ежегодно на очередной год. Исходным для формирования программы применительно к цеху является ограничение затрат на меры защиты, определяемое по (7.7) исходя из ранжирования приро­доохранных объектов по эколого-экономическому риску. Для формирования рациональной программы по каждому цеху, т. е. программы, обеспечивающей наибольшее снижение рисков на рубль затрат, используется следующая мето­дика (см. табл. 7.6, 7.7):

1) выбираются критически важные (менее устойчивые или приводящие к большему эколого-экономическому риску) элементы оборудования;

2) рассматриваются меры по снижению эколого-экономических рисков на данном оборудовании, удовлетворяющие принципу обоснования [72], т. е. предотвращенный риск (ущерб) AR_i от реализации которых превышает за­траты C_i на реализацию, а экономическая эффективность, в качестве показа­теля которой рассматривается отношение AR_i / C_i, больше 1. Предотвращен­ный (риск) ущерб [38] применительно к решаемой задаче оценивается по фор­муле (7.5);

3) меры упорядочиваются по экономической эффективности;

4) объем (число) реализуемых мер выбирается из условия

где Cf — объем ресурсов на снижение эколого-экономических рисков, выде­ленных рассматриваемому цеху на очередной год.

Системы управления рисками в различных сферах

Чо К

А ,-1

Я

О я

S

I

a[_i

О a я

О

ч

о