Системы с двумя запасами

Невозобновимый запас препятствует использованию возобновимого запаса: экономика нефтяной отрасли

Те системы, что мы изучили ранее, не испытывали противодействия со стороны внешних факторов. Запас капитала в модели промышленной экономики не был увязан с объемами сырья, необходимого для производства продукции. Численность населения не была поставлена в зависимость от производства продовольствия. Наша система с термостатом никогда не испытывала недостатка энергии или топлива для работы обогревателя. Эти системы могли показывать свойственное им поведение, поскольку не было никаких внешних факторов, которые препятствовали бы этому, — ив рсоультатс мы смогли изучить ил внутреннюю динамику.

Однако любая реально существующая система всегда находится в каком-то окружении и взаимодействует с ним. Любой организации необходимы энергия, сырье, работники, управляющий персонал, клиенты и заказчики. Посадкам зерновых культур нужен полив, удобрения и защита от вредителей. Любой популяции требуются питательные вещества, вода и жизненное пространство, а если речь идет о популяции человеческой, то еще и работа, образование, здравоохранение и масса других вещей. Любому организму или организации, потребляющим энергию и какие-либо виды сырья, необходимо место для захоронения отходов или способ, позволяющий от них избавляться.

Любая физически растущая система рано или поздно столкнется с тем или иным типом ограничения. Подобное ограничение сыграет роль балансирующего цикла обратной связи, который тем или иным образом обратит доминирование усиливающего цикла, ответственного за рост,— либо за счет увеличения потоков на выходе, либо за счет уменьшения потоков на входе в систему.

Рост в среде, которая накладывает свои ограничения, встречается очень часто. Настолько часто, что специалисты по системному мышлению называют это архетипом «пределов роста». (В гл. 5 мы изучим многие другие архетипы — часто встречающиеся системные структуры, демонстрирующие хорошо знакомые типы поведения.) Какой бы ни была система, демонстрирующая рост, —- численность населения, растущая корпорация, сумма на банковском счете, слухи, которые расползаются все шире, эпидемия, продажи нового продукта — всегда есть усиливающие циклы обратной связи, генерирующие рост, и балансирующие циклы, которые в конце концов этот рост ограничат. Мы знаем, что балансирующие петли обратной связи есть, даже в том случае, если они еще не доминируют в поведении системы — все равно ни одна реальная физическая система не может расти бесконечно. Даже самая ожидаемая новинка в один прекрасный день насытит рынок. Цепная реакция в реакторе атомной электростанции или в заряде атомной бомбы рано или поздно прекратится из-за того, что все ядерное топливо будет израсходовано. Распространение вируса рано или поздно остановится, потому что все восприимчивые люди уже будут им инфицированы. Экономика может быть ограничена физическим или монетарным капиталом, емкостью рынка, нехваткой рабочей силы, отсутствием грамотных управленцев, истощением ресурсов, чрезмерным загрязнением окружающей среды...

В физических системах, растущих по экспоненциальному закону, присутствует как минимум один усиливающий цикл обратной связи и как минимум один балансирующий цикл, ограничивающий рост, — ведь ни одна физическая система в конечной окружающей среде не может расти бесконечно.

Как ресурсы, питающие входные потоки для запаса, могут быть возобновимыми и невозобновимыми, так и ограничение из-за загрязнения среды может быть возобновимым либо невозобновимым. Оно невозобновимо, если у окружающей среды нет возможности поглощать или разлагать загрязнитель. Оно возобновимо, если у среды есть определенная (конечная, хотя и изменяющаяся во времени) способность по переработке отходов. Все, что мы говорим о системах, ограниченных по ресурсам, касается и систем, чья динамика ограничена по возможности переработки отходов, просто в этом случае потоки имеют противоположное направление.

Пределы, налагаемые на растущую систему, могут быть временными или постоянными. Система может каким-то образом выйти за них — на короткое или более продолжительное время — но затем она все равно должна вписаться в допустимые рамки, прийти в соответствие с ограничениями (либо ограничения должны прийти в соответствие с системой, либо они взаимно приспособится друг к другу). Процесс такого приспосабливания имеет довольно интересную динамику.

В зависимости от того, проистекает ли ограничение от возобновимого или невозобновимого ресурса, могут наблюдаться определенные расхождения, но в любом случае рост не может продолжаться вечно — разница лишь в том, как именно он прекратится.

Для начала давайте проанализируем систему капитала, который делает деньги на добыче невозобновимого ресурса, на примере нефтяной компании, которая открыла новое месторождение нефти (структура системы показана на рис. 37).

Схема на рис. 37 может показаться сложной, но она всего лишь описывает систему с растущим капиталом, похожую на те, что мы рассматривали раньше, просто в ней используется «прибыль» вместо «производства продукции». Управляющий цикл амортизации — это хорошо всем знакомый балансирующий цикл обратной связи: чем больше величина производственного капитала, тем больше станков и оборудования изнашивается и приходит в негодность, что уменьшает величину производственного капитала. В этом примере срок службы производственного капитала — оборудования для нефтедобычи и нефтепе-регонки — составляет 20 лет, то есть ежегодно 1/20 капитала (5%) уходит на амортизацию. Капитал восстанавливает свою величину за счет прибылей, получаемых от добычи нефти. Схема имеет усиливающий цикл: чем больше капитал, тем больше добывается нефти, тем больше прибыль, которую можно реинвестировать. Допустим, компания стремится к ежегодному росту капитала на 5%. Если прибыли недостаточно для обеспечения 5%-го роста, то компания реинвестирует всю прибыль, которой располагает.

Прибыль — это доходы компании за вычетом расходов. Доходы рассчитываются как произведение количества до-

Рис. 37. Производственный капитал, его усиливающий цикл обратной связи, ограничиваемый невозобновимым ресурсом

бытой нефти на ее рыночную цену. Расходы рассчитываются как затраты капитала на добычу (энергию, рабочую силу, различные виды сырья, необходимого для работы, и т. п.). Расчеты ведутся на единицу производственного капитала. Ради упрощения можно считать цену и затраты на единицу капитала постоянными.

В отличие от них, добыча нефти на единицу капитала совсем не обязательно постоянна. Поскольку ресурс нево-зобновим (нефть в природе не восполняется), то у запаса отсутствует входной поток. По мере выработки месторождение истощается, нефти становится меньше, и каждый последующий баррель добыть все труднее, он обходится все дороже. Оставшаяся нефть залегает глубже, ее месторождения беднее и более разрозненны; падает и давление, которое позволяет поднимать нефть на поверхность. Чтобы поддержать добычу на прежнем уровне, приходится прибегать ко все более изощренным и дорогостоящим техническим методам.

Таков балансирующий цикл обратной связи, и он в конце концов остановит рост капитала. Чем больше капитал, тем выше скорость добычи. Чем выше скорость добычи, тем меньше становится запас. Чем меньше запас, тем меньше добыча нефти на единицу капитала, тем меньше прибыль (если принять цену неизменной) и тем ниже объем реинвестирования, поэтому рост капитала замедляется. Можно сказать, что истощение ресурса увязано через цикл обратной связи с затратами на добычу и с эффективностью работы капитала. В реальной жизни действительно сказываются оба фактора. В обоих случаях модель последующего поведения одна и та же — классическая динамика истощающегося ресурса (графики показаны на рис. 38).

Система поначалу не испытывает недостатка в нефти — ее в подземных месторождениях вполне достаточно, чтобы поддерживать начальные объемы добычи на протяжении 200 лет. Однако максимум добычи нефти приходится лишь на сороковой год, поскольку объемы добычи растут по экспоненциальному закону. При реинвестировании порядка 10% в год величина капитала и скорость добычи растут примерно на 5% в год, и через 14 лет они уже вдвое превышают начальные значения. Через 28 лет величина капитала больше первоначальной уже в 4 раза, но теперь рост добычи замедляется, поскольку добыча на единицу капитала становится меньше. К пятидесятому году затраты на поддержание производственного капитала уже превышают получаемые доходы от добычи нефти, и прибылей теперь не хватает на реинвестирование и покрытие амортизации. При уменьшении капитала деятельность компании быстро приходит в упадок. Остатки ресурса — последняя, самая дорогая нефть — так и остаются под землей, потому что никто не может позволить себе такие расходы, какие нужны для ее добычи.

Что произойдет, если вдруг окажется, что запасы ресурса вдвое больше, чем оценивали геологи? Или даже в 4 раза больше? Действительно, тогда суммарное количество добытой нефти будет гораздо больше. Однако при реинвестировании 10% в год капитал будет расти на те же 5% ежегодно Ят. 1 приведет к тому, что вдвое больших запасов хватит лишь на 14 дополнительных лет — и тогда все равно будет пройден максимум добычи. Всем сообществам и странам, зависимым от добывающей отрасли, удастся получить выигрыш лишь в 14 лет (соответствующие графики показаны на рис. 39).

Рис. 38. Добыча ресурса (А) позволяет получить прибыль, которая вкладывается в рост капитала (Б), однако параллельно с этим происходит истощение невозобновимого ресурса (В). Чем больше величина капитала, тем быстрее истощается ресурс