Системно-динамічна модель оцінки впливу цифровізації на сталий розвиток

Abstract

Таке актуальне в сучасному світі явище, як цифровізація, може стати інструментом досягнення цілей сталого розвитку. Проте воно є новим, і його переваги та загрози ще недостатньо вивчені. Частково вирішити цю проблему можливо шляхом створення економіко-математичних моделей оцінки впливу цифровізації на сталий розвиток. Більшість існуючих моделей у даній сфері присвячено визначенню впливу цифровізації на економічні аспекти діяльності країн, а природоохоронні або ігноруються, або представлені дуже приблизно, зі значним абстрагуванням.Метою статті є розробка та реалізація економіко-математичної моделі, яку в узагальненому вигляді можна використовувати для різних країн світу за умови її певної адаптації та деталізації національних показників. Такий підхід дозволяє врахувати різницю в соціально-економічному становищі країн і рівнях їх цифровізації, що надає можливість дійти більш обґрунтованих висновків за результатами розрахунків.Запропоновану модель побудовано на основі методу системної динаміки, що дає змогу врахувати траєкторію попереднього розвитку, і реалізовано на прикладі України. За її допомогою здійснено два обчислювальних експерименти: інерційний (прогноз на 5 років за умови збереження всіх поточних закономірностей цифровізації економіки країни) та сценарій, за якого змінюються патерни інвестування в цифровий капітал України (на патерни європейських країн - Іспанії та Угорщини) при збереженні решти умов незмінними.Визначено, що цифрові техніка та технології у складі капіталу природоохоронного призначення промисловості України так само, як і нецифрові, мають вкрай незначний вплив на скорочення енергоспоживання та не сприяють суттєвому зниженню обсягів викидів забруднюючих речовин у повітря. За умови збереження поточної ситуації (інерційний сценарій) викиди забруднюючих речовин в повітря у 2024 р. можуть навіть зрости на 0,8% порівняно з 2019 р.У процесі експерименту щодо заміни патернів інвестування в Україні (на патерни Угорщини та Іспанії) встановлено, що попри зміну характеру та (у випадку Угорщини) напряму інвестування в цифрові техніку та технології, що суттєво позначилося на їх обсязі (як у виробничий, так і у природоохоронний капітал), в Україні при збереженні решти умов функціонування промисловості показники доданої вартості, енергоспоживання, захворюваності трудящих та обсяг забруднення залишаються практично на такому самому рівні, як і до заміни. Тому «сліпе» копіювання практики цифровізації інших країн при збереженні незмінними решти умов, без урахування особливостей національного інституційного середовища, ступеня розвитку науки і техніки є недоцільним, оскільки не приводить до поліпшення ситуації в Україні.Доведено, що цифровізація сама по собі не здатна подолати сьогоднішні несприятливі тенденції розвитку України. Необхідно здійснювати фундаментальні зміни у розвитку реального сектору економіки на інноваційній основі, обсягах і структурі інвестицій, схильності економічних суб'єктів до інвестицій, яка наразі перебуває на низькому рівні, а також формувати цілісну промислово-цифрову екосистему, аналогічну європейським, але з урахуванням неоднорідності європейських економік, їх досвіду, особливостей сучасного стану і динаміки розвитку техніко-технологічного й інституційного середовища України.

Такое актуальное в современном мире явление, как цифровизация, может стать инструментом достижения целей устойчивого развития. Но оно является новым, и его преимущества и угрозы еще недостаточно изучены. Частично решить эту проблему можно путем создания экономико-математических моделей оценки влияния цифровизации на устойчивое развитие. Но большинство существующих моделей в этой сфере посвящены определению влияния цифровизации на экономические аспекты деятельности стран, а природоохранные - либо игнорируются, либо представлены приблизительно, со значительным абстрагированием.Целью статьи является разработка и реализация экономико-математической модели, которую в обобщенном виде можно использовать для различных стран мира при условии ее определенной адаптации и детализации национальных показателей. Такой подход позволяет учесть разницу в социально-экономическом положении стран и уровнях ихцифровизации, что дает возможность делать более обоснованные выводы по результатам расчетов.Предложенная модель построена на основе метода системной динамики, позволяющего учесть траекторию предыдущего развития, и реализована на примере Украины. С ее помощью проведено два вычислительных эксперимента: инерционный (прогноз на 5 лет при условии сохранения всех текущих закономерностей цифровизации экономики страны) и сценарий, при котором меняются паттерны инвестирования в цифровой капитал Украины (на паттерны европейских стран - Испании и Венгрии) при сохранении остальных условий неизменными.С помощью этой модели определено, что цифровые техника и технологии в составе капитала природоохранного назначения промышленности Украины так же, как и нецифровые, имеют крайне малое влияние на сокращение энергопотребления и не способствуют существенному снижению объемов выбросов загрязняющих веществ в воздух. При условии сохранения текущей ситуации (инерционный сценарий) выбросы загрязняющих веществ в воздух в 2024 г. могут даже вырасти на 0,8% по сравнению с 2019 г.В ходе эксперимента по замене паттернов инвестирования в Украине на паттерны Венгрии и Испании установлено, что, несмотря на изменение характера и (в случае Венгрии) направления инвестирования в цифровые технику и технологии, что существенно сказалось на их объеме (как в производственный, так и в природоохранной капитал), в Украине при сохранении остальных условий функционирования промышленности неизменными показатели добавленной стоимости, энергопотребления, заболеваемости трудящихся и объема загрязнения остаются практически на том же уровне, что и до замены. Поэтому "слепое" копирование практики цифровизации других стран при сохранении неизменными остальных условий, без учета особенностей национальной институциональной среды, степени развития науки и техники является нецелесообразным, поскольку не приводит к улучшению ситуации в Украине.Доказано, что цифровизация сама по себе не способна преодолеть нынешние неблагоприятные тенденции развития Украины. Необходимо осуществлять фундаментальные изменения в развитии реального сектора экономики на инновационной основе, объемах и структуре инвестиций, склонности экономических субъектов к инвестициям, которая сейчас находится на низком уровне, а также формировать целостную промышленно-цифровую экосистему, аналогичную европейским, но с учетом неоднородности европейских экономик и их опыта, а также особенностей нынешнего состояния и динамики развития технико-технологической и институциональной среды Украины.

Such a timely phenomenon in the modern world as digitalization can become a tool for achieving sustainable development goals. But it is new, and its benefits and threats are not well understood. This problem can be partially solved by creating economic and mathematical models for assessing the impact of digitalization on sustainable development. Nonetheless, most of the existing models in this field are devoted to defining the impact of digitalization on the economic aspects of countries' activities, and environmental ones are either ignored or presented approximately, with significant abstraction. Despite this, the objective of the paper is to develop and implement an economic and mathematical model, which in a generalized form can be used for different countries of the world, subject to its certain adaptation and detailing of national indicators. This approach allows to take into account the difference in the social and economic situation of countries and levels of their digitalization, which makes it possible to draw more valid conclusions based on the results of estimations.The proposed model is built on the basis of the system dynamics method, which takes into account the path-dependence , and is implemented on the example of Ukraine. With its help, two computational experiments were carried out: an inertial one (a forecast for 5 years, provided that all the current patterns of digitalization of the country's economy are preserved) and a scenario, in which patterns of investing in digital capital in Ukraine change (to the patterns of European countries - Spain and Hungary), while maintaining the rest conditions unchanged.Using this model, it was defined that digital equipment and technologies as part of the environmental capital of the Ukrainian industry, as well as non-digital equipment and technologies, have an extremely small impact on reducing energy consumption and do not contribute to a significant reduction in the air pollution. Provided that the current situation persists (the inertial scenario), emissions of pollutants into the air in 2024 may even grow by 0.8% compared to 2019.During the experiment on investment patterns’ replacement in Ukraine with the patterns of Hungary and Spain, it was found that despite the change in the nature and (in the case of Hungary) the direction of investments in digital equipment and technologies, which significantly affected their amount (both in manufacturing and environmental capital), while the rest conditions for the functioning of industry remain unchanged, the indicators of value added, energy consumption, employees’ sickness rate and air pollution level stay practically the same as before such a replacement. Therefore, the "blind" copying of the digitalization practices of other countries, while maintaining unchanged other conditions, without taking into account the peculiarities of the national institutional environment, the degree of development of science and technology, is inappropriate, since it does not lead to an improvement in the situation in Ukraine.The general conclusion is that digitalization by itself is not able to reverse the current unfavorable trends in development of Ukraine for the better. It is necessary to achieve fundamental changes in the growth of the real sector of the economy on an innovative basis, in the amount and structure of investments, in the propensity of economic entities to invest, which is now at a low level, and also to form an integral industrial-digital ecosystem, similar to European ones, but taking into account the heterogeneity of European economies and their experience, as well as the characteristics of the current state and dynamics of development of the technical, technological and institutional environment of Ukraine.