Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Промышленная экология ( IE ) - это изучение материальных и энергетических потоков в промышленных системах. Глобальная промышленная экономика может быть смоделирована как сеть промышленных процессов , которые извлекают ресурсы из Земли и трансформировать эти ресурсы в товары , которые могут быть куплены и проданы , чтобы удовлетворить потребности человечества. Промышленная экология стремится количественно оценить материальные потоки и задокументировать производственные процессы, которые заставляют функционировать современное общество. Промышленные экологи часто обеспокоены воздействием промышленной деятельности на окружающую среду с использованием природных ресурсов планеты., и с проблемами утилизации отходов . Промышленная экология - это молодая, но развивающаяся междисциплинарная область исследований, которая объединяет аспекты инженерии , экономики , социологии , токсикологии и естественных наук .

Промышленная экология была определена как «системный, междисциплинарный дискурс, который стремится понять возникающее поведение сложных интегрированных человеческих / природных систем». [1] Эта область подходит к вопросам устойчивости , исследуя проблемы с разных точек зрения, обычно включающих аспекты социологии, окружающей среды , экономики и технологий . Название происходит от идеи, что аналогия с естественными системами должна использоваться как помощь в понимании того, как проектировать устойчивые промышленные системы. [2]

Обзор [ править ]

Пример промышленного симбиоза . Отработанный пар из установки для сжигания отходов (справа) по трубопроводу подается на завод по производству этанола (слева), где он используется в качестве сырья для производственного процесса.

Промышленная экология связана с переходом производственного процесса от линейных (разомкнутых) систем, в которых ресурсы и капитальные вложения перемещаются через систему, превращаясь в отходы, к замкнутой системе, где отходы могут стать исходными материалами для новых процессов.

Большая часть исследований сосредоточена на следующих областях: [3]

Промышленная экология стремится понять, каким образом промышленные системы (например, фабрика, экорегион , национальная или глобальная экономика) взаимодействуют с биосферой . Природные экосистемы представляют собой метафору для понимания того, как различные части промышленных систем взаимодействуют друг с другом в «экосистеме», основанной на ресурсах и инфраструктурном капитале, а не на природном капитале . Он стремится использовать идею о том, что природные системы не содержат отходов, чтобы вдохновить их на устойчивый дизайн .

Наряду с более общими целями энергосбережения и сохранения материалов, а также переосмыслением товарных рынков и отношений управления продуктами строго как экономики услуг , промышленная экология является одной из четырех целей естественного капитализма . Эта стратегия препятствует формам аморальных покупок, возникающих из-за незнания того, что происходит на расстоянии, и подразумевает политическую экономию, которая высоко ценит природный капитал и полагается на больший учебный капитал для разработки и поддержания каждой уникальной промышленной экологии.

История [ править ]

Вид на Эко-индустриальный парк Калундборг
Основная статья: История промышленной экологии

Промышленная экология была популяризирована в 1989 году в статье Роберта Фроша и Николаса Галлопулоса в журнале Scientific American . [ необходимая цитата ] Видение Фроша и Галлопулоса заключалось в следующем: «Почему бы нашей промышленной системе не вести себя как экосистема , где отходы одного вида могут быть ресурсом для другого вида? Почему продукция одной отрасли не может быть вкладом другой, таким образом сокращение использования сырья , загрязнения окружающей среды и экономия на переработке отходов ? " [2] Яркий пример - датский промышленный парк в городе Калундборг . Вот несколько связейПобочные продукты и отработанное тепло можно найти между многочисленными объектами, такими как большая электростанция, нефтеперерабатывающий завод, фармацевтический завод, завод по производству гипсокартона, производитель ферментов, компания по утилизации отходов и сам город. [4] Другой пример - Rantasalmi EIP в Рантасалми, Финляндия. Хотя в этой стране уже существовали органически сформированные EIP, парк в Рантасалми является первым запланированным EIP в Финляндии.

Область науки «Промышленная экология» в последние годы быстро выросла. Журнал промышленной экологии (с 1997 г.), Международное общество промышленной экологии (с 2001 г.) и журнал «Прогресс в промышленной экологии» (с 2004 г.) занимают прочную и динамичную позицию в международном научном сообществе. Принципы промышленной экологии также появляются в различных сферах политики, таких как концепция экономики замкнутого цикла.это продвигается в Китае. Хотя определение циркулярной экономики еще не формализовано, в основном основное внимание уделяется таким стратегиям, как создание кругового потока материалов и каскадных потоков энергии. Примером этого может быть использование отходящего тепла от одного процесса для запуска другого процесса, который требует более низкой температуры. Есть надежда, что подобная стратегия создаст более эффективную экономику с меньшим количеством загрязняющих веществ и других нежелательных побочных продуктов. [5]

Принципы [ править ]

Одним из центральных принципов промышленной экологии является представление о том, что социальные и технологические системы ограничены биосферой и не существуют вне ее. Экология используется в качестве метафоры из-за наблюдения, что природные системы повторно используют материалы и имеют в значительной степени замкнутый цикл круговорота питательных веществ. Промышленная экология рассматривает проблемы, исходя из гипотезы о том, что, используя те же принципы, что и в природных системах, промышленные системы можно улучшить, чтобы уменьшить их воздействие на окружающую среду. В таблице представлена ​​общая метафора.

БиосфераТехносфера
  • Среда
  • Организм
  • Натуральный продукт
  • Естественный отбор
  • Экосистема
  • Экологическая ниша
  • Анаболизм / Катаболизм
  • Мутация и отбор
  • Преемственность
  • Приспособление
  • Пищевая сеть
  • Рынок
  • Компания
  • Промышленный продукт
  • Соревнование
  • Эко-Индустриальный Парк
  • Рыночная ниша
  • Производство / Управление отходами
  • Дизайн для окружающей среды
  • Экономический рост
  • Инновации
  • Жизненный цикл продукта

IE исследует социальные проблемы и их взаимосвязь как с техническими системами, так и с окружающей средой. Посредством этого целостного взгляда IE признает, что решение проблем должно включать понимание связей, существующих между этими системами, различные аспекты не могут рассматриваться изолированно. Часто изменения в одной части общей системы могут распространяться и вызывать изменения в другой части. Таким образом, вы можете понять проблему, только если вы посмотрите на ее части по отношению к целому. Основываясь на этой структуре, IE рассматривает экологические проблемы с помощью подхода системного мышления . Хороший пример IE с таким социальным воздействием можно найти в Голубой лагуне.в Исландии. В лагуне используется перегретая вода местной геотермальной электростанции для заполнения богатых минералами бассейнов, которые стали оздоровительными центрами. В этом смысле в промышленном процессе производства энергии сточные воды используются как важнейший ресурс для зависимой индустрии отдыха.

Возьмем, к примеру, город. Город можно разделить на коммерческие районы, жилые районы, офисы, службы, инфраструктуру и т. Д. Все это подсистемы системы «большого города». Проблемы могут возникать в одной подсистеме, но решение должно быть глобальным. Допустим, цены на жилье резко растут из-за слишком высокого спроса на жилье. Одним из решений было бы строительство новых домов, но это приведет к тому, что в городе будет жить больше людей, что приведет к необходимости в большей инфраструктуре, такой как дороги, школы, больше супермаркетов и т. Д. Эта система представляет собой упрощенную интерпретацию реальности, поведение которой может быть «предсказанный».

Во многих случаях системы, с которыми имеет дело IE, являются сложными системами. Сложность затрудняет понимание поведения системы и может привести к эффектам отскока. Из-за непредвиденного изменения поведения пользователей или потребителей меры, принятые для улучшения экологических показателей, не приводят к какому-либо улучшению или даже могут ухудшить ситуацию.

Более того, мышление жизненного цикла также является очень важным принципом в промышленной экологии. Это означает, что учитываются все воздействия на окружающую среду, вызванные продуктом, системой или проектом в течение его жизненного цикла. В этом контексте жизненный цикл включает

  • Добыча сырья
  • Обработка материалов
  • Производство
  • Использовать
  • Обслуживание
  • Утилизация

Также учитывается транспортировка, необходимая между этими этапами, а также, если необходимо, дополнительные этапы, такие как повторное использование , восстановление и переработка . Принятие подхода, основанного на жизненном цикле, необходимо для предотвращения переноса воздействия на окружающую среду с одной стадии жизненного цикла на другую. Это обычно называется переключением проблем. Например, во время перепроектирования продукта можно выбрать уменьшение его веса, тем самым уменьшив использование ресурсов. Не исключено, что утилизировать более легкие материалы, использованные в новом продукте, будет сложнее. Воздействие продукта на окружающую среду, полученное на этапе добычи, переносится на этап утилизации. Таким образом, общие экологические улучшения не имеют значения.

Последний важный принцип IE - это комплексный подход или мультидисциплинарность . IE учитывает три различных дисциплины: социальные науки (включая экономику), технические науки и науки об окружающей среде. Задача состоит в том, чтобы объединить их в единый подход.

Примеры [ править ]

Kalundborg Индустриальный парк находится в Дании. Этот индустриальный парк особенный, потому что компании повторно используют отходы друг друга (которые затем становятся побочными продуктами). Например, электростанция Energy E2 Asnæs производит гипс как побочный продукт процесса производства электроэнергии; этот гипс становится ресурсом для компании BPB Gyproc A / S, производящей гипсокартонные плиты. [4] Это один из примеров системы, вдохновленной метафорой биосферы-техносферы: в экосистемах отходы одного организма используются в качестве ресурсов для других организмов; в промышленных системах отходы компании используются в качестве ресурса другими.

Помимо прямой выгоды от включения отходов в цикл, использование эко-индустриального парка может быть средством повышения экономичности и экологичности электростанций, генерирующих возобновляемую энергию, например солнечных фотоэлектрических систем . По сути, это способствует росту отрасли возобновляемых источников энергии и экологическим преимуществам, которые дает замена ископаемого топлива. [6]

Дополнительные примеры промышленной экологии включают:

  • Замена цемента в производстве бетона летучей золой, образующейся при сжигании угля [7]
  • Использование биотоплива второго поколения. Примером этого является переработка жира или растительного масла в биодизельное топливо для транспортных средств. [8]
  • Южноафриканский национальный центр чистого производства (NCPC) был создан для того, чтобы сделать промышленность региона более эффективной с точки зрения материалов. Результаты использования устойчивых методов будут включать снижение затрат на электроэнергию и улучшение управления отходами. Программа оценивает существующие компании на предмет внесения изменений. [9]

Инструменты [ править ]

ЛюдиПланетаВыгодаМоделирование
  • Анализ заинтересованных сторон
  • Сила Слабые стороны Возможности Анализ угроз ( SWOT-анализ )
  • Экологическая маркировка
  • ISO 14000
  • Система экологического менеджмента (СЭМ)
  • Интегрированное управление цепями (ICM)
  • Оценка технологий
  • Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС)
  • Анализ ввода-вывода (IOA)
  • Оценка жизненного цикла (LCA)
  • Анализ материального потока (MFA)
  • Анализ потока вещества (SFA)
  • Матрица МЕТ
  • Анализ рентабельности (CBA)
  • Полный учет затрат (FCA)
  • Стоимость жизненного цикла (LCC)
  • Анализ запасов и потоков
  • Агентное моделирование

Будущие направления [ править ]

Экосистема метафора популяризировал Фроша и Gallopoulos [2] является ценным творческим инструментом для оказания помощи исследователям найти новые решения сложных проблем. В последнее время было отмечено, что эта метафора в значительной степени основывается на модели классической экологии, и что прогресс в понимании экологии на основе сложности науки были сделаны исследователями , такими как CS Holling , James J. Kay , [10] и далее продвинутые с точки зрения современной экологии другими. [11] [12] [13] [14]Для промышленной экологии это может означать переход от более механистического взгляда на системы к тому, где устойчивость рассматривается как новое свойство сложной системы. [15] [16] Для дальнейшего изучения этого вопроса несколько исследователей работают с методами агентного моделирования . [17] [18]

Эксергетический анализ выполняется в области промышленной экологии для более эффективного использования энергии. [19] Термин эксергия был введен Зораном Рэнтом в 1956 году, но эту концепцию разработал Дж. Уиллард Гиббс . В последние десятилетия использование эксергии распространилось за пределы физики и техники в области промышленной экологии, экологической экономики , системной экологии и энергетики .

Другие примеры [ править ]

Еще один замечательный пример промышленной экологии как на практике, так и в потенциале - это Центр чистых производств Бернсайда в Бернсайде, Новая Шотландия . Они играют роль в содействии «озеленению» более 1200 предприятий, расположенных в Бернсайде, крупнейшем промышленном парке Восточной Канады. Создание системы обмена отходами - это большая часть того, над чем они работают, что будет способствовать установлению прочных связей в области промышленной экологии. [20]

См. Также [ править ]

  • Антропогенный метаболизм
  • Биомимикрия
  • Циркулярная экономика
  • Более чистое производство
  • Сохранение (этика)
  • Дематериализация (экономика)
  • Экодизайн
  • Эко-эффективность
  • Эко-индустриальный парк
  • Экологическая экономика
  • Экологическая модернизация
  • Учет энергии
  • Экономика окружающей среды
  • Экологический дизайн
  • Экологический расизм
  • Эволюционная экономика
  • Расширенная ответственность производителя
  • Спираль устойчивости
  • Промышленный метаболизм
  • Промышленный симбиоз
  • Низкоуглеродная экономика
  • Оценка жизненного цикла
  • Учет материальных потоков
  • Анализ материальных потоков
  • Модульные строительные системы
  • Органиграф
  • Управление продуктом
  • Экология примирения
  • Социальный метаболизм
  • Экологичный дизайн
  • Городской метаболизм

Ссылки [ править ]

  1. ^ Алленби, Брэд (2006). «Онтологии промышленной экологии» (PDF) . Прогресс в промышленной экологии . 3 (1/2): 28–40. DOI : 10.1504 / PIE.2006.010039 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  2. ^ a b c Фрош, РА; Галлопулос, NE (1989). «Стратегии производства». Scientific American . 261 (3): 144–152. Bibcode : 1989SciAm.261c.144F . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0989-144 .
  3. ^ "Международное общество промышленной экологии | История" . Архивировано из оригинала 10 июля 2009 года . Проверено 8 января 2009 года .
  4. ^ a b "Центр промышленного симбиоза Kalundborg" . Проверено 2007 . Проверить значения даты в: |access-date=( помощь )
  5. ^ Юань, Z .; Bi, J .; Моригуичи, Ю. (2008). «Циркулярная экономика: новая стратегия развития в Китае». Журнал промышленной экологии . 10 (1-2): 4-8. DOI : 10.1162 / 108819806775545321 .
  6. Перейти ↑ Pearce, JM (2008). «Промышленный симбиоз для очень крупномасштабного фотоэлектрического производства». Возобновляемая энергия . 33 (5): 1101–1108. CiteSeerX 10.1.1.394.8892 . DOI : 10.1016 / j.renene.2007.07.002 . 
  7. ^ Томас, Майкл. «Оптимизация использования летучей золы в бетоне». Портлендская цементная ассоциация
  8. ^ «Отработанное и отработанное масло и смазка для биодизеля - расширение» . extension.org . Проверено 7 апреля 2018 года .
  9. ^ «NCPC - более чистая и уменьшенная энергия» .
  10. Перейти ↑ Kay, JJ (2002). Kibert, C .; Сендзимир, Дж .; Гай, Б. (ред.). "Теория сложности, эксергии и промышленной экологии: некоторые последствия для экологии строительства" (PDF) . Строительная экология: природа как основа экологичного строительства : 72–107. Архивировано из оригинального (PDF) 6 января 2006 года.
  11. Перейти ↑ Levine, SH (2003). «Сравнение продукции и производства в экологических и промышленных системах» . Журнал промышленной экологии . 7 (2): 33–42. DOI : 10.1162 / 108819803322564334 .
  12. ^ Nielsen, Сорен Nors (2007). «Что современная экосистемная теория может предложить более чистому производству, промышленной экологии и обществу? Взгляды эколога». Журнал чистого производства . 15 (17): 1639–1653. DOI : 10.1016 / j.jclepro.2006.08.008 .
  13. Перейти ↑ Ashton, WS (2009). «Структура, функции и эволюция региональной промышленной экосистемы». Журнал промышленной экологии . 13 (2): 228. DOI : 10.1111 / j.1530-9290.2009.00111.x .
  14. Перейти ↑ Jensen, PD (2011). «Переосмысление промышленной экологии» . Журнал промышленной экологии . 15 (5): 680–692. DOI : 10.1111 / j.1530-9290.2011.00377.x .
  15. ^ Эренфельд, Джон (2004). «Может ли промышленная экология быть наукой об устойчивости?». Журнал промышленной экологии . 8 (1–2): 1–3. DOI : 10.1162 / 1088198041269364 .
  16. ^ Эренфельд, Джон (2007). «Будет ли промышленная экология существовать без устойчивости в фоновом режиме?» . Журнал промышленной экологии . 11 (1): 73–84. DOI : 10.1162 / jiec.2007.1177 .
  17. ^ Axtell, RL; Эндрюс, CJ; Маленький, MJ (2002). «Агентное моделирование и промышленная экология». Журнал промышленной экологии . 5 (4): 10–13. DOI : 10.1162 / 10881980160084006 .
  18. ^ Kraines, S .; Уоллес, Д. (2006). «Применение агентного моделирования в промышленной экологии». Журнал промышленной экологии . 10 (1-2): 15-18. DOI : 10.1162 / 108819806775545376 .
  19. ↑ Wall, Göran. «Эксергия - полезное понятие» .
  20. ^ «Промышленная экология: от теории к практике» . newcity.ca . Архивировано из оригинального 22 февраля 2006 года . Проверено 7 апреля 2018 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Промышленная зеленая игра: последствия для экологического дизайна и управления , Дина Дж. Ричардс (Эд), National Academy Press , Вашингтон, округ Колумбия, США, 1997, ISBN 0-309-05294-7 
  • «Справочник по экономике затрат-выпуска в промышленной экологии», Sangwon Suh (Ed), Springer, 2009, ISBN 978-1-4020-6154-7 
  • Бунс, Фрэнк (2012). «Свобода против принуждения в промышленной экологии: заметьте пробел!» . Econ Journal Watch . 9 (2): 100–111.
  • Desrochers, Пьер (2012). «Свобода против принуждения в промышленной экологии: ответ на благо» . Econ Journal Watch . 9 (2): 78–99.

Внешние ссылки [ править ]

Статьи и книги
  • Промышленная экология: введение
  • Промышленная экология
  • Хронология промышленного симбиоза
  • Журнал промышленной экологии ( Йельский университет от имени Школы лесного хозяйства и экологических исследований).
  • Исследования в области промышленной экологии и статьи из Программы защиты окружающей человека среды Рокфеллерского университета.
Образование
  • Открытый онлайн-курс промышленной экологии (IEooc)
  • Магистерская программа Erasmus Mundus по промышленной экологии
  • Программа промышленной экологии в NTNU : Программа промышленной экологии в NTNU, Тронхейм, Норвегия
  • Магистерская программа по промышленной экологии в Лейденском университете и Делфтском техническом университете (совместная степень), Лейден / Делфт - Нидерланды
  • Центр промышленной экологии Школы лесного хозяйства и окружающей среды Йельского университета, Нью-Хейвен, штат Коннектикут, США
Материалы исследования
  • Инвентаризация бесплатных и открытых программных средств для исследования промышленной экологии
Сеть
  • Международное общество промышленной экологии - ISIE