تحليل المدخلات والمخرجات الموسع بيئياً

الموسوعة الحرة

يُستخدم تحليل المدخلات والمخرجات الموسع بيئياً ( EEIOA ) في المحاسبة البيئية كأداة تعكس هياكل الإنتاج والاستهلاك داخل اقتصاد واحد أو عدة اقتصادات. وبذلك، أصبح إضافة مهمة إلى محاسبة تدفق المواد .

مقدمة

إدراكًا للأهمية المتزايدة لاستخدام الموارد العالمية، الذي يتوسطه التبادل التجاري الدولي، في المحاسبة البيئية والسياسات البيئية، فقد تم تطوير منظورات جديدة، ولا تزال قيد التطوير، ضمن المحاسبة البيئية. ومن أبرز هذه المنظورات الحسابات القائمة على الاستهلاك، والتي تُجمع باستخدام تحليل المدخلات والمخرجات الموسع بيئيًا. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] تُعرف مؤشرات استخدام المواد القائمة على الاستهلاك عادةً باسم "البصمة المادية" [ 4 ] (وهي مشابهة للبصمة الكربونية والبصمة المائية )، أو باسم مكافئات المواد الخام للسلع المستوردة والمصدرة. [ 5 ] [ 6 ] تشمل مكافئات المواد الخام أو البصمة المادية للسلع المتداولة المدخلات المادية المطلوبة على امتداد سلسلة التوريد بأكملها المرتبطة بإنتاجها. ويشمل ذلك التدفقات المباشرة وغير المباشرة: على سبيل المثال، يُدرج الخام المستخرج لاستخراج المعدن الموجود في الهاتف المحمول، بالإضافة إلى الفحم اللازم لتوليد الكهرباء اللازمة لإنتاج مركزات المعادن. ولتخصيص الاستخراج المحلي للسلع المصدرة، يلزم توفر معلومات عن هيكل الإنتاج والتجارة في الاقتصاد. من الناحية النقدية، فإن المعلومات المتعلقة بهيكل الإنتاج موجودة في جداول المدخلات والمخرجات المتاحة على مستوى الاقتصاد (IOT) والتي تم دمجها مؤخرًا مع إحصاءات التجارة لتشكيل جداول المدخلات والمخرجات متعددة المناطق (MRIO).

تحليل المدخلات والمخرجات

فيما يلي، نقدم مقدمة موجزة لتحليل المدخلات والمخرجات وتطبيقاته البيئية لحساب البصمة المادية أو مؤشرات إدارة الموارد الطبيعية. تشكل التدفقات بين القطاعات الاقتصادية مصفوفة Z من الرتبة n × n ، بينما يشكل إجمالي إنتاج كل قطاع متجه x من الرتبة n × 1. بقسمة كل تدفق إلى قطاع معين (أي كل عنصر من عناصر Z ) على إجمالي إنتاج ذلك القطاع، نحصل على مصفوفة A من الرتبة n × n تحتوي على ما يُسمى بالمعاملات التقنية . في جبر المصفوفات ، يُكتب هذا على النحو التالي:

أ=Z×x^-1{\displaystyle A=Z\times {\hat {x}}^{-1}}

أين:

x^{\displaystyle {\hat {x}}}يمثل المتجه x بعد تحويله إلى مصفوفة قطرية (x^=أناx→{\displaystyle {\hat {x}}=I{\vec {x}}})

تحتوي المصفوفة A على مُضاعِفات مُدخلات الصناعات المُشتركة اللازمة لتوفير وحدة واحدة من مُخرَج الصناعة. يلزم مُخرَج اقتصادي إجمالي مُحدد x لتلبية مستوى مُعين من الطلب النهائي y . قد يكون هذا الطلب النهائي محليًا (للأسر الخاصة والقطاع العام) أو أجنبيًا (صادرات)، ويمكن كتابته كمتجه n × 1. عند ضرب متجه الطلب النهائي y هذا في معكوس ليونتيف ( I − A ) − 1 ، نحصل على إجمالي المُخرَج x [ a ] . I هي مصفوفة الوحدة، وبالتالي فإن معادلة المصفوفة التالية هي نتيجة عمليات التكافؤ في معادلتنا السابقة:

يحتوي معكوس ليونتيف على مُضاعِفات المدخلات المباشرة وغير المباشرة بين الصناعات اللازمة لتوفير وحدة واحدة من الناتج لتلبية الطلب النهائي. إلى جانب التدفقات بين الصناعات المُسجلة في Z ، تتطلب كل صناعة مدخلات إضافية (مثل الطاقة والمواد ورأس المال والعمالة) ومخرجات (مثل الانبعاثات) يُمكن إدخالها في الحساب باستخدام امتداد بيئي. عادةً ما يكون هذا الامتداد على شكل مصفوفة M بأبعاد m × n لإجمالي مدخلات أو مخرجات عوامل الإنتاج: تُمثل عوامل الإنتاج في m صفًا، بينما تُمثل الصناعات التي تحتاجها في n عمودًا. يتطلب تخصيص عوامل الإنتاج للصناعات المختلفة عند إعداد مصفوفة الامتداد مراجعة دقيقة لإحصاءات الصناعة وقوائم جرد الانبعاثات الوطنية. في حالة نقص البيانات، قد يلزم الاستعانة بآراء الخبراء أو إجراء نمذجة إضافية لتقدير الامتداد. بمجرد الانتهاء، يُمكن تحويل M إلى مصفوفة متطلبات عوامل الإنتاج المباشرة لكل وحدة من الناتج المفيد F ، ويكون الحساب مماثلاً لتحديد مصفوفة المُضاعِفات النقدية المباشرة A (انظر المعادلة الأولى).

F=م×x^-1{\displaystyle F=M\times {\hat {x}}^{-1}}

يمكن إجراء حساب استهلاك الموارد والانبعاثات عن طريق ضرب العلاقة النقدية بين المدخلات والمخرجات بمتطلبات عوامل الإنتاج الخاصة بكل صناعة:

هذه الصيغة هي جوهر تحليل المدخلات والمخرجات الموسعة بيئياً: يمكن تقسيم متجه الطلب النهائي y إلى مكون محلي ومكون أجنبي (صادرات)، مما يجعل من الممكن حساب المدخلات المادية المرتبطة بكل منهما.

تُدمج المصفوفة F بيانات تدفق المواد (عوامل الإنتاج) في تحليل المدخلات والمخرجات، مما يسمح بتخصيص متطلبات المواد (عوامل الإنتاج) على مستوى الاقتصاد لقطاعات صناعية محددة. في لغة تقييم دورة الحياة ، تُسمى المصفوفة F مصفوفة التدخل. وباستخدام المعاملات الواردة في معكوس ليونتيف ( I − A ) − 1 ، يمكن تخصيص متطلبات المواد للطلب النهائي المحلي أو الأجنبي (الصادرات). ولمراعاة الاختلافات في هياكل الإنتاج بين الاقتصادات أو المناطق المختلفة، تُدمج جداول المدخلات والمخرجات الوطنية لتشكيل ما يُسمى بنماذج المدخلات والمخرجات متعددة المناطق (MRIO). في هذه النماذج، يساوي مجموع الموارد المخصصة للاستهلاك النهائي مجموع الموارد المستخرجة، كما هو مسجل في حسابات تدفق المواد لكل منطقة.

قضايا حرجة

يأتي تحليل المدخلات والمخرجات الموسع بيئياً مصحوباً بعدد من الافتراضات التي يجب مراعاتها عند تفسير نتائج هذه الدراسات:

تجانس المنتجات : تتطلب الحسابات القائمة على نموذج المدخلات والمخرجات القياسي افتراض أن كل نشاط اقتصادي ينتج منتجًا واحدًا متجانسًا ماديًا. إلا أنه في الواقع، يؤدي المستوى العالي لتجميع الأنشطة (على سبيل المثال، في معظم جداول المدخلات والمخرجات الأوروبية، يُدرج التعدين ضمن النشاط نفسه بغض النظر عن المادة المحددة) إلى عدم تجانس المخرجات. إضافةً إلى ذلك، تُنتج العديد من الصناعات منتجات ثانوية (على سبيل المثال، قد ينتج مصنع الورق نشارة الخشب أيضًا)؛ وهذا يُخالف افتراض تجانس المخرجات. وبالمثل، عند استخدام هذه الطريقة لتحديد الآثار البيئية، لا تتساوى انبعاثات جميع المنتجات في قطاع معين، بل يُستخدم المتوسط. فعلى سبيل المثال، في مجال توليد الطاقة، تختلف الانبعاثات الناتجة عن توليد الطاقة بالفحم اختلافًا كبيرًا عن تلك الناتجة عن توليد الطاقة الشمسية. ويُفترض هنا استخدام المزيج العالمي، بينما قد لا يتوفر توليد الطاقة فعليًا إلا من مصدر واحد.

تجانس الأسعار : عند استخدام نموذج المدخلات والمخرجات القياسي، من الضروري افتراض أن كل قطاع صناعي يبيع منتجه المميز لجميع الأنشطة الاقتصادية الأخرى وللمستهلكين النهائيين بنفس السعر. إلا أن هذا ليس صحيحًا دائمًا في الواقع، كما يتضح من مثال الكهرباء التي تكون تكلفتها أقل في القطاع الأولي مقارنةً بالقطاع الثالثي و/أو الاستهلاك النهائي. إضافةً إلى ذلك، فإن عدم تجانس إنتاج القطاعات المذكور آنفًا سيؤدي إلى انتهاك هذا الافتراض: على سبيل المثال، من المرجح أن يدفع قطاع يشتري في الغالب الألومنيوم من صناعات المعادن غير الحديدية سعرًا مختلفًا عن قطاع يشتري في الغالب معادن أرضية نادرة. بعبارة أخرى، يمكن معالجة مشكلة عدم تجانس الأسعار بين المستخدمين عن طريق زيادة دقة القطاعات في جدول المدخلات والمخرجات. في ظل الظروف المثالية، عندما ينطبق السعر نفسه على جميع مستخدمي المنتج، يمكن اعتبار جدول المدخلات والمخرجات النقدي مكافئًا لجدول المدخلات والمخرجات المادي، أي جدول مُقاس بوحدات مادية. [ 7 ]

ثبات العائد على الحجم : تفترض نماذج المدخلات والمخرجات أنه عند زيادة حجم الإنتاج، تتناسب جميع المدخلات والمخرجات بنفس النسبة. مع ذلك، من الضروري إدراك أن الانحراف عن هذا الافتراض المبسط يزيد بشكل كبير من تعقيد نماذج المدخلات والمخرجات، مما يقلل من فعاليتها التحليلية الأساسية: إذ لن يكون الحل المغلق كما في المعادلة ( 1 ) متاحًا. [ 8 ] علاوة على ذلك، فإن الحصول على بيانات موثوقة تتعلق بعلاقات المدخلات والمخرجات على المستوى الاقتصادي الكلي، والتي تشمل عددًا كبيرًا من القطاعات، يطرح تحديات هائلة وأعباء مالية كبيرة. هذا الافتراض الأساسي هو أيضًا أساس تقييم دورة الحياة (LCA) .

تخصيص الاستثمارات : عند إعداد حساب تدفقات المواد على أساس الاستهلاك، من الضروري تحديد كيفية تخصيص الاستثمارات ضمن هيكل الإنتاج والاستهلاك. في المحاسبة الوطنية، تُدرج الاستثمارات كجزء من الطلب النهائي. ومن منظور الاستهلاك، يمكن اعتبارها مدخلات في عملية الإنتاج (مثل الآلات والبنية التحتية للإنتاج). تؤثر طريقة إدراج الاستثمارات الرأسمالية، وكيفية استهلاكها (أو ما إذا كان يتم استهلاكها أصلاً)، بشكل كبير على نتائج مكافئات المواد الخام للصادرات. [ 6 ] إذا لم يتم استهلاك استثمارات البنية التحتية (سواءً من الناحية النقدية أو من خلال استخراج مواد البناء محلياً) بمرور الوقت، فإن استيراد المنتج نفسه من اقتصاد ناشئ يعمل حالياً على بناء بنيته التحتية سيرتبط بكمية أكبر بكثير من المواد المتضمنة مقارنةً باستيراده من اقتصاد ناضج استثمر بشكل كبير في بنيته التحتية في الماضي. للاطلاع على آخر التطورات المتعلقة بمعالجة القضايا المرتبطة برأس المال وتدفقات الاستثمار، يُرجى الرجوع إلى [ 8 ] (القسم 4.4).

سيُصبح فهم تأثير هذه القضايا المنهجية، والعمل على حلها في نهاية المطاف، من البنود المهمة على أجندة أبحاث المحاسبة البيئية. وفي الوقت نفسه، يتزايد الاهتمام بتفسير نتائج هذه المناهج القائمة على الاستهلاك. ولم يُحسم بعد كيفية توزيع مسؤولية الاستثمارات المادية في إنتاج الصادرات بشكل عام: فبينما يستفيد الاقتصاد المستورد من المنتج الجاهز، يستفيد الاقتصاد المُصدِّر أيضاً من الدخل. [ 9 ]

توسعات إضافية

تجنب الحساب المزدوج في تحليل البصمة البيئية

لنحددyج{\displaystyle y_{j}}كمتجه بنفس الحجمy{\displaystyle y}، حيث تكون جميع العناصر أصفارًا باستثناءج{\displaystyle j}المنتج رقم -th. من ( 2 )، البصمة البيئية للمنتجج{\displaystyle j}يمكن تقديمها بواسطة

F(أنا-أ)-1yج{\displaystyle F(IA)^{-1}y_{j}}

يتطلب تطبيق هذه الحسابات على مواد مثل المعادن والمواد الكيميائية الأساسية توخي الحذر، لأن جزءًا صغيرًا فقط منها سيُستهلك في الطلب النهائي. في المقابل، باستخدام النموذج القائم على إجمالي الإنتاج ،xج{\displaystyle x_{j}}، مثل

F(أنا-أ)-1xج{\displaystyle F(IA)^{-1}x_{j}}

سيؤدي ذلك إلى احتساب الانبعاثات مرتين في كل مرحلة من مراحل المعالجة، مما يؤدي إلى إجمالي غير صحيح للتأثيرات البيئية (هنا،xج{\displaystyle x_{j}}يمثل متجه عمودي بحجمy{\displaystyle y}مع كون جميع العناصر تساوي صفرًا باستثناءج{\displaystyle j}(الواحد رقم 1). لمعالجة هذه المشكلة، طور دينتي وآخرون طريقة مبتكرة تعتمد على مفهوم "القطاعات المستهدفة"، [ 10 ] [ 11 ] والتي تم تطويرها بشكل أكبر من قبل كابرنارد وآخرون [ 12 ]

توزيع المسؤولية البيئية

يُحمّل حساب البصمة البيئية، بناءً على المعادلة ( 2 )، المستهلكين النهائيين كامل الأثر البيئي. ويُعرف هذا بمبدأ مسؤولية المستهلك. أما الطريقة البديلة للتوزيع فهي تلك القائمة على الآثار المباشرة.Fxج{\displaystyle Fx_{j}}حيث تُوزَّع التأثيرات على المنتجين. يُطلق على هذا اسم المسؤولية القائمة على الإنتاج. هذه أمثلة على نهج المسؤولية الكاملة، حيث تُوزَّع التأثيرات/الضغوط بالكامل على مجموعة أو جهات فاعلة محددة. وقد اقتُرحت مؤخرًا عدة مخططات توزيع هجينة، بما في ذلك المخططات القائمة على الدخل ومخططات المشاركة. [ 13 ] [ 14 ]

النفايات وإدارة النفايات

عندما تكون مصفوفة التدخلF{\displaystyle F}يشير هذا إلى النفايات، ( 2 ) ويمكن استخدامه لتقييم البصمة البيئية للمنتجات. ومع ذلك، فإنه يتجاهل نقطة بالغة الأهمية، وهي أن النفايات عادةً ما تخضع للمعالجة قبل إعادة التدوير أو التخلص النهائي منها، مما يؤدي إلى شكل أقل ضررًا بالبيئة. بالإضافة إلى ذلك، ينتج عن معالجة الانبعاثات مخلفات تتطلب معالجة مناسبة لإعادة التدوير أو التخلص النهائي (على سبيل المثال، تتضمن عملية الحد من تلوث ثاني أكسيد الكبريت تحويله إلى جبس أو حمض الكبريتيك ). ولمعالجة هذه التعقيدات، قام ناكامورا وكوندو بتوسيع نموذج المدخلات والمخرجات البيئية القياسي (EEIO) من خلال دمج تدفقات النفايات المادية المتولدة والمعالجة جنبًا إلى جنب مع التدفقات النقدية للمنتجات والخدمات. [ 15 ] [ 16 ] وقد طورا نموذج مدخلات ومخرجات النفايات (WIO)، الذي يأخذ في الاعتبار تحول النفايات أثناء المعالجة إلى نفايات ثانوية ومخلفات، بالإضافة إلى عمليات إعادة التدوير والتخلص النهائي.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ إن وجود وإيجابية (أي أن جميع عناصر هذه المصفوفة غير سالبة) ليسا أمرين بديهيين. المصفوفةأ{\displaystyle A}يجب أن تكون موجبة وأن تستوفي شرط هوكينز-سيمون .

مراجع

  1. ^ ديفيس ، ستيفن. كالديرا ، كين (يناير 2010). ""المحاسبة على أساس الاستهلاك""جيا2{\displaystyle CO_{2}}الانبعاثات . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 107 (12 ) : 5687-5692 . doi : 10.1073/pnas.0906974107 . PMC 2851800. PMID 20212122 .  
  2. ↑ ديفيس، ستيفن؛ بيترز، جلين؛ كالديريرا، كين (نوفمبر 2011). "سلسلة التوريد لـجيا2{\displaystyle CO_{2}}الانبعاثات" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 108 (45): 18554-18559 . doi : 10.1073/pnas.1107409108 . PMC 3215011. PMID 22006314 .  
  3. ↑ هونغ، تشاوبينغ؛ تشاو، هونغيان؛ تشين، يو؛ بيرني، جينيفر؛ بونغراتز، جوليا؛ هارتونغ، كيرستين؛ ليو، يو؛ مور، فرانسيس؛ جاكسون، روبرت؛ تشانغ، تشيانغ؛ ديفيس، ستيفن (يناير 2022). "انبعاثات استخدام الأراضي المتضمنة في التجارة الدولية". مجلة نيتشر . 376 (6593): 597-603 . doi : 10.1126/science.abj1572 . PMID 35511968. S2CID 248541877 .  
  4. ↑ ويدمان، توماس أو.؛ ​​شاندل، هاينز؛ لينزن، مانفريد؛ موران، دانيال؛ سوه، سانغوون؛ ويست، جيمس؛ كانيموتو، كييتشيرو (29 أغسطس 2013). "البصمة المادية للأمم" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 112 (20): 6271-6276 . doi : 10.1073 / pnas.1220362110 . PMC 4443380. PMID 24003158 .  
  5. ↑ شافارتزيك، أنكه؛ آيزنمينجر، نينا؛ كراوسمان، فريدولين؛ فايس، هيلغا (فبراير 2014). "محاسبة تدفق المواد القائمة على الاستهلاك" . مجلة علم البيئة الصناعية . 18 (1): 102-112 . doi : 10.1111/jiec.12055 .
  6. 1 2 شوير، كارل؛ واينزيتل، يان؛ كوفاندا، يان؛ جيجريش، يورغن؛ لاويجي، كريستوف (3 أغسطس 2012). "استهلاك المواد الخام في الاتحاد الأوروبي - المفهوم، وطريقة الحساب، والنتائج". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 46 (16): 8903-8909 . Bibcode : 2012EnST...46.8903S . doi : 10.1021/es300434c . PMID 22823351 . 
  7. ↑ فايز، هيلغا؛ دوشين، فاي (25 مايو 2006). "تحليل المدخلات والمخرجات المادية والنقدية: ما الذي يُحدث الفرق؟" . الاقتصاد البيئي . 57 (3): 534-541 . doi : 10.1016/j.ecolecon.2005.05.011 . ISSN 0921-8009 . 
  8. 1 2 ناكامورا، شينيتشيرو . دليل عملي لعلم البيئة الصناعية من خلال تحليل المدخلات والمخرجات: حساب الاستدامة القائم على المصفوفات . سبرينغر نيتشر، 2023. ص 141
  9. ↑ جاكوب، مايكل؛ مارشينسكي، روبرت (يناير 2013). "تفسير المصطلحات المتعلقة بالتجارةجيا2{\displaystyle CO_{2}}"انتقالات الانبعاثات". مجلة نيتشر لتغير المناخ . 3 (1): 19-23 . رمز Bibcode : 2013NatCC...3...19J . doi : 10.1038/nclimate1630 .
  10. ↑ دينتي، سيباستيان إم آر؛ آوكي-سوزوكي، تشيكا؛ تاناكا، دايسوكي؛ هاشيموتو، سيجي (2018-06-01). "الكشف عن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري خلال دورة حياة المواد: الحالة اليابانية" . الموارد، الحفظ وإعادة التدوير . 133 : 395-403 . doi : 10.1016/j.resconrec.2017.12.011 . ISSN 0921-3449 . 
  11. ↑ دينتي، سيباستيان إم آر؛ آوكي-سوزوكي، تشيكا؛ تاناكا، دايسوكي؛ كايو، تشيهيرو؛ موراكامي، شينسكي؛ هاشيموتو، سيجي (2019-04-01). "تأثيرات إطار عمل جديد لتحليل سلسلة التوريد على انبعاثات غازات الاحتباس الحراري لدورة حياة المواد - الحالة اليابانية" . الموارد، الحفظ وإعادة التدوير . 143 : 273-281 . doi : 10.1016/j.resconrec.2018.09.027 . ISSN 0921-3449 . 
  12. ↑ كابرنارد، ليفيا؛ بفايستر، ستيفان؛ هيلويغ، ستيفاني (2019-09-20). "طريقة جديدة لتحليل أداء الاستدامة لسلاسل التوريد العالمية وتطبيقها على الموارد المادية" . مجلة علوم البيئة الشاملة . 684 : 164-177 . doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.04.434 . hdl : 20.500.11850/346449 . ISSN 0048-9697 . PMID 31154209 .  
  13. ↑ بينيرو، بابلو؛ بروكنر، مارتن؛ ويلاند، هانزبيتر؛ بونغراتش، إيفا؛ جيلجوم، ستيفان (2019-04-03). "الأساس المادي لسلاسل القيمة العالمية: تحديد المسؤولية البيئية بناءً على توليد القيمة" . بحوث النظم الاقتصادية . 31 (2): 206-227 . doi : 10.1080/09535314.2018.1536038 . ISSN 0953-5314 . 
  14. ↑ ماركيز، ألكسندرا؛ رودريغز، جواو؛ لينزن، مانفريد؛ دومينغوس، تياغو (1 ديسمبر 2012). "المسؤولية البيئية القائمة على الدخل" . الاقتصاد البيئي . اقتصاديات النمو السلبي. 84 : 57-65 . doi : 10.1016/j.ecolecon.2012.09.010 . ISSN 0921-8009 . 
  15. ↑ ناكامورا، شينيتشيرو. (1999). "تحليل المدخلات والمخرجات لدورات النفايات" . وقائع الندوة الدولية الأولى حول التصميم الواعي بيئيًا والتصنيع العكسي . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. الصفحات 475-480 . doi : 10.1109/ecodim.1999.747659 . ISBN  0-7695-0007-2.
  16. ↑ ناكامورا، شينيتشيرو ؛ كوندو، ياسوشي (2002). "تحليل المدخلات والمخرجات لإدارة النفايات" . مجلة علم البيئة الصناعية . 6 (1): 39-63 . doi : 10.1162/108819802320971632 . ISSN 1088-1980 .