| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Udvikling af indikatorsystem for materialestrømme, ressourceforbrug og -effektivitet samt affaldsstrømme

4 Analyseniveauer og modeltyper

• 4.1 Genstandsfelt og analysemetoder
• 4.2 Masse, energi og entropi
• 4.3 Beholdninger og strømme
• 4.4 Dimensioner
• 4.5 Modelpyramide
• 4.6 Analyseniveau og formål
• 4.7 Systemafgrænsninger

4.1 Genstandsfelt og analysemetoder

Hovedemnet for nærværende projekt er forholdet mellem økologi og økonomi, hvor økonomien betragtes som et åbent delsystem af økologien. Der fokuseres især på materiale- og energistrømme, og især på de materiale- og energistrømme, som økonomien påvirker naturen med. Det søges bestemt, hvilke materialestrømme der har den alvorligste påvirkning af naturen, og det søges at udvikle indikatorer for disse materialestrømme og for, hvorledes udnyttelsen af ressourcerne kan effektiveres.

Observationer, iagttagelser, betragtninger og modeller kan opdeles i to forskellige typer:

a) Lagrangesk modeller, hvor observatøren følger et objekt i dets skæbne. Observatøren kan enten være placeret på objektet, eller observatøren kan befinde sig et fast sted og følge objektet.

b) Eulerske modeller, hvor observatøren er placeret et fast sted, og iagttager/måler den strøm der passerer forbi gennem et defineret areal.

Disse to iagttagelsesmåder er vidt forskellige og giver forskellige oplysninger og viden. Ofte kan det være nyttigt at bruge begge typer observationer for at få en mere fyldestgørende iagttagelse og beskrivelse af virkeligheden.

Livscyklusanalyser tilhører type a) observationer, mens materiale- og energistrømsanalyser tilhører type b) observationer. Dette projekt omhandler overvejende materialestrømsanalyser (type b), men kommer også ind på livscyklusanalyser (type a).

4.2 Masse, energi og entropi

Da økonomien er en del af økologien og naturen, gælder naturlovene ikke blot for naturen, men også for økonomien. De væsentligste naturlove er i den her beskrevne sammenhæng:

• loven om massens bevarelse
• termodynamikkens 1. hovedsætning: loven om energiens bevarelse
• termodynamikkens 2. hovedsætning: loven om, at entropien stiger i et lukket system

Et grundlæggende argument for at beskæftige sig med materiale-input-opgørelser er det grundlæggende faktum, at alle materialer, der er input i økonomien, på et eller andet tidspunkt forlader økonomien igen. Det gælder uanset, om der er tale om udvundne mineraler, fossil energi, eller fornybare ressourcer fx i form af biomasse fra landbrug, skovbrug eller fiskeri. Som hovedregel er gennemstrømningstiden i økonomien forholdsvis kort – strækkende sig fra få uger til nogle år. Kun for bygge- og anlægsmaterialer finder vi en generel lang opholdstid i økonomien (op til flere hundrede år).

Et grundlæggende princip i materialestrømsregnskaber er, at materialerne ikke forsvinder, uanset hvilke fysiske processer materialerne og energien indgår i. Heraf følger, at når der optræder et input, skal der i et dækkende og konsistent regnskab også redegøres for, hvordan dette input enten akkumuleres i økonomien eller forlader systemet igen. Materialer, der inddrages i økonomien, forsvinder altså ikke igen, de transformeres blot gradvis til former, hvor de som hovedregel er sværere at genanvende.

4.3 Beholdninger og strømme

Der skelnes mellem beholdninger og strømme både i naturen og i økonomien.

I naturen er beholdninger fx mængden af ferskvand, mængden af ædelt træ i regnskove eller mængden af oliereserver. En beholdning kan også være en energimængde, fx kemisk energi lagret i kulreserverne.

I økonomien er beholdningerne de akkumulerede mængder materialer eller energi. De ophobede materialemængder er i forhold til vægt primært infrastruktur og bygninger, men også udvundne ressourcer, maskiner, halvfabrikata og produkter lagret eller under brug i økonomien. De ophobede energimængder er små og består primært af olie- og kullagre.

Materialestrømmene flyder fra naturens beholdninger som ressourcer ind i økonomien, gennem økonomiens beholdninger som varer og retur til naturen som emissioner.

Energistrømmene løber primært fra solindstrålingen ad forskellige veje til termisk varme og refleksion retur til universet. Den modtagne strålingsenergi bliver altovervejende reflekteret direkte eller indirekte via varme retur til universet i en lavere frekvens og højere entropi. En lille del af solenergien bliver via planternes fotosyntese til energi bundet i organisk stof, mens anden solenergi bliver til kinetisk energi i vind og havstrømme eller energi bundet i fordampning af havvand med efterfølgende nedbør.

Forholdet mellem beholdninger og strømme udtrykker opholdstiden af den pågældende strøm i den pågældende beholdning. Således fås fx udtømningstiden for ressourcer i naturen eller levetiden for materialer i økonomien.

Den egentlige rigdom og velfærd udgøres af beholdningernes størrelse – dels naturens beholdninger og dels beholdningerne i økonomien. Imidlertid sker en øgning af entropien ved at flytte beholdningerne fra naturen til økonomien. Processen er ofte irreversibel, således at der ofte ikke kan skabes nye naturlige ressourcer ud fra varer i økonomien.

Indkomsten er derimod knyttet til strømmene af ressourcer og varer gennem økonomien. Men det er beholdningerne – både dem i naturen og dem i økonomien – som skaber mulighederne for indkomsterne.

Bæredygtig udvikling kan med hensyn til velfærden da udtrykkes som, at både naturbeholdningerne og økonomiens beholdninger pr. menneske skal være lige så store – eller større – ved periodens slutning som ved periodens start.

4.4 Dimensioner

Til beskrivelse af masse- og energistrømme mellem økologien og økonomien er det nyttigt at foretage denne beskrivelse i 3 dimensioner, som vist på figur 4.1.

Figur 4.1 Projektets 3 dimensioner.

Ud af x-aksen er vist materialerne, fra deres byggesten – grundstofferne – over mere og mere komplekse sammensætninger af grundstoffer til heterogene blandinger, som de fleste industriprodukter består af.

Ud af y-aksen er vist økonomien fra den simpleste beskrivelse af en udelt økonomi som en "black box" over en opdeling af økonomien i sektorer til en opdeling på 130 brancher.

Ud af z-aksen er vist materialestrømmene fra ressourcerne over import/eksport, varer og produkter til emissionerne.

En beskrivelse af materialestrømme må finde sted i et område af dette 3-dimensionale rum. I det følgende omtales forskellige beskrivelsesmodeller og de områder, som de dækker i dette rum.

4.5 Modelpyramide

Modelniveauerne kan anskueliggøres ved en modelpyramide, se figur 4.2:

Figur 4.2 Modelpyramiden.

Øverst i modelpyramiden er den simpleste model – en 1-boksmodel, se figur 4.3. Når vi bevæger os ned gennem pyramiden, bliver modellerne mere og mere komplicerede, idet samfundet opdeles mere og mere. I bunden af pyramiden er 130 brancher med et stort antal materialestrømme imellem disse og mellem dem og naturen.

Figur 4.3 Grundmodel.

I tabel 4.1 ses de modeltyper, der svarer til niveauerne i modelpyramiden:

Tabel 4.1 Modelpyramiden.

I grundmodellen betragtes økonomien som 1 del/boks.

I Economy Wide MFA-modellen bliver udvundne ressourcer opdelt i ubrugte og brugte strømme. Økonomien betragtes som en helhed, dvs. der foreligger ingen opdeling af denne. Vægten af alle materialer, der strømmer ind eller ud af økonomien, lægges sammen, og på indikatorniveauet samler interessen sig om de samlede materialestrømme.

I forbindelse med MFA-opgørelserne har der været mest opmærksomhed omkring TMR (Total Material Requirement) som udtryk for den samlede (globale) ressourcemængde, som økonomien lægger beslag på^[4]. MFA er bl.a. via Eurostat's retningslinjer udviklet til et forholdsvis entydigt og veldefineret indikatorsystem, hvor en række input- og output indikatorer for materialestrømmene er specificeret, ligesom der er redegjort for, hvilke strømme/ressourcer/materialer der skal medtages, og hvilke der ikke skal.

Den grundlæggende tankegang i MFA-systemet er på den ene side, at alle materialestrømme skal lægges sammen, således at der opnås en overordnet indikator. På den anden side lægger systemet op til beregning af flere typer indikatorer, således at materialestrømmene belyses ud fra forskellige synsvinkler, dvs. om der er tale om strømme ind i økonomien, ud af økonomien eller akkumulering i økonomien.

Samtidigt specificerer systemet indikatorer for forskellige niveauer af økonomisk aktivitet, dvs. om der er tale om den samlede økonomiske aktivitet, eller om der er tale om den del af den økonomiske aktivitet, som direkte bruges i den indenlandske økonomi, de såkaldte forbrugsindikatorer.

Sektormodellen betragtes tilsvarende som bestående af 4 dele: råstofekstraktion plus 3 sektorer.

Jo længere vi bevæger os fra venstre mod højre i tabellen, desto mere stiger kompleksiteten, og desto mere fokuseres på enkelte dele af økonomien. At måle på disse forskellige modeller svarer til at opstille indikatorer for forskellige niveauer af indikatorpyramiden (se kapitel 9).

De enkelte modeller med tilhørende indikatorer beskrives mere indgående senere i rapporten.

De her omtalte modeller kan vises som områder i det 3-dimensionale rum i figur 4.1, se figur 4.4 neden for:

Figur 4.4 Modellerne i modelpyramiden.

I figur 4.5 er vist projektionen af modelområdet ind på y-z-planet:

Figur 4.5 Niveauer for modeller.

4.6 Analyseniveau og formål

Ved valg af det detaljeringsniveau, som de fysiske strømregnskaber skal opstilles for, er det nødvendigt at overveje, hvad formålet med strømregnskaberne er.

Nogle helt generelle formål med fysiske strømregnskaber kan opregnes uafhængigt af det detaljeringsniveau, hvormed strømregnskaberne opstilles. For det første kan regnskaberne – forudsat at de er udbygget i tilstrækkelig grad – være et redskab til at kontrollere, om de data, der foreligger for de fysiske strømme, er konsistente. Regnskaberne kan bidrage til at belyse, om der er materialestrømme i opgørelserne, om de mangler, eller om de er af forkert størrelsesorden. Det kan fx være relevant i tilfælde, hvor der er fysiske strømme, der falder uden for de sædvanlige statistiske opgørelser. Inkonsistens i de aggregerede tal kan spores tilbage til fejl i de enkelte data, der indgår.

Tilsvarende kan de fysiske strømregnskaber generelt medvirke til at belyse, om der er strømme, som kan give anledning til store problemer, og de kan bruges til trinvist at spore strømmene til deres oprindelse i samfundet/økonomien. Fx vil et fuldstændigt regnskab for kvælstof vise, hvilke brancher der har et stort overskud af kvælstof, når input og output sammenlignes.

Inddrages de fysiske strømme i økonomien, kan regnskaberne være med til at belyse, i hvilken grad økonomien er lineær eller cirkulær, altså i hvilken grad der finder genanvendelse sted. Og det kan belyses, i hvilken grad forureningsbegrænsende tiltag er effektive, eller om de blot giver omallokering af materialestrømme, fx skift fra et miljøproblem til et andet. For at sidstnævnte skal kunne belyses meningsfuldt, kræves det dog normalt, at det fysiske strømregnskab er forholdsvis detaljeret.

Ud over de mere generelle formål, der i almindelighed kan knyttes til de fysiske strømregnskaber, har de forskellige typer regnskaber og analyseniveauer hver deres formål.

For de helt overordnede opgørelser og aggregerede indikatorer – fx MFA og de tilknyttede indikatorer – er formålet at belyse, "hvor meget økonomien fylder". Der ligger heri nogle – oftest implicitte – antagelser om, at det er skidt, når økonomien fylder meget. Et højt totalt materialebehov – TMR pr. capita – er således tegn på en mindre bæredygtig udvikling end et lavere TMR pr. capita. Der er tale om at fokusere på kvantitet frem for kvalitet, dvs. at det er de samlede mængder, der er afgørende – ikke hvorledes sammensætningen af den samlede mængde relaterer sig til fx knaphed, miljøødelæggelser eller sundhedseffekter. Med en passende detaljeringsgrad – men stadig for økonomien som helhed – kan denne type regnskaber bruges til også at sige noget om den specifikke sammensætning af materialestrømmene fx forholdet mellem brugen af fornybare ressourcer og ikke-fornybare ressourcer.

MFA-opgørelser – selv med en opdeling på visse materialetyper – siger derimod ikke meget om virkningen af materialestrømmene. Vægtopgørelser kan således ikke umiddelbart bruges til at vurdere, om miljøet har fået det bedre eller værre, ligesom det heller ikke umiddelbart er muligt at udtale sig om eventuelle sundhedspåvirkninger som følge af materialestrømmene.

Et argument for de aggregerede opgørelser går imidlertid på, at det er umuligt at overvåge og opgøre økonomiens outputside i detaljer. Derfor kan de aggregerede input indikatorer fungere som en slags advarselslampe for eksisterende eller potentielle miljøproblemer. Generelt må man nok sige om de aggregerede opgørelser og de generelle bæredygtighedsbetragtninger, at de er baseret på en antagelse om, at en fortsat "vægtmæssig" vækst i økonomien er problematisk, eller at en sådan i hvert fald må give anledning til, at der er noget, der må undersøges nærmere. Indikatorer på dette niveau har desuden et pædagogisk sigte, nemlig at gøre opmærksom på, at vi alle sammen gennem vores forbrug trækker på ressourcerne og potentielt medvirker til miljøødelæggelser.

Overordnede opgørelser af enkelte ressourcer for et enkelt land, flere lande eller verden som helhed hænger også sammen med generelle bæredygtighedsbetragtninger, herunder betragtninger om ressourceknaphed og økonomisk bæredygtighed i relation til fremtidige indtægts- og velfærdsmuligheder.

Indikatorer for fysiske strømme på et detaljeret niveau, dvs. på sektor- eller brancheniveau^[5] og for specifikke vare- eller materialegrupper er tættere knyttet til konkrete overvågnings- og styringsopgaver i miljøpolitikken. Viden om, hvilke dele af økonomien der bruger hvilke materialer, varer og ressourcer, og hvor effektiv udnyttelsen er, er væsentlig i den sammenhæng. Fremskrivninger af økonomien via økonomiske modeller og beregninger af fremtidige ressourcetræk og miljøpåvirkninger er ligeledes knyttet til dette niveau.

På virksomhedsniveau og procesniveau er aggregeringsgraden minimal. Fokus har her traditionelt været en effektiv udnyttelse af inputs i processerne. I de senere år er aspekter som miljøhensyn som konkurrenceparameter samt krav til listevirksomheder om grønne regnskaber desuden kommet til.

4.7 Systemafgrænsninger

Da fysiske strømregnskaber i sagens natur beskriver strømme fra et delsystem til et andet, er det nødvendigt at definere de enkelte delsystemers afgrænsning nærmere.

Her skal nævnes:

1. Afgrænsning af samfundsmæssige aktiviteter: Territorial vs. økonomisk afgrænsning
2. Miljø- og ressourcemæssig afgrænsning: National vs. global synsvinkel
3. Kausal afgrænsning: Direkte vs. direkte og indirekte strømme
4. Tidsmæssig afgrænsning: Enkel periode vs. alle perioder

Ad 1. Afgrænsning af samfundsmæssige aktiviteter

Ved nationale strømregnskaber i form af "regnskaber for Danmark" kan Danmark defineres enten ud fra territoriet eller ud fra den danske økonomiske aktivitet. I visse tilfælde – men langt fra alle – vil de to opgørelsesmåder føre til ganske forskellige resultater. Det skyldes, at udenlandske økonomiske enheder kan være aktive i Danmark, mens danske økonomiske enheder kan være aktive i udlandet. Som eksempel på et område, hvor de to opgørelsesmåder giver ganske forskellige resultater, kan nævnes strømregnskaber for energiforbrug og emissioner, hvor man i det ene tilfælde (den økonomiske afgrænsning) eksempelvis bør indregne danske skibe i udlandet, mens man i det andet tilfælde ikke skal gøre det.

På et mere detaljeret plan er det også nødvendigt at overveje, om der skal foretages en opdeling af de økonomiske aktiviteter. En mulighed er at se på de strømme, der vedrører de samlede produktionsaktiviteter. Hertil hører også de økonomiske aktiviteter, der er nødvendige af hensyn til den danske eksport. En anden mulighed er at begrænse sig til de fysiske strømme, der vedrører danskernes indenlandske "forbrug", dvs. at de fysiske strømme, der vedrører eksportaktiviteter, ikke medtages.

Ved opdelinger af de forskellige produktionsaktiviteter må det ligeledes overvejes, hvordan denne skal foretages, fx om man vil belyse sammenhængene mellem overordnede "sektorer", eller om man vil fokusere på enkelte brancher, som de kendes fra bl.a. nationalregnskabet.

Ad 2. Miljø- og ressourcemæssig afgrænsning

Når formålet med at opgøre de fysiske strømme er at belyse ressourcemæssige og miljømæssige konsekvenser, står valget ofte mellem en national eller en global synsvinkel. Den nationale synsvinkel vil – når det kommer til de miljømæssige og ressourcemæssige forhold – fx føre til en afgrænsning ud fra det nationale territorium, således at man ser på, hvad givne samfundsmæssige aktiviteter giver anledning til af ressourcetræk og emissioner på området. Ved den globale betragtning inddrages de ressourcetræk og de emissioner, der finder sted i indland såvel som udland. Oftest vil ressourcetrækkene og emissionerne i udlandet blive betragtet som indirekte fysiske strømme, jf. pkt. 3 neden for. DMI-opgørelserne svarer til førstnævnte og TMR til sidstnævnte tilgang.

Mere generelt kan systemet være økologisk/miljømæssigt afgrænset, som fx i forbindelse med et afstrømningsområde for vand, og det kan naturligvis også omfatte lokale eller regionale områder.

Ad 3. Kausal afgrænsning

En given afgrænset aktivitet giver umiddelbart anledning til direkte strømme ind i det system, hvor aktiviteten foregår. Således giver den samlede danske økonomiske aktivitet anledning til direkte strømme ind i den danske økonomi af indenlandske naturressourcer og importerede varer fra udlandet. Ud fra betragtninger om kausalitet mellem aktiviteter i Danmark og i udlandet kan man imidlertid også sige, at den danske økonomiske aktivitet giver anledning til indirekte strømme i udlandet, fordi der dér skal udvindes naturressourcer og importeres varer for at muliggøre eksporten til Danmark. Tilsvarende vil man for forskellige andre delsystemer kunne identificere indirekte strømme, der ligger uden for delsystemet.

Systemafgrænsningen er naturligvis af afgørende betydning for, hvad der kaldes direkte strømme, og hvad der kaldes indirekte strømme. Hvis den danske økonomi betragtes som ét system, vil alle indirekte strømme finde sted i udlandet. Hvis fokus derimod er på en enkelt dansk branche eller på fx eksporten, vil de indirekte strømme også omfatte danske vare- og materialestrømme uden for det delsystem (den enkelte branche eller eksporten), der umiddelbart betragtes, men inden for den danske økonomi.

Figur 4.6 og 4.7 viser to eksempler på direkte og indirekte strømme. I det første eksempel betragtes den danske økonomi under ét som hoveddelsystemet, og de direkte strømme, der beskrives, er strømmene mellem økonomien og det danske miljø samt import og eksport. De indirekte strømme er strømmene ud og ind af de sekundære delsystemer, i dette tilfælde strømmene af emissioner og naturressourcer mellem miljøet og den udenlandske økonomi.

I det andet eksempel er der fokus på det danske landbrug. De direkte strømme udgøres her af import og eksport af landbrugsvarer, leverancer mellem landbruget og andre brancher og leverancer fra landbrug til privat konsum m.m. (indenlandsk endelig anvendelse). Også landbrugets ressourcetræk samt affald og emissioner fra landbruget karakteriseres som direkte materialestrømme. Aktiviteten i landbruget giver anledning til aktivitet i andre brancher – danske såvel som udenlandske – via produktion af rå- og hjælpestoffer til landbruget. Dette medfører indirekte strømme af varer og tjenester samt indirekte strømme af naturressourcer og emissioner, som antydet på figur 4.6 og 4.7.

Afgrænsning af direkte strømme i forhold til de indirekte kan gøres mere snæver, hvis man fx udvælger en del af en branches aktivitet som det primære. Fx kan landbrugets eksport betragtes som den direkte strøm, mens øvrige strømme ind og ud af branchen betragtes som afledt heraf og dermed som indirekte strømme.

Figur 4.6 Direkte og indirekte strømme fra dansk økonomi.

Figur 4.7 Direkte og indirekte strømme fra landbruget.

En fuldstændig opgørelse af ressourceinputtene opstrøms kræver anvendelse af metoder kendt fra livscyklusanalyser og input-output modeller.

Indirekte strømme opgøres i praksis mere eller mindre snævert. I MFA-sammenhæng er der således – af pragmatiske grunde – praksis for, at man i en række tilfælde følger materialet/ressourcen forholdsvis snævert og kun medtager de ressourcemængder i udlandet, som direkte er knyttet til de importerede varer (fx udvundet jernmalm i tilknytning til en importeret bil). Derimod medtages ikke – i alle tilfælde – de indirekte strømme af rå- og hjælpestoffer (fx energi), der er medgået ved oparbejdningen af ressourcen og produktionen af bilen i øvrigt. Der anvendes således en pragmatisk tilgang, hvor man tager udgangspunkt i, dels hvad man har viden om, dels hvad man anser, har størst betydning.

I MFA-sammenhæng opgøres de indirekte strømme af brugte ressourcer (jf. afsnit 2.1) ved at opregne vægten af (nogle af) de importerede produkter til de importerede produkters ressourceækvivalenter, RME (Raw Material Equivalent).

For nogle importvarers vedkommende og for dele af indenlandske ressourceudvinding foretages der desuden et tillæg for de ubrugte ressourcer. Opregningen til RME sker på produktgruppeniveau ved at multiplicere den statistisk registrerede vægt med faktorer for RME og/eller de ubrugte ressourcestrømme. Faktorerne opgøres af Wuppertal Instituttet i Tyskland, og afspejler typisk forholdene i Tyskland eller i EU-15.

Figur 4.8 illustrerer, at niveauforskellen i opgørelserne kan være betydelig. Figuren viser, at et kg zinkprodukt svarer til 2,1 kg zinkkoncentrat eller 18 kg zinkmalm eller 50 kg ressourcer inkl. overjord (ubrugte ressourcer). Det fremgår, at der undervejs i forløbet sker et tab af zink til omgivelserne. Dels er der et lille zinkindhold i overjorden (ubrugte ressourcer), dels bortføres der zink med restprodukter fra oparbejdningsprocesserne (brugte ressourcer). Tabet er i størrelsesordenen 10% eller 100 gram pr. kg. færdigt produkt. De samlede direkte og indirekte strømme er således 50 kg, mens de direkte strømme er 1 kg eller eventuelt 2,1 kg.

Figur 4.8 Udvinding og bearbejdning af zink.

Kilde: Ayres og Ayres: Accounting for Resources, 1, Edward Elgar, Cheltenham 1998

Ad 4. Tidsmæssig afgrænsning

Fysiske strømme opgøres som mængde pr. tidsperiode. Afhængigt af det system, der betragtes, kan tidsperioden strække sig fra dele af sekunder til år eller flere år. Når det drejer sig om at belyse strømmene i forhold til økonomiske aktiviteter på det nationale plan, vil tidsperioden i næsten alle tilfælde være et år. Importen som fysisk strøm vil eksempelvis være opgjort som tons/år.

Man skal være opmærksom på, at de tidsperioder, der knytter sig til direkte strømme på den ene side og indirekte strømme på den anden side, kan være forskellige, idet der via lagertræk, lange produktionstider m.m. kan være tidsforskydninger mellem fx eksporten af en vare og den ressourceudvinding, der indirekte ligger bag eksporten af den pågældende vare.

Fodnoter

[4] TMR og øvrige MFA-indikatorer defineres i kapitel 6.

[5] Brancher benyttes her som en aktivitetsbaseret gruppering af enheder ud fra de produktions-processer, som enhederne udfører. Nationalregnskabets opdeling af produktionen i 130 brancher er et eksempel. Sektorer benyttes som en mere overordnet opdeling, der i visse tilfælde kan gå på tværs af brancherne.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Marts 2007, © Miljøstyrelsen.