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

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

5 Detaljerede modeller

• 5.1 Opdeling af økonomien
• 5.2 Sektormodel
• 5.3 Fysiske input-output tabeller
• 5.4 Ressourceregnskaber og emissionsregnskaber

5.1 Opdeling af økonomien

Vi har i det tidligere betragtet grænsefladen mellem den totale økonomi og naturen. Økonomien som sådan har i disse betragtninger nærmest været en sort boks, som vi kun har betragtet på overfladen i dens samspil med økologien. Med det formål nærmere at analysere økonomiens materielle og energimæssige funktionsmåde vil vi nu kigge ind i økonomien.

Dette gøres ved først at lægge nogle enkelte snit – synsflader – gennem økonomien.

Der lægges i starten 2 snit gennem økonomien for at kunne anskue produktionen og forbruget samt affalds- og spildevandsbehandlingen hver for sig. Dette er den her benævnte "sektormodel".

Herefter kan der lægges flere og flere snit gennem de enkelte dele af økonomien. Produktionen kan således opdeles i hovedbrancher, og hver hovedbranche kan opdeles i enkeltbrancher. Med en total opdeling på 130 brancher når vi de såkaldte input-output tabeller med de tilhørende residualregnskaber.

5.2 Sektormodel

I figur 5.1 er vist en model for materiale- eller energistrømmene i den globale økonomi omsluttet af naturen/miljøet. Modellen i figur 5.1 er dannet ved at lægge 2 snit gennem den totale økonomi: Et snit, der adskiller produktionen fra forbruget og affalds- og spildevandsbehandlingen samt et snit, der adskiller forbruget fra affalds- og spildevandsbehandlingen.

Herved kan vi kigge ind i økonomien og beskrive og få oplysninger om følgende væsentlige forhold:

• Det materielle privatforbrug
• Affalds- og spildevandsmængder
• Genanvendelsen af affald
• Emissionerne opdelt på produktion, forbrug samt affalds- og spildevandsbehandling
• De ophobede mængder i produktion, forbrug samt affalds- og spildevandsbehandling

Figur 5.1 Model for globale materialestrømme.

Økonomien opdeles således i 3 sektorer: Produktion (P), konsumption (C) samt affalds- og spildevandsbehandling (W). De materialer, der akkumuleres i hver af økonomiens sektorer, symboliseres med "M" og et index, der symboliserer sektoren:

M_P: Materialer ophobet i produktionssektoren (tons)

M_C: Materialer ophobet i forbrugssektoren (tons)

M_W: Materialer ophobet i sektoren for affalds- og spildevandsbehandling (tons)

Δ: De årligt akkumulerede materialer i sektorerne (t/år)

Forbrugssektoren defineres her som husholdningerne, hvis forbrug svarer til det private forbrug. I forbindelse med materialemodellen placeres det offentlige forbrug i produktionssektoren, da det offentlige forbrug betragtes som en tjeneste, der er produceret i særskilte brancher. Således betragtes de fysiske varestrømme, der er knyttet til det offentlige forbrug i sin helhed, som input i disse brancher.

Materialestrømmene i modellen kan opdeles i 2 grupper:

• Materialestrømme i ressourcelinien (r_R, r_P), produktlinien (p) og i affalds- og spildevandslinien (w_T, w_Q, c_C)
• Emissioner (residualer, outputs) til naturen (h, w_P, w_C, w_W)

Ressource-produkt-affalds-linie (RPW-linie):

r_R: ressourceekstraktion fra naturen (t/år)

r_P: ressourcer ind i produktionssektoren (t/år). Nettoflowet efter subtraktion af flowet fra produktionen retur til ressourceekstraktionen

p: produkter produceret (t/år)

w_T: affald og spildevand (kun indholdsstoffer) fra forbrugssektoren ind i behandlingssektoren (t/år)

w_Q: affald og spildevand fra produktionssektoren ind i behandlingssektoren (t/år)

c_C: recirkulerede materialer fra affalds- og spildevandssektoren til produktionssektoren (t/år)

Emissioner:

h: ubrugte (eller skjulte) strømme fra ressourceekstraktion (t/år)

w_p: emissioner fra produktion til naturen (t/år)

w_C: emissioner fra forbrugssektoren til naturen (t/år)

w_w: emissioner fra affalds- og spildevandsbehandling til naturen (t/år)

Ressourcestrømmen (r) og produktstrømmen (p) består af to forskellige materialestrømme:

• r_Pa, p_a: primære ressourcer, som er materialerne til det endelige produkt
• r_Pb, p_b: sekundære ressourcer, som er energi- og hjælpestoffer til produkternes fremstilling og brug

Alle disse variable er tidsafhængige. Hver materialestrøm i figur 5.1 kan opdeles i 3 strømme efter deres tilstandsform: Fast, væske og gas. Materialestrømmene kan også opdeles og mærkes efter, hvilken ressource de stammer fra.

Modellen er defineret i massestrømme og masser, men kan også defineres i enheder som massestrøm pr. person ved at dividere alle massestrømme og masser med verdensbefolkningens størrelse. Hvis modellen defineres som pr. person, kan variablene defineres som en statistisk fordeling og således fx beskrive, hvor stor en del af verdensbefolkningen der bruger de fleste eller mindste mængder af ressourcer.

Modellen kan endvidere defineres i termer for energi og entropi. Massestrømmene erstattes da af energistrømme, og ophobningen af materialer erstattes af lagret energi. Energi kan forekomme som kemisk bundet i fx organiske brændsler, som kerneenergi i atombrændsler, som strålingsenergi i solenergi, som mekanisk energi i vind- og vandkraft, som elektrisk energi eller som termisk energi.

Anvendes modellen med massestrømme, skal modellen opfylde loven om massebevarelse, mens modellen skal følge termodynamikkens 1. og 2. hovedsætning, hvis den anvendes med energi og entropi samt naturlovene for elektromagnetisk stråling og kernekræfter, hvis strålingsenergi og atomenergi medregnes. Termodynamikkens 1. hovedsætning er loven om energibevarelse, mens 2. hovedsætning siger, at entropien (uorden) vokser i et lukket system uden tilførsel af energi. Entropisætningen medfører bl.a., at energistrømmene kun kan flyde fra laventropiformer til højentropiformer uden ekstern energitilførsel. Til slut ender al energi som termisk varme.

Udvides modellen i figur 5.1 med import og eksport, gælder modellen for en national eller regional økonomi. Antages det, at:

• import og eksport er rettet mod resten af verden
• intet affald importeres eller eksporteres

fremkommer modellen i figur 5.2 for en national eller regional økonomi:

Figur 5.2 Model for national eller regional økonomi med import og eksport og tons/person/år for Danmark 1990.

Hvor:

e_P: eksport fra produktionssektor

i_P: import til produktionssektor

i_C: import til forbrugssektor

I figur 5.2 er de totale danske materialestrømme pr. person ekskl. vand og luft angivet (målt i tons/person/år for 1990).

På figur 5.2 ses, at hver dansker brugte 1,8 tons materialer pr. år fra den danske produktion plus 0,4 tons materialer importerede forbrugsvarer pr. person – i alt et forbrug på 2,2 tons pr. person pr. år. Til fremskaffelse af dette forbrug håndteredes 32,3 tons danske råstoffer pr. person inkl. ubrugte ressourcer samt råstoffer i udlandet til fremstilling af importen. De udvundne ressourcer plus importen blev til emissioner på i alt 23,5 tons materialer pr. person, ophobede materialer (investeringer) på 11,4 tons pr. person og en eksport på 4,6 tons pr. person pr. år.

Det bemærkes af figur 5.2, at emissioner er størst i starten af økonomien, hvorefter de aftager hen gennem økonomien.

Således er emissionerne fra de ubrugte ressourcer på 8,4 tons person pr. år (hvoraf 6,9 tons/person/år fra udvinding af sten, ler og grus) og fra produktionen på 12,5 tons pr. person pr. år, hvoraf de største tab er fra landbruget (gylle) samt fra forbrænding af fossile brændsler. Således var mængden til grøntfoder på 4,1 tons pr. person pr. år (omkring 80% vandindhold) og til foderkorn på 0,3 tons pr. person pr. år. Størstedelen af grøntfoderet og foderkornet blev til gylle.

I den anden ende af økonomien var emissionerne relativt små med 1,7 tons/person/år fra husholdningerne direkte til naturen og med 0,9 tons/person/år fra affalds- og spildevandsbehandling.

Vand, som er brugt og indeholdt i produkter (0,6 t/per/år) og i affald, er inkluderet.

Det bemærkes i øvrigt, at denne model ikke eksplicit beskriver de fysiske strømme til akkumulation i økonomien. Strømmene af investeringsvarer og lagerændringer er således kun implicit belyst ved betegnelsen M i modellen. Forbruget C – det private forbrug – i figur 5.2 udgør således kun en del af det, der i nationalregnskabssammenhæng betegnes som endelig anvendelse.

Hele ophobningen af materialer – herunder den relativt lille ophobning i affalds- og spildevandsbehandlingen – er allokeret til produktionen i figur 5.2. Der er ikke regnet med ophobning i forbrugssektoren.

De ubrugte ressourcer, h, ligger helt up-front i råstofudvindingen. De ubrugte ressourcer er fx overjord ved grusgravning, udsmid fra fiskekuttere eller afskåret løv ved skovhugst. Råstofekstraktionen er således en slags afskrælning af stoffer uden om råstofferne i starten af hele processen. Selve forædlingen i landbruget og råstofudvindingen hører således under produktionssektoren. Endvidere hører energiforsyningen under produktionen.

Sammenfattende viser figur 5.2 således, at:

• en relativt lille materialestrøm til forbrug pr. person igangsætter meget store materialestrømme især ved råstofekstraktion og produktion, men også gennem import og eksport
• Danmark som en lille åben økonomi har væsentlige materialestrømme pr. person knyttet til import og eksport, men dog stadig mest til hjemlig råstofekstraktion
• de største emissioner pr. person er ved ressourceekstraktion og produktionen
• kun omkring 20-25% af materialestrømmene til forbruget ender som affald og stoffer i spildevandet
• den gennemsnitlige recirkulationsgrad for de indsamlede affaldsstrømme (inkl. stoffer i spildevand) er ca. 50%
• emissionerne pr. person til naturen er meget store og ca. 15 gange større end materialestrømmene til forbrug pr. person
• emissionerne pr. person til naturen i alt er omkring 18 gange større end de indsamlede affaldsmængder fra husholdninger og erhverv. De indsamlede affaldsmængder er således kun toppen af isbjerget

Data fra danske input-output tabeller, (Pedersen 2002), og den danske affaldsstatistik, ISAG, blev brugt.

Sidst i afsnit 6.1 om MFA-indikatorer er i øvrigt en oversigt over, hvorledes begreberne og betegnelserne i dette afsnit relaterer sig til MFA-indikatorerne.

5.3 Fysiske input-output tabeller

Til at belyse hvorledes ressourcer og varer bringes ind i den nationale økonomi, hvordan de strømmer rundt i økonomien, og hvordan de til sidst forlader økonomien igen i form af eksportvarer, affald og emissioner, kan såkaldte fysiske input-output tabeller benyttes. De fysiske input-output tabeller er tæt knyttet til monetære input-output tabeller og til nationalregnskabet. Derfor anvendes termer og metoder herfra.

Fokus er den nationale økonomi, som den er afgrænset i nationalregnskabet. Økonomien består af en række brancher og forskellige kategorier for såkaldt endelig anvendelse, som består af eksport, privat konsum, offentligt konsum, investeringer og lagerændringer. Formålet med input-output tabeller er at belyse strømmene af varer mellem de forskellige brancher på den ene side og leverancerne af varer fra brancher til endelig anvendelse på den anden side.

Figur 5.3 illustrerer de fysiske strømme, som fysiske input-output tabeller søger at belyse.

Figur 5.3 Illustration af fysiske strømme, der belyses i fysiske input-output tabeller.

Forbindelsen mellem den danske økonomi og omverdenen består dels af import og eksport af varer, dels af ressourcetræk fra det danske miljø og strømme af affald og emissioner fra økonomien.

Tabel 5.1 viser en fysisk input-outputtabel for Danmark 1990.

Den danske økonomi er her opdelt i tre brancher: Landbrug, Industri og Tjenester samt de tre kategorier for endelige anvendelse: Husholdninger (privat konsum), Eksport og Akkumulering (investeringer og lagerændringer).

De celler, der er skraveret i tabellen, svarer til varestrømme, mens cellerne under det skraverede svarer til strømme af danske naturressourcer ind i økonomien. Cellerne til højre for det skraverede område svarer til strømme af affald og emissioner fra den danske økonomi – under ét betegnes de her som residualer.

Hver celle repræsenterer en fysisk strøm fra den kategori, der er angivet i forspalten (rækken) til den kategori, der er angivet i tabellens hoved (søjlerne).

Eksempelvis viser tabellen en strøm på 53 mio. tons varer fra dansk landbrug til industrien, mens strømmen den anden vej udgjorde 5 mio. tons i 1990. Landbruget eksporterede 10 mio. tons varer, mens det private konsum af danske industrivarer vejede 6 mio. tons. Det private konsum af importerede varer udgjorde 2 mio. tons. Strømmen af naturressourcer ind i landbruget var i alt 59 mio. tons, mens der var strømme af residualer fra industrien på i alt 22 mio. tons. Heraf udgjorde energirelaterede residualer 14 mio. tons.

Et væsentligt træk ved input-output tabeller er, at der er balance mellem input og output. Det viser sig ved, at søjlesummer og rækkesummer er ens.

Eksempelvis er det samlede input og output i landbruget 75 mio. tons. Søjlerne for de tre brancher viser, hvordan inputtet er sammensat på leverancer fra andre brancher, import og egen ressourceudvinding. Rækkerne for brancherne viser, hvordan branchernes produktion leveres til andre brancher og til endelig anvendelse. Balancen udgøres af residualer, der altså svarer til det input i brancher, som ikke ender som leverede varer fra branchen. For husholdningerne ender hele inputtet som residualer, idet der ikke regnes med nettoakkumulation af varige forbrugsgoder.

Tabel 5.1 Fysisk input-output tabel – Alle varer – Danmark 1990, mio. tons.

Kilde: Pedersen, 1999

Tabel 5.1 inkluderer samtlige fysiske strømme: Leverancerne af varer fra brancherne dækker hele den danske produktion af samtlige varer. Importrækken og eksportsøjlen redegør udtømmende for den danske udenrigshandel med varer. Rækken for dansk ressourceudvinding inkluderer samtlige ressourcer, der udvindes fra den danske natur. Og søjlerne for residualer inkluderer samtlige fysiske strømme af affald og emissioner (i bred forstand), der forlader økonomien.

Opstilling af de fysiske strømme i en input-output tabel med krav om, at rækkesummer og søjlesummer skal være ens, sikrer dels et overblik over sammenhængene i økonomien, dels at de fysiske strømme behandles konsistent. Det vil hurtigt blive klart, om der fx er meget store residualer, der ikke kan forklares ved hjælp af traditionelle affalds- og emissionsopgørelser, eller om der på anden vis mangler informationer om visse typer af strømme.

Principielt kan tabellen opstilles med en opdeling af brancherne svarende til den opdeling, der findes i nationalregnskabet, dvs. med 130 brancher. Tilsvarende er det muligt at opdele rækken for dansk ressourceudvinding i forskellige typer af ressourcer, ligesom de to residualsøjler kan opdeles på forskellige typer af affald og emissioner.

Tabel 5.1 viser aggregerede strømme i den forstand, at vægten af alle varer og naturressourcer er lagt sammen. Tabellerne kan imidlertid også opstilles for mere homogene vare- eller materialegrupper.

Tabel 5.2 viser således en fysisk input-output tabel for kvælstofstrømme. Cellerne i tabellen viser, hvor mange tusinde tons kvælstof (N), der strømmer fra kategorien i forspalten (rækker) til kategorien i hovedet (søjler). Der er tale om det kvælstof, der er indeholdt i varer og naturressourcer.

For de enkelte brancher og husholdningerne viser tabellens søjler, hvor store mængder kvælstof de modtager fra brancher, import og naturen i forbindelse med ressourceudvinding.

For brancherne viser rækkerne, hvor stort kvælstofindholdet er i de varer, der leveres fra de tilsvarende brancher. Kvælstofoverskuddet svarer til forskellen mellem den mængde kvælstof, der strømmer ind i brancherne og den mængde kvælstof, der leveres ud af brancherne igen i forbindelse med producerede varer.

Kvælstofoverskuddet må således forlade branchen på anden måde fx i forbindelse med spildevand og slam eller i form af direkte udslip til naturen. For husholdningerne ender hele inputtet af kvælstof som kvælstofoverskud.

Tabellen balancerer i den forstand, at søjlesummer og rækkesummer er ens.

Tabel 5.2 Fysisk Input-outputtabel for kvælstofstrømme – Danmark 1990 – 1.000 tons.

Kilde: Pedersen, 1999

Konstruktion af detaljerede fysiske input-output tabeller, der dækker samtlige varestrømme, er meget krævende mht. datagrundlag og viderebearbejdningen af basisdata. Det kræver således en betydelig indsats at opstille fysiske input-output tabeller, der dækker alle fysiske strømme i forbindelse med økonomien. Jo flere detaljer – fx antal brancher eller kategorier af affald og emissioner – man vil have med i tabellen, jo mere arbejde er nødvendigt ved opstilling af tabellen. Årsagen er, at ikke alle de nødvendige data findes, at de ikke findes på det rigtige aggregeringsniveau, og at der er inkonsistens mellem de basisdata og statistikker, der må lægges til grund for arbejdet. En væsentlig del af arbejdet består således i at samle og bearbejde de forskellige informationer til et konsistent og afbalanceret billede af de fysiske strømme. Men belønningen af indsatsen er, at man får et mere fuldstændigt billede, end de enkeltstående informationer og statistikker kan give.

Fuldstændige fysiske input-output tabeller findes for Danmark (1990) og Tyskland (flere år). Fysiske input-output tabeller for udvalgte vare- og materialegrupper, fx stål og træ, findes for Finland og Holland.

I (Pedersen 1999) findes en detaljeret gennemgang af de danske fysiske input-output tabeller.

5.4 Ressourceregnskaber og emissionsregnskaber

Fysiske input-output tabeller er den mest komplette form for fysiske strømregnskaber, der kan opstilles på nationalregnskabets brancheniveau. Som nævnt kræver konstruktionen af fysiske input-output tabeller imidlertid en betydelig arbejdsindsats. Derfor kan det være hensigtsmæssigt at opstille udvalgte dele af de fysiske input-output tabeller, dvs. ressource- og/eller emissionsregnskaber, der viser branchernes og den endelige anvendelses ressourceforbrug og/eller emissioner. Opstilling af sådanne regnskaber svarer til, at man fx kun specificerer rækken for ressourceudvinding eller søjlerne for affald og emissioner i de fysiske input-output tabeller, jf. tabel 5.1 og 5.2. Man beskriver derimod ikke de fysiske materialestrømme rundt i økonomien, ligesom man ikke foretager en fuldstændig balancering af input og output for de enkelte brancher eller økonomien som helhed.

Som eksempler indeholder tabel 5.3 en opgørelse af de forskellige branchers og husholdningernes indvinding af grundvand og overfladevand, mens tabel 5.4 viser et emissionsregnskab for Danmark. For begge tabeller gælder, at brancheopgørelsen er baseret på en aggregering af nationalregnskabets 130 brancher. Når ressource- og miljøregnskaberne knyttes til nationalregnskabet via fælles klassifikationer, som det er tilfældet med de viste tabeller, går det samlede regnskab bl.a. under betegnelsen NAMEA (National Accounting Matrix including Environmental Accounts). Regnskaber af denne type offentliggøres løbende af Danmarks Statistik som led i det Miljøøkonomiske Regnskab for Danmark.

For de fleste naturressourcer er brancheplaceringen af udvindingen uproblematisk, da udvindingsaktiviteterne er placeret i brancher, der er karakteristiske for aktiviteten, fx er udvinding af råolier og naturgas mv. placeret i en særskilt branche, ligesom udvinding af grus, ler, sten salt mv. er det. For andre naturressourcer kræver brancheplaceringen mere information og bearbejdning. Således er den viste brancheplacering af vandindvindingen ikke uden vanskeligheder, da de fleste brancher og husholdningerne har egen indvinding af vand. Det har derfor været nødvendigt at inddrage informationer om betalte og refunderede vandafgifter samt oplysninger fra virksomheders grønne regnskaber for at foretage branchefordelingen.

Som andre ressourceregnskaber viser opgørelsen af vandindvindingen, tabel 5.3, hvilke brancher der umiddelbart foretager ressourceindvindingen. Brancherne kan selv anvende vandet, eller de kan levere vandet videre til andre brancher og husholdninger, som vandforsyningsbranchen typisk gør det. Som nævnt viser regnskabet – i modsætning til de fysiske input-output tabeller – ikke disse leverancer i økonomien.

Tabel 5.3 Indvinding af grundvand og overfladevand 1998.

Kilde: Danmarks Statistik, 2001

For de forskellige typer af stoffer viser emissionsregnskabet, tabel 5.4, hvor store emissioner der er fra de forskellige brancher. Også emissioner fra husholdninger, ikke-branchefordelte emissioner, naturlige udslip og grænseoverskridende emissioner fra udlandet er vist i tabellen.

Tabel 5.4 Luftemissioner, Danmark 1999.

Kilde: Pedersen, Møller og Christensen, 2002

Da der kun undtagelsesvist findes dækkende basisdata for, hvor store emissioner de enkelte brancher udsender, er det nødvendigt at beregne branchernes emissioner eller at fordele kendte totaler ud på brancher. En brugbar metode til dette vil ofte være at anvende information om branchernes fysiske input, fx kan energirelaterede emissioner beregnes ud fra de energivarer, som brancherne anvender under brug af tekniske oplysninger om sammenhængen mellem input og output. I det nævnte tilfælde med energirelaterede emissioner forudsætter emissionsregnskabet således et regnskab for forbrug af energi.

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

Version 1.0 Marts 2007, © Miljøstyrelsen.