Измерение устойчивости — это набор фреймворков или показателей, используемых для измерения того, насколько устойчивым является что-либо. Сюда входят процессы, продукты, услуги и предприятия. Устойчивость — это количественное выражение. [1] Это может быть даже невозможно измерить, поскольку нет фиксированного определения. [2] Для измерения устойчивости фреймворки и показатели учитывают экологические, социальные и экономические области. Метрики различаются в зависимости от варианта использования и все еще развиваются. Они включают индикаторы , эталоны и аудиты. Они включают стандарты устойчивости и системы сертификации, такие как Fairtrade и Organic . Они также включают индексы и учет . Они могут включать оценку, экспертизу [3] и другие системы отчетности. Метрики используются в широком диапазоне пространственных и временных масштабов. [4] [2] Для организаций меры устойчивости включают корпоративную отчетность об устойчивости и учет по методу тройного итога . [1] Для стран они включают оценки качества управления устойчивостью или меры качества жизни или экологические оценки, такие как Индекс экологической устойчивости и Индекс экологической эффективности . Некоторые методы позволяют нам отслеживать устойчивое развитие . [5] [6] К ним относятся Индекс развития человеческого потенциала ООН и экологический след .
Двумя связанными концепциями для измерения устойчивости являются планетарные границы [7] и экологический след . [8] Если границы не пересекаются, а экологический след не превышает пропускной способности биосферы , образ жизни можно считать устойчивым.
Набор четко определенных и согласованных показателей может помочь сделать устойчивость ощутимой. Ожидается, что эти показатели будут определены и скорректированы посредством эмпирических наблюдений (методом проб и ошибок). [9] Наиболее распространенная критика касается таких вопросов, как качество данных, сопоставимость, целевая функция и необходимые ресурсы. [10] Однако более общая критика исходит от сообщества управления проектами: «Как можно достичь устойчивого развития на глобальном уровне, если мы не можем отслеживать его ни в одном отдельном проекте?». [11]
Устойчивое развитие стало основным критерием улучшения для отраслей и интегрируется в эффективные правительственные и деловые стратегии. Потребности в измерении устойчивости включают улучшение операций, сравнительный анализ производительности, отслеживание прогресса и процесс оценки, среди прочего. [12] Для целей построения показателей устойчивости можно разработать структуры, и шаги следующие: [13]
Основная цель индикаторов устойчивости — информировать общественность о разработке политики в рамках процесса управления устойчивостью . [14] Индикаторы устойчивости могут предоставить информацию о любом аспекте взаимодействия между окружающей средой и социально-экономической деятельностью. [15] Создание стратегических наборов индикаторов обычно связано всего с несколькими простыми вопросами: что происходит? (описательные индикаторы), имеет ли это значение и достигаем ли мы целей? (индикаторы эффективности), улучшаемся ли мы? (индикаторы эффективности), работают ли меры? (индикаторы эффективности политики) и в целом ли мы стали лучше? (индикаторы общего благосостояния).
Международный институт устойчивого развития и Конференция Организации Объединенных Наций по торговле и развитию создали Комитет по оценке устойчивости (COSA) в 2006 году для оценки инициатив по обеспечению устойчивости, действующих в сельском хозяйстве, и разработки показателей для их измеримых социальных, экономических и экологических целей. [16]
Одна популярная общая структура, используемая Европейским агентством по окружающей среде, использует небольшую модификацию системы DPSIR Организации экономического сотрудничества и развития . [17] Она разбивает воздействие на окружающую среду на пять этапов. Социальные и экономические события (потребление и производство) (D)rive или инициируют экологические (P)давления , которые, в свою очередь, вызывают изменение в (S)состоянии окружающей среды, что приводит к (I)воздействиям различного рода. Социальные (R)ответы (политика, направляемая индикаторами устойчивости) могут быть введены на любом этапе этой последовательности событий.
Исследование пришло к выводу, что социальные индикаторы и, следовательно, индикаторы устойчивого развития являются научными конструкциями, чья главная цель — информировать о разработке государственной политики. [18] Международный институт устойчивого развития аналогичным образом разработал политическую рамочную структуру, связанную с индексом устойчивости для установления измеримых сущностей и показателей. Рамочная структура состоит из шести основных областей:
Программа городов Глобального договора ООН определила устойчивое политическое развитие таким образом, что оно расширяет обычное определение за пределы государств и управления. Политическое определяется как область практик и значений, связанных с основными вопросами социальной власти, поскольку они относятся к организации, авторизации, легитимации и регулированию общественной жизни, проводимой совместно. Это определение согласуется с мнением о том, что политические изменения важны для реагирования на экономические, экологические и культурные проблемы. Это также означает, что можно решать политику экономических изменений. Они перечислили семь поддоменов области политики: [19]
Существует множество показателей, которые могут быть использованы в качестве основы для измерения устойчивости. Вот несколько наиболее часто используемых показателей:
Показатели экологической устойчивости : [20]
Экономические показатели: [22] [23]
Социальные показатели: [23]
Из-за большого количества различных показателей, которые могут быть использованы для измерения устойчивости, требуется надлежащая оценка и мониторинг. [23] Для того, чтобы организовать хаос и беспорядок в выборе метрик, были созданы специальные организации, которые группируют метрики по разным категориям и определяют надлежащую методологию для ее внедрения в измерение. Они предоставляют методы моделирования и индексы для сравнения измерений и имеют методы для преобразования научных результатов измерений в простые для понимания термины. [24]
Организация Объединенных Наций разработала обширные инструменты измерения устойчивости в отношении устойчивого развития [25], а также Систему комплексного экологического и экономического учета . [26]
Комиссия ООН по устойчивому развитию (КУР) опубликовала список из 140 показателей, охватывающих экологические, социальные, экономические и институциональные аспекты устойчивого развития. [27]
За последние пару десятилетий возник переполненный набор количественных методов, используемых для оценки устойчивости, включая меры использования ресурсов, такие как оценка жизненного цикла , меры потребления, такие как экологический след , и меры качества управления окружающей средой, такие как Индекс эффективности охраны окружающей среды . Ниже приведен список количественных «инструментов», используемых учеными, изучающими устойчивость, — различные категории приведены только для удобства, поскольку определяющие критерии будут интерградировать. Было бы слишком сложно перечислить все эти методы, доступные на разных уровнях организации, поэтому перечисленные здесь относятся только к глобальному уровню.
Анализ жизненного цикла часто проводится при оценке устойчивости продукта или прототипа. [38] Решение о выборе материалов в значительной степени зависит от их долговечности, возобновляемости и эффективности. Эти факторы гарантируют, что исследователи осознают общественные ценности, которые соответствуют положительным экологическим, социальным и экономическим воздействиям. [38]
Часть этого процесса может быть связана с использованием ресурсов, например, с учетом энергопотребления , или с экономическими показателями или значениями ценовой системы по сравнению с потенциалом нерыночной экономики для понимания использования ресурсов. [39]
Важной задачей теории ресурсов ( энергетической экономики ) является разработка методов оптимизации процессов преобразования ресурсов. [40] Эти системы описываются и анализируются с помощью методов математики и естественных наук. [41] Однако человеческий фактор доминировал в развитии нашей точки зрения на отношения между природой и обществом, по крайней мере, со времен промышленной революции , и, в частности, повлиял на то, как мы описываем и измеряем экономические последствия изменений качества ресурсов. Сбалансированный взгляд на эти вопросы требует понимания физической структуры, в которой должны работать все человеческие идеи, институты и стремления. [42]
Когда добыча нефти только началась в середине девятнадцатого века, крупнейшие нефтяные месторождения извлекали пятьдесят баррелей нефти на каждый баррель, использованный при добыче, транспортировке и переработке. Это соотношение часто называют энергетической окупаемостью инвестиций в энергию (EROI или EROEI ). В настоящее время извлекается от одного до пяти баррелей нефти на каждый баррель-эквивалент энергии, использованный в процессе добычи. [43] Когда EROEI падает до единицы, или, что эквивалентно, чистый прирост энергии падает до нуля, добыча нефти больше не является чистым источником энергии. [44] Это происходит задолго до того, как ресурс физически исчерпывается.
Обратите внимание, что важно понимать разницу между баррелем нефти, который является мерой нефти, и баррелем нефтяного эквивалента (БНЭ), который является мерой энергии. Многие источники энергии, такие как деление, солнечная энергия, энергия ветра и уголь, не подвержены тем же ограничениям на поставку в краткосрочной перспективе, что и нефть. Соответственно, даже источник нефти с EROEI 0,5 может быть с пользой использован, если энергия, необходимая для производства этой нефти, поступает из дешевого и обильного источника энергии. Наличие дешевого, но трудно транспортируемого природного газа на некоторых нефтяных месторождениях привело к использованию природного газа в качестве топлива для повышения нефтеотдачи . Аналогичным образом, природный газ в огромных количествах используется для питания большинства заводов Athabasca Tar Sands . Дешевый природный газ также привел к производству этанолового топлива с чистым EROEI менее 1, хотя цифры в этой области являются спорными, поскольку методы измерения EROEI являются предметом споров. [ необходима цитата ]
Поскольку экономический рост обусловлен ростом потребления нефти, постпиковые общества должны адаптироваться. М. Кинг Хабберт считал: [45]
Наши основные ограничения — культурные. За последние два столетия мы не знали ничего, кроме экспоненциального роста, и параллельно мы развили то, что можно назвать культурой экспоненциального роста, культурой, которая настолько сильно зависит от продолжения экспоненциального роста для своей стабильности, что она неспособна считаться с проблемами отсутствия роста.
Некоторые экономисты описывают проблему как нерентабельный рост или ложную экономику . С политической правой стороны Фред Айкл предупреждал о «консерваторах, пристрастившихся к утопии вечного роста». [46] Кратковременные перебои с поставками нефти в 1973 и 1979 годах заметно замедлили – но не остановили – рост мирового ВВП . [47]
В период с 1950 по 1984 год, когда Зеленая революция преобразила сельское хозяйство по всему миру, мировое производство зерна увеличилось на 250%. Энергия для Зеленой революции была предоставлена ископаемым топливом в форме удобрений (природный газ), пестицидов (нефть) и орошения на основе углеводородов . [48]
Дэвид Пиментель, профессор экологии и сельского хозяйства в Корнельском университете , и Марио Джампьетро, старший научный сотрудник Национального исследовательского института продовольствия и питания (INRAN), в своем исследовании «Продовольствие, земля, население и экономика США» определяют максимальную численность населения США для устойчивой экономики в 200 миллионов человек. Для достижения устойчивой экономики население мира должно быть сокращено на две трети, говорится в исследовании. [49] Без сокращения населения это исследование предсказывает сельскохозяйственный кризис, начинающийся в 2020 году и становящийся критическим около 2050 года. Пик мировой добычи нефти наряду со снижением региональной добычи природного газа может ускорить этот сельскохозяйственный кризис раньше, чем обычно ожидается. Дейл Аллен Пфайффер утверждает, что в ближайшие десятилетия могут наблюдаться резкий рост цен на продовольствие без какой-либо помощи и массовый голод на глобальном уровне, который никогда не наблюдался ранее. [50] [51]
Ведутся активные дебаты о наиболее подходящем использовании индикатора устойчивости, и, приняв термодинамический подход с помощью концепции « эксергии » и пиков Хабберта, можно объединить все в единую меру истощения ресурсов . Анализ эксергии минералов может стать универсальным и прозрачным инструментом для управления физическими запасами Земли. [52] [23]
Пик Хабберта может быть использован в качестве метрики для устойчивости и истощения невозобновляемых ресурсов. Он может быть использован в качестве справочного материала для многих метрик для невозобновляемых ресурсов, таких как: [53]
Хотя теория пика Хабберта получила наибольшее внимание в связи с пиком добычи нефти , она также применялась к другим природным ресурсам.
В 2005 году Даг Рейнольдс предсказал, что пик добычи в Северной Америке придется на 2007 год. [54] Бентли (стр. 189) предсказал «снижение добычи обычного газа в мире примерно с 2020 года». [55]
Пик угля значительно дальше пика нефти, но мы можем наблюдать пример антрацита в США, высококачественного угля, добыча которого достигла пика в 1920-х годах. Антрацит изучался Хаббертом и близко соответствует кривой. [56] Добыча угля в Пенсильвании также близко соответствует кривой Хабберта, но это не означает, что уголь в Пенсильвании исчерпан — далеко нет. Если добыча в Пенсильвании вернется на свой исторический максимум, то запасов хватит на 190 лет. У Хабберта были извлекаемые запасы угля по всему миру в размере 2500 × 10 9 метрических тонн, а пик пришелся на 2150 год (в зависимости от использования).
Более поздние оценки предполагают более ранний пик. Coal: Resources and Future Production (PDF 630KB [57] ), опубликованный 5 апреля 2007 года Energy Watch Group (EWG), которая отчитывается перед парламентом Германии, обнаружил, что мировое производство угля может достичь пика всего за 15 лет. [58] Сообщая об этом, Ричард Хайнберг также отмечает, что дата пика ежегодного извлечения энергии из угля, вероятно, наступит раньше, чем дата пика количества добываемого угля (тонн в год), поскольку наиболее энергоемкие виды угля добываются наиболее интенсивно. [59] Второе исследование, The Future of Coal , Б. Кавалова и С. Д. Петевеса из Института энергетики (IFE), подготовленное для Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии, приходит к аналогичным выводам и утверждает, что «в будущем уголь может быть не таким распространенным, широко доступным и надежным источником энергии». [58]
В работе Дэвида Ратледжа из Калифорнийского технологического института прогнозируется, что общий объем добычи угля в мире составит всего около 450 гигатонн . [60] Это означает, что уголь заканчивается быстрее, чем обычно предполагается.
Наконец, поскольку глобальный пик добычи нефти и природного газа ожидается в любое время, начиная с ближайшего времени и заканчивая максимум десятилетиями, любое увеличение добычи угля в год для компенсации снижения добычи нефти или природного газа неизбежно приведет к более ранней дате пика по сравнению с пиком добычи угля в сценарии, в котором годовая добыча остается постоянной.
В статье 1956 года [61] после обзора запасов расщепляемого топлива в США Хабберт отмечает следующее:
Однако есть надежда, что при условии, что человечество сможет решить свои международные проблемы и не уничтожит себя с помощью ядерного оружия, а также при условии, что население мира (которое сейчас растет такими темпами, что удвоится менее чем за столетие) каким-то образом будет взято под контроль, мы, наконец, сможем найти источник энергии, достаточный для удовлетворения наших потребностей, по крайней мере, на несколько следующих столетий «обозримого будущего».
Такие технологии, как ториевый топливный цикл , переработка и быстрые размножители , теоретически могут значительно продлить срок службы урановых запасов. Роско Бартлетт утверждает [62]
Наш нынешний одноразовый ядерный цикл израсходует весь мировой запас дешевого урана примерно за 20 лет.
Профессор физики Калифорнийского технологического института Дэвид Гудштейн заявил [63], что
... вам пришлось бы построить 10 000 крупнейших электростанций, которые осуществимы по инженерным стандартам, чтобы заменить 10 тераватт ископаемого топлива, которое мы сжигаем сегодня ... это ошеломляющее количество, и если бы вы это сделали, известных запасов урана хватило бы на 10-20 лет при такой скорости сжигания. Так что это в лучшем случае переходная технология ... Вы можете использовать оставшийся уран для получения плутония 239, тогда у нас будет как минимум в 100 раз больше топлива для использования. Но это означает, что вы производите плутоний, что является чрезвычайно опасным занятием в опасном мире, в котором мы живем.
Хабберт применил свою теорию к «горным породам, содержащим аномально высокую концентрацию данного металла» [64] и предположил, что пик производства таких металлов, как медь , олово , свинец , цинк и другие, произойдет в течение десятилетий, а железа — в течение двух столетий, как и угля. Цена на медь выросла на 500% в период между 2003 и 2007 годами [65], что некоторые связывают с пиком меди . [66] [67] Позже цены на медь упали, как и многие другие товары и цены на акции, поскольку спрос сократился из-за страха перед глобальной рецессией . [68] Доступность лития вызывает беспокойство для парка автомобилей с литий-ионными аккумуляторами , но в статье, опубликованной в 1996 году, подсчитано, что мировых запасов хватит как минимум на 50 лет. [69] В аналогичном прогнозе [70] для использования платины в топливных элементах отмечается, что металл можно легко переработать.
Запасы фосфора необходимы для сельского хозяйства, а истощение запасов оценивается примерно в 60–130 лет. [71] Запасы отдельных стран сильно различаются; без инициативы по переработке запасы Америки [72] оцениваются примерно в 30 лет. [73] Запасы фосфора влияют на общее сельскохозяйственное производство, что, в свою очередь, ограничивает альтернативные виды топлива, такие как биодизель и этанол.
Первоначальный анализ Хабберта не применялся к возобновляемым ресурсам. Однако чрезмерная эксплуатация часто приводит к пику Хабберта. Модифицированная кривая Хабберта применима к любому ресурсу, который может быть собран быстрее, чем он может быть заменен. [74]
Например, такой резерв, как водоносный горизонт Огаллала, может разрабатываться со скоростью, которая намного превышает пополнение. Это превращает большую часть мировых подземных вод [75] и озер [76] в конечные ресурсы с дебатами о пиковом использовании, похожими на нефть. Эти дебаты обычно вращаются вокруг сельского хозяйства и пригородного водопользования, но производство электроэнергии [77] с помощью ядерной энергии или добыча угля и битуминозных песков, упомянутые выше, также требуют больших водных ресурсов. Термин « ископаемая вода » иногда используется для описания водоносных горизонтов, вода которых не пополняется.
Измерения и индикаторы устойчивости являются частью постоянно развивающегося и меняющегося процесса и имеют различные пробелы, которые необходимо заполнить для достижения интегрированной структуры и модели. Ниже приведены некоторые разрывы в непрерывности:
{{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )