Экономика природных ресурсов

Смотрите также: Земля (экономика)

Три столпа устойчивого развития. Нажмите на области изображения для получения дополнительной информации.

Три круга, заключенные друг в друга, показывают, что и экономика, и общество являются подмножествами нашей планетарной экологической системы. Эта точка зрения полезна для исправления неправильного представления, иногда возникающего на основе предыдущей диаграммы «трех столпов», о том, что части социальных и экономических систем могут существовать независимо от окружающей среды.

Экономика природных ресурсов занимается предложения , спроса и распределения Земли природных ресурсов . вопросами Одной из основных целей экономики природных ресурсов является лучшее понимание роли природных ресурсов в экономике, чтобы разработать более устойчивые методы управления этими ресурсами и обеспечить их доступность для будущих поколений. Экономисты-ресурсисты изучают взаимодействие между экономическими и природными системами с целью развития устойчивой и эффективной экономики.

Области обсуждения

Экономика природных ресурсов — это трансдисциплинарная область академических исследований в экономике , целью которой является рассмотрение связей и взаимозависимости между человеческой экономикой и природными экосистемами . Основное внимание уделяется тому, как управлять экономикой Земли в ​​условиях экологических ограничений природных ресурсов . Экономика ресурсов объединяет и связывает различные дисциплины естественных и социальных наук, связанные с широкими областями наук о Земле , экономики человека и природных экосистем. Экономические модели должны быть адаптированы с учетом особенностей потребления природных ресурсов. Традиционная учебная программа по экономике природных ресурсов делала упор на модели рыболовства, модели лесного хозяйства и модели добычи полезных ископаемых (т.е. рыбы, деревьев и руды). Однако в последние годы другие ресурсы, в частности воздух, вода, глобальный климат и «ресурсы окружающей среды» в целом, становятся все более важными для разработки политики.

Академический и политический интерес теперь вышел за рамки простого оптимального коммерческого использования стандартной тройки ресурсов и включил управление в другие цели. Например, природные ресурсы в более широком смысле имеют как рекреационную, так и коммерческую ценность. Они также могут способствовать повышению общего уровня социального благосостояния уже одним своим существованием.

Область экономики и политики фокусируется на человеческих аспектах экологических проблем. Традиционные области экономики окружающей среды и природных ресурсов включают теорию благосостояния, использование земли / местоположения, контроль загрязнения, добычу ресурсов и нерыночную оценку, а также исчерпаемость ресурсов. устойчивое развитие , управление окружающей средой и экологическая политика . Темы исследований могут включать воздействие сельского хозяйства, транспорта и урбанизации на окружающую среду, землепользование в бедных и промышленно развитых странах, международную торговлю и окружающую среду, изменение климата и методологические достижения в области нерыночной оценки, и это лишь некоторые из них.

Правило Хотеллинга — это экономическая модель управления невозобновляемыми ресурсами , разработанная Гарольдом Хотеллингом в 1938 году . Он показывает, что эффективная эксплуатация невозобновляемых и не поддающихся приумножению ресурсов при других стабильных экономических условиях привела бы к истощению их . Правило гласит, что это приведет к тому, что чистая цена или «гостиничная рента» будет ежегодно расти со скоростью, равной процентной ставке , что отражает растущую нехватку ресурса. Неисполняемые ресурсы неорганических материалов (т.е. полезных ископаемых) встречаются редко; большая часть ресурсов может быть увеличена за счет переработки, а также за счет существования и использования заменителей продуктов конечного использования (см. ниже).

Фогели заявил, что разработка минеральных ресурсов происходит в пять этапов: (1) Текущая операционная маржа (темпы добычи), определяемая долей уже истощенных запасов (ресурсов). (2) Запас интенсивного развития определяется компромиссом между ростом необходимых инвестиций и более быстрой реализацией доходов. (3) Обширные запасы разработки, на которых начинается добыча известных, но ранее нерентабельных месторождений. (4) Запас разведки, при котором ведется поиск новых месторождений (ресурсов), и затраты на единицу добытой продукции весьма неопределенны, при этом стоимость неудачи должна быть сбалансирована с поиском полезных ресурсов (месторождений), предельные затраты на добычу которых равны нулю. выше, чем на первых трех этапах выше. (5) Технологический запас, который взаимодействует с первыми четырьмя этапами. Теория Грея-Хотеллинга (истощения) представляет собой особый случай, поскольку она охватывает только этапы 1–3 и не охватывает гораздо более важные этапы 4 и 5.

Саймон заявил, что запасы природных ресурсов бесконечны (т.е. вечны).

Эти противоречивые взгляды будут в значительной степени согласованы путем более глубокого рассмотрения тем, связанных с ресурсами, в следующем разделе или, по крайней мере, сведены к минимуму.

Более того, правило Хартвика дает представление об устойчивости благосостояния в экономике, использующей невозобновляемые ресурсы .

Вечные ресурсы против исчерпаемости

Предыстория и введение

Концепция вечного ресурса является сложной, поскольку концепция ресурса сложна и меняется с появлением новых технологий (обычно более эффективное извлечение), новых потребностей и, в меньшей степени, с новой экономикой (например, изменения цен на материалы, изменение затрат на электроэнергию и др.). С одной стороны, материал (и его ресурсы) могут войти в период нехватки и стать стратегическим и критическим материалом (кризис немедленной исчерпаемости), но с другой стороны, материал может выйти из употребления, его ресурс может перейти в негодность. быть вечным, если этого не было раньше, и тогда ресурс может стать палересурсом, когда материал практически полностью выйдет из употребления (например, ресурсы стрелообразного кремня). Некоторые из сложностей, влияющих на ресурсы материала, включают степень возможности вторичной переработки, наличие подходящих заменителей материала в продуктах конечного использования, а также некоторые другие менее важные факторы.

Федеральное правительство неожиданно заинтересовалось вопросами ресурсов 7 декабря 1941 года, вскоре после этого Япония отрезала США от олова и каучука и сделала некоторые другие материалы, такие как вольфрам, очень труднодоступными. Это был худший случай с точки зрения доступности ресурсов, поскольку они стали стратегическим и критически важным материалом. После войны был создан правительственный запас стратегических и критически важных материалов, включающий около 100 различных материалов, которые были куплены за наличные или получены путем обмена на них сельскохозяйственной продукции США. В долгосрочной перспективе нехватка олова позже привела к полной замене алюминиевой фольги оловянной фольгой и стальными банками с полимерным покрытием, а асептическая упаковка заменила оловянные стальные банки с гальваническим покрытием.

Ресурсы со временем меняются вместе с технологиями и экономикой; более эффективное извлечение приводит к снижению необходимого содержания руды. Среднее содержание перерабатываемой медной руды упало с 4,0% меди в 1900 году до 1,63% в 1920 году, 1,20% в 1940 году, 0,73% в 1960 году, 0,47% в 1980 году и 0,44% в 2000 году.

Статус поставок кобальта был ненадежным с тех пор, как Бельгийское Конго (единственный крупный источник кобальта в мире) поспешно получило независимость в 1960 году и производящая кобальт провинция отделилась от Катанги, после чего последовало несколько войн и восстаний, отстранение местных органов власти, строительство железных дорог. разрушены и национализированы. Это завершилось вторжением в провинцию повстанцев Катангана в 1978 году, которое нарушило поставки и транспортировку и привело к кратковременному утроению цен на кобальт. В то время как поставки кобальта были нарушены, а цены взлетели, никель и другие заменители были вынуждены использовать его.

После этого идея советской «войны за ресурсы» стала популярной. Вместо хаоса, возникшего в результате ситуации с кобальтом в Заире, будет запланирована стратегия, направленная на уничтожение экономической деятельности за пределами советского блока путем приобретения жизненно важных ресурсов неэкономическими средствами (военными?) за пределами советского блока (третьего мира?) , а затем скрывая эти полезные ископаемые от Запада.

Важным способом обойти ситуацию с кобальтом или ситуацию «войны за ресурсы» является использование заменителей материала в его конечном использовании. Некоторыми критериями удовлетворительного заменителя являются (1) доступность внутри страны в достаточных количествах или доступность из соседних стран или, возможно, от зарубежных союзников, (2) обладание физическими и химическими свойствами, производительностью и долговечностью, сравнимыми с материалом первого выбора, ( 3) хорошо зарекомендовавшее себя и известное поведение и свойства, особенно в качестве компонента экзотических сплавов, и (4) возможность обработки и изготовления с минимальными изменениями в существующей технологии, основных средствах, а также обрабатывающих и производственных мощностях. Некоторые предлагаемые замены включали алунит для боксита для производства оксида алюминия , молибден и / или никель для кобальта и автомобильные радиаторы из алюминиевого сплава для автомобильных радиаторов из медного сплава. Материалы можно исключить без использования заменителей материалов, например, используя разряды электричества высокого напряжения для придания формы твердым объектам, которые раньше формовались с помощью минеральных абразивов, что обеспечивает превосходные характеристики при меньших затратах. или с помощью компьютеров/спутников для замены медного провода (наземные линии).

Важным способом замены ресурса является синтез, например, технических алмазов и многих видов графита , хотя определенный вид графита практически может быть заменен переработанным продуктом. Большая часть графита является синтетической, например, графитовые электроды, графитовое волокно, графитовые формы (обработанные или необработанные) и графитовый порошок.

Другой способ замены или продления ресурса — переработка желаемого материала из лома или отходов. Это зависит от того, рассеялся ли материал или стал ли он больше не пригодным к использованию долговечным продуктом. Восстановление продукта длительного пользования зависит от его устойчивости к химическому и физическому разрушению, доступного количества, цены наличия и простоты извлечения из исходного продукта. Например, висмут в желудочной медицине безнадежно рассеивается (рассеивается) и поэтому его невозможно восстановить, тогда как сплавы висмута легко восстанавливаются и перерабатываются. Хорошим примером того, как переработка имеет большое значение, является ситуация с доступностью ресурсов для графита, где чешуйчатый графит может быть восстановлен из возобновляемого ресурса, называемого киш, отходов сталелитейного производства, образующихся, когда углерод выделяется в виде графита внутри киш из расплавленного металла вместе со шлаком. . После того, как киш остынет, его можно перерабатывать.

Необходимо ввести несколько других видов ресурсов. Если стратегические и критически важные материалы являются наихудшим вариантом для ресурсов, если только они не смягчаются заменой и/или переработкой, то одним из лучших вариантов является обильный ресурс. Обильным ресурсом является тот, материал которого до сих пор нашел мало применения, например, использование высокоглиноземистых глин или анортозита для производства глинозема и магния до того, как его извлекли из морской воды. Обильный ресурс очень похож на вечный ресурс. Запасная база – это часть выявленного ресурса, которая имеет разумный потенциал стать экономически доступной в период после того, как будут действовать проверенные в настоящее время технологии и текущая экономика. Выявленные ресурсы — это те ресурсы, местоположение, содержание, качество и количество которых известны или оценены на основе конкретных геологических данных. Запасы — это та часть резервной базы, которая может быть экономически извлечена на момент определения; резервы не должны использоваться в качестве замены ресурсов, поскольку они часто искажаются налогообложением или потребностями компании-владельца в связях с общественностью.

Комплексные модели природных ресурсов

Харрисон Браун и его коллеги заявили, что человечество будет перерабатывать «руду» все более низкого качества. Железо будет поступать из низкосортного железосодержащего материала, такого как необработанная порода из любой точки железного пласта, что мало чем отличается от сырья, используемого сегодня для производства таконитовых окатышей в Северной Америке и других местах. По мере сокращения запасов коксующегося угля при производстве чугуна и стали будут использоваться процессы, не использующие кокс (т.е. производство электростали). Алюминиевая бокситов промышленность может перейти от использования к использованию анортозита и глины . магния Увеличится потребление металлического и магнезии (т.е. в огнеупорах), получаемой в настоящее время из морской воды. Серу получают из пирита , затем гипса или ангидрита. Такие металлы, как медь , цинк , никель и свинец , можно получить из марганцевых конкреций или фосфоритовых образований (так в оригинале!). Эти изменения могут происходить нерегулярно в разных частях мира. В то время как Европа и Северная Америка могут использовать анортозит или глину в качестве сырья для производства алюминия, другие части мира могут использовать бокситы, а Северная Америка может использовать таконит, Бразилия может использовать железную руду. Появятся новые материалы (обратите внимание: они появились) в результате технического прогресса, некоторые из которых будут выступать в качестве заменителей, а некоторые будут обладать новыми свойствами. Переработка отходов станет более распространенной и эффективной (обратите внимание: да!). В конечном итоге минералы и металлы будут получаться путем переработки «средней» породы. Порода, 100 тонн «средней» магматической породы, дадут восемь тонн алюминия, пять тонн железа и 0,6 тонны титана.

Модель Геологической службы США, основанная на данных о распространенности в земной коре и соотношении запасов и изобилия МакКелви, применяется к нескольким металлам в земной коре (по всему миру) и в коре США. Потенциально извлекаемые в настоящее время (современные технологии, экономика) ресурсы, наиболее близкие к отношениям МакКелви, — это те, которые искали дольше всего, такие как медь, цинк, свинец, серебро , золото и молибден . Металлы, которые не соответствуют соотношению МакКелви, являются побочными продуктами (основных металлов) или до недавнего времени не имели жизненно важного значения для экономики ( титан , алюминий в меньшей степени). Висмут является примером побочного металла, который не очень хорошо подчиняется этой взаимосвязи; 3%-ные запасы свинца на западе США будут содержать только 100 ppm висмута, что явно слишком низкое содержание для запасов висмута. Мировой потенциал извлекаемых ресурсов составляет 2,120 млн тонн меди, 2,590 млн тонн никеля, 3,400 млн тонн цинка, 3,519 млрд тонн алюминия и 2,035 млрд тонн железа.

Различные авторы внесли дополнительный вклад. Некоторые думают, что число заменителей почти бесконечно, особенно с учетом потока новых материалов из химической промышленности; идентичные конечные продукты могут быть изготовлены из разных материалов и исходных точек. Поскольку все материалы в 100 раз слабее, чем теоретически должно быть, должна быть возможность устранить области дислокаций и значительно укрепить их, что позволит использовать меньшие количества. Подводя итог, можно сказать, что у «горнодобывающих» компаний будет все больше и больше разнообразной продукции, мировая экономика переходит от материалов к услугам, а численность населения, похоже, выравнивается, и все это подразумевает уменьшение роста спроса на материалы; большая часть материалов будет добываться из несколько необычных пород, будет гораздо больше сопутствующих и побочных продуктов от данной операции, а также увеличится торговля минералами и материалами.

Тенденция к вечным ресурсам

Поскольку радикальные новые технологии все сильнее влияют на мир материалов и минералов, используемые материалы все чаще имеют вечные ресурсы. Уже существует все больше и больше материалов, которые имеют вечные ресурсы, и все меньше и меньше материалов, которые имеют невозобновляемые ресурсы или являются стратегическими и критически важными материалами. некоторые материалы, имеющие вечные ресурсы, такие как соль , камень, магний Ранее уже упоминались и обыкновенная глина. Благодаря новой технологии синтетические алмазы попали в список вечных ресурсов, поскольку их можно легко получить из куска углерода другой формы. Синтетический графит производится в больших количествах (графитовые электроды, графитовое волокно) из предшественников углерода, таких как нефтяной кокс или текстильное волокно. Фирма Liquidmetal Technologies, Inc. использует удаление дислокаций в материале с помощью метода, который преодолевает ограничения производительности, вызванные присущими слабостями в кристаллической атомной структуре. Это делает аморфные металлические сплавы , которые сохраняют случайную атомную структуру при затвердевании горячего металла, а не кристаллическую атомную структуру (с дислокациями), которая обычно образуется при затвердевании горячего металла. Эти аморфные сплавы имеют гораздо лучшие эксплуатационные свойства, чем обычные; например, их цирконий-титановые сплавы Liquidmetal на 250% прочнее стандартного титанового сплава. Сплавы Liquidmetal могут заменить многие высокоэффективные сплавы.

Исследования дна океана за последние пятьдесят лет выявили марганцевые и фосфатные конкреции во многих местах . Совсем недавно были открыты месторождения полиметаллических сульфидов, и в настоящее время полиметаллические сульфидные «черные грязи» откладываются от «черных курильщиков». Ситуация с нехваткой кобальта в 1978 году теперь имеет новый вариант: добыть его из марганцевых конкреций. Корейская фирма планирует начать разработку проекта по добыче марганцевых конкреций в 2010 году; извлеченные марганцевые конкреции будут в среднем содержать от 27% до 30% марганца , от 1,25% до 1,5% никеля, от 1% до 1,4% меди и от 0,2% до 0,25% кобальта (товарный сорт). Nautilus Minerals Ltd. планирует добывать материал коммерческого качества, содержащий в среднем 29,9% цинка, 2,3% свинца и 0,5% меди, из массивных залежей полиметаллических сульфидов на океанском дне с помощью устройства, похожего на подводный пылесос, которое по-новому сочетает в себе некоторые современные технологии. Партнерами Nautilus являются Tech Cominco Ltd. и Anglo-American Ltd., ведущие международные фирмы.

Существуют и другие методы добычи полезных ископаемых с помощью роботов, которые можно применять под океаном. Rio Tinto использует спутниковую связь, чтобы позволить работникам, находящимся на расстоянии 1500 километров, управлять буровыми установками, загружать грузы, выкапывать руду и сбрасывать ее на конвейерные ленты, а также закладывать взрывчатку для последующего взрыва горных пород и земли. Таким образом фирма может уберечь работников от опасности, а также использовать меньше работников. Такая технология снижает затраты и компенсирует снижение металлоносности запасов руды. Таким образом, различные минералы и металлы можно получить из нетрадиционных источников, а ресурсы доступны в огромных количествах.

Наконец, что такое вечный ресурс? Определение ASTM для вечного ресурса - это «ресурс, который практически неисчерпаем в масштабе человеческого времени». Приведенные примеры включают солнечную энергию, энергию приливов и энергию ветра. к которому следует добавить соль, камень, магний, алмазы и другие материалы, упомянутые выше. Исследование биогеофизических аспектов устойчивости выявило правило разумной практики, согласно которому запас ресурсов должен сохраняться в течение 700 лет, чтобы достичь устойчивости или стать вечным ресурсом, или, в худшем случае, 350 лет.

Если ресурс, продолжающийся 700 или более лет, является вечным, то тот, который длится от 350 до 700 лет, можно назвать обильным ресурсом, и он определяется здесь так. Как долго материал может быть восстановлен из своего ресурса, зависит от человеческих потребностей и изменений в технологии от добычи на протяжении жизненного цикла продукта до окончательного удаления, а также от возможности вторичной переработки материала и наличия удовлетворительных заменителей. В частности, это показывает, что исчерпаемость не наступит до тех пор, пока не ослабнут и не начнут действовать эти факторы: наличие заменителей, степень переработки и ее осуществимость, более эффективное производство конечного потребительского продукта, более прочные и долговечные потребительские товары и даже ряд других факторов.

Самая последняя информация о ресурсах и рекомендации по видам ресурсов, которые необходимо учитывать, представлены в обновленном Руководстве по ресурсам [1].

Переход: вечные ресурсы к палересурсам

Вечные ресурсы могут перейти в палересурсы. Палеоресурс – это тот, который практически не пользуется спросом на извлекаемый из него материал; устаревший материал, он больше не нужен людям. высокого качества Классический палеоресурс представляет собой ресурс кремня ; Кремневые наконечники для стрел и копий уже никто не делает — сделать заточенный кусок стального лома и пользоваться им гораздо проще. Устаревшие продукты включают консервные банки, оловянную фольгу, школьную доску и радий в медицинской технике. Радий был заменен гораздо более дешевым кобальтом-60 и другими радиоизотопами при лучевой терапии. Нержавеющий свинец в качестве покрытия кабеля заменен пластиком.

Пенсильванский антрацит - еще один материал, тенденция к устареванию которого и превращению его в палеоресурс может быть статистически показана. Производство антрацита составляло 70,4 миллиона тонн в 1905 году, 49,8 миллиона тонн в 1945 году, 13,5 миллиона тонн в 1965 году, 4,3 миллиона тонн в 1985 году и 1,5 миллиона тонн в 2005 году. Использованное количество на человека составляло 84 кг на человека в 1905 году, 7,1 кг. в 1965 г. и 0,8 кг в 2005 г. Сравните это с запасами антрацита Геологической службы США в 18,6 миллиардов тонн и общими ресурсами в 79 миллиардов тонн; спрос на антрацит упал настолько, что эти ресурсы более чем вечны.

Поскольку запасы антрацита до сих пор находятся в пределах вечных ресурсов, а спрос на антрацит пока что упал, можно ли увидеть, как антрацит может стать палеоресурсом? Вероятно, из-за того, что клиенты продолжают исчезать (т.е. переходят на другие виды энергии для отопления помещений), сеть поставок атрофируется, поскольку торговцы антрацитовым углем не могут сохранить достаточно бизнеса, чтобы покрыть затраты и закрыться, а шахты со слишком маленьким объемом для покрытия затрат также закрываются. Это взаимодополняющий процесс: клиенты переходят на другие виды более чистой энергии, которые производят меньше загрязнений и углекислого газа, затем дилеру угля приходится закрыться из-за отсутствия достаточного объема продаж для покрытия затрат. Тогда другие клиенты угольного торговца будут вынуждены перейти на другую продукцию, если им не удастся найти другого ближайшего торговца углем. В конце концов, антрацитовый рудник закрывается, поскольку объем продаж не позволяет покрыть затраты.

Глобальные геохимические циклы

• Глобальные геохимические циклы имеют решающее значение для жизни
• 
  Азотный цикл
• 
  Водный цикл
• 
  Углеродный цикл
• 
  Кислородный цикл

См. также

• Биоэкономика
• К. Арден Поуп
• Расчет в натуральной форме
• Earth Economics (политический аналитический центр)
• Экодинамика
• Экологическая экономика
• Экономическая рента
• Учет энергии
• Экономика энергетики
• Энергетика и окружающая среда
• Экономика окружающей среды
• Промышленная экология
• Парадокс Джевонса
• Налог на стоимость земли
• Низкоуглеродная экономика
• Пик нефти
  • Пик Хабберта
• Динамика населения
• Налог на добычу полезных ископаемых
• Социальный метаболизм
• Устойчивое развитие
• Системная экология
• Термоэкономика
• Трагедия антиобщности
• Трагедия общего пользования
• Мир3

Дальнейшее чтение

• Дэвид А. Андерсон (2019). Экономика окружающей среды и управление природными ресурсами 5e, [2] Нью-Йорк: Routledge.
• Майкл Дж. Конрой и Джеймс Т. Петерсон (2013). Принятие решений в управлении природными ресурсами, Нью-Йорк: Wiley-Blackwell.
• Кевин Х. Дил (2016). Управление дикой природой и природными ресурсами 4e, Бостон: Обучение Делмара Сенгеджа.

Внешние ссылки

• Международное общество экологической экономики (ISEE)
• Международный журнал зеленой экономики
• Кураторская библиография в IDEAS/RePEc.