EIO-LCA

Экономическая оценка жизненного цикла «затраты-выпуск» , или EIO-LCA, предполагает использование совокупных данных на уровне сектора для количественной оценки объема воздействия на окружающую среду, которое может быть напрямую отнесено к каждому сектору экономики, а также того, сколько каждый сектор покупает у других секторов. в производстве своей продукции. Объединение таких наборов данных может позволить учитывать длинные цепочки (например, постройка автомобиля требует энергии, но производство энергии требует транспортных средств, а производство этих транспортных средств требует энергии и т. д.), что несколько облегчает проблему масштабирования традиционных оценок жизненного цикла . Анализ EIO-LCA отслеживает различные экономические операции, потребности в ресурсах и выбросы в окружающую среду (включая все различные требования к производству, транспортировке, добыче полезных ископаемых и связанные с ними требования), необходимые для производства конкретного продукта или услуги.

EIO-LCA опирается на средние показатели на уровне сектора, которые могут быть или не быть репрезентативными для конкретной подгруппы сектора, имеющей отношение к конкретному продукту. В той степени, в которой интересующий товар или услуга является репрезентативным для сектора, EIO-LCA может предоставить очень быструю оценку последствий для всей цепочки поставок этого товара или услуги.

Фон

Экономический анализ «затраты-выпуск» был разработан Нобелевской премии экономистом, лауреатом Василием Леонтьевым . Он количественно определяет взаимосвязи между секторами экономической системы, позволяя идентифицировать прямые и косвенные экономические затраты на покупки. Эта концепция была расширена за счет включения данных об экологическом и энергетическом анализе из каждого сектора для учета для цепочки поставок . экологических последствий экономической деятельности

Теория

Таблицы операций «затраты-выпуск», в которых отслеживаются потоки покупок между секторами, собираются федеральным правительством США. EIO работает следующим образом: Если $X_{ij}$ представляет собой сумму, которую сектор $j$ куплено в секторе $i$ в данном году и $y_{i}$ это «конечный спрос» на продукцию сектора $i$ (т. е. объем продукции, закупаемой для потребления, а не закупки другими предприятиями в качестве запасов для увеличения производства), то общий объем выпуска $x_{i}$ из сектора $i$ включает выпуск потребителям плюс выпуск, проданный другим секторам:

$x_{i}=y_{i}+\sum _{j}X_{ij}$

Если мы определим $A_{ij}$ как нормализованное производство для каждого сектора, так что $A_{ij}=X_{ij}/x_{j}$, затем

$x_{i}=y_{i}+\sum _{j}A_{ij}x_{j}$

В векторной записи

$\mathbf {x} =\mathbf {y} +\mathbf {Ax}$

$\mathbf {y} =(\mathbf {I-A} )\mathbf {x}$

$\mathbf {x} =(\mathbf {I-A} )^{-1}\mathbf {y}$

Этот результат показывает, что знание только конечного спроса в каждом секторе $\mathbf {y}$ и нормализованная матрица ввода-вывода $\mathbf {A}$, можно рассчитать общий предполагаемый объем производства $\mathbf {x}$ из каждого сектора экономики. Если имеются данные по конкретному выбросу выбросов (или другому представляющему интерес атрибуту) в каждом секторе экономики, то матрица $\mathbf {R}$ могут быть скомпилированы для представления различных выпусков (столбцов) на $ выход из каждого сектора (строк). Общие дополнительные выбросы $\Delta \mathbf {b}$ связанный с дополнительным конечным спросом $\Delta \mathbf {y}$ тогда можно рассчитать как:

$\Delta \mathbf {b} =\mathbf {R} ^{T}\Delta \mathbf {x} =\mathbf {R} ^{T}(\mathbf {I-A} )^{-1}\Delta \mathbf {y}$

Этот простой результат позволяет очень быстро провести анализ, принимая во внимание релизы, связанные со всей цепочкой поставок, необходимые для обеспечения в среднем конкретного конечного спроса. Уравнения основаны на средних данных в текущей экономике, но их можно использовать для прогнозирования незначительных изменений выпуска (например, увеличения выпуска еще одной единицы конкретного продукта), если

1. предполагается, что средний выпуск и предельный выпуск достаточно близки (т. е. влияние еще одной единицы = влияние средней единицы ), и
2. предельное изменение конечного выпуска $\Delta \mathbf {y}$ является репрезентативным для интересующего продукта (например: если в продукте будет использоваться исключительно электричество, получаемое от энергии ветра, то использование электроэнергетического сектора, в котором преобладает уголь, даст плохую оценку).

Наконец, если у исследователя есть оценки стоимости внешних эффектов , связанных с каждым элементом в $\mathbf {b}$ (или, альтернативно, если доступны весовые коэффициенты, которые отражают относительную важность каждого элемента в $\mathbf {b}$, используя экологические индикаторы ), тогда затраты (или веса) внешних эффектов на единицу выбросов могут быть скомпилированы в вектор , например, $\mathbf {m}$ для расчета скалярной «метрики воздействия на окружающую среду» $m$:

$\Delta m=\mathbf {m} ^{T}\Delta \mathbf {b} =\mathbf {m} ^{T}\mathbf {R} ^{T}\Delta \mathbf {x} =\mathbf {m} ^{T}\mathbf {R} ^{T}(\mathbf {I-A} )^{-1}\Delta \mathbf {y}$

Как правило, существует большая неопределенность, связанная с оценками $\mathbf {m}$, поэтому такое агрегирование следует проводить только с осторожностью, включая анализ чувствительности . Обычно исследователи исследуют конкретные элементы $\mathbf {b}$ вместо того, чтобы пытаться агрегировать.

Общий результат заключается в том, что сбор данных о средних транзакциях в экономическом секторе $\mathbf {A}$ и средние выбросы по сектору $\mathbf {R}$, можно сделать быстрые прогнозы относительно выбросов всей цепочки поставок, связанных с интересующим продуктом, представляя продукт как незначительные изменения в производстве в соответствующих секторах. $\mathbf {y}$.

Программное обеспечение

Исследователи из Института зеленого дизайна Университета Карнеги-Меллона начали разработку веб-инструмента для выполнения EIO-LCA в 1990-х годах. Базовое программное обеспечение отслеживает различные экономические операции, потребности в ресурсах и выбросы в окружающую среду, связанные с производством конкретного продукта или услуги. Модель отражает все различные требования к производству, транспортировке, добыче полезных ископаемых и связанные с ними требования к производству продукта или услуги. Например, можно проследить последствия покупки арматурной стали на 46 000 долларов и бетона на 104 000 долларов за километр дорожного покрытия. Экологические последствия этих покупок можно оценить с помощью EIO-LCA. Текущая модель (2002 г.) основана на модели «затраты-выпуск» Министерства торговли США, состоящей из 428 секторов экономики.

В 2018 году экологическая консалтинговая компания VitalMetrics Group разработала веб-инструмент для анализа расходов. для количественной оценки воздействия на окружающую среду, связанного со всей цепочкой поставок организации. Он соответствует подходу к количественной оценке воздействия на основе расходов, определенному в Стандарте корпоративного учета и отчетности в цепочке создания стоимости по протоколу парниковых газов. Инструмент использует Комплексный архив экологических данных (CEDA). рецензируемая база данных EIO-LCA с базовым 2014 годом. CEDA представляет 389 промышленных секторов, товары и связи между ними, а также более 2700 связанных с ними экологических обменов, включая добычу различных природных ресурсов, водопотребление, землепользование. и выбросы в воздух, воду и почву.

В этой статье используется текст из Design Decisions Wiki под GFDL .

Внешние ссылки

• Программное обеспечение EIO-LCA
• Инструмент анализа расходов VitalMetrics