Jump to content

Промышленная экология

(Перенаправлено из «Промышленная экология »)

Промышленная экология ( ИП ) — это изучение потоков материалов и энергии через промышленные системы. Глобальную , индустриальную экономику можно смоделировать как сеть промышленных процессов, которые извлекают ресурсы из Земли и превращают эти ресурсы в побочные продукты , продукты и услуги которые можно покупать и продавать для удовлетворения потребностей человечества. Промышленная экология стремится количественно оценить материальные потоки и документировать промышленные процессы, которые обеспечивают функционирование современного общества. Промышленные экологи часто обеспокоены воздействием промышленной деятельности на окружающую среду , использованием природных ресурсов планеты и проблемами утилизации отходов . Промышленная экология – молодая, но развивающаяся междисциплинарная область исследований, которая сочетает в себе аспекты инженерии , экономики , социологии , токсикологии и естественных наук .

Промышленная экология определяется как «системный междисциплинарный дискурс, направленный на понимание возникающего поведения сложных интегрированных человеческих/природных систем». [ 1 ] В этой области вопросы устойчивого развития рассматриваются путем рассмотрения проблем с разных точек зрения, обычно затрагивающих аспекты социологии, окружающей среды , экономики и технологий . [ 2 ] [ 3 ] Название происходит от идеи, что аналогию с природными системами следует использовать как помощь в понимании того, как проектировать устойчивые промышленные системы. [ 4 ]

Пример промышленного симбиоза . Отработанный пар мусоросжигательного завода (справа) подается по трубопроводу на завод по производству этанола (слева), где он используется в качестве сырья для производственного процесса.

Промышленная экология занимается переходом промышленного процесса от линейных (разомкнутых) систем, в которых ресурсы и капиталовложения проходят через систему и становятся отходами, к системе с замкнутым циклом, где отходы могут стать исходными данными для новых процессов.

Большая часть исследований сосредоточена на следующих областях: [ 5 ]

Промышленная экология стремится понять, каким образом промышленные системы (например, фабрика, экорегион , национальная или глобальная экономика) взаимодействуют с биосферой . Природные экосистемы служат метафорой для понимания того, как различные части промышленных систем взаимодействуют друг с другом в «экосистеме», основанной на ресурсах и инфраструктурном капитале , а не на природном капитале . Он стремится использовать идею о том, что в природных системах нет отходов, чтобы вдохновить на устойчивый дизайн .

Наряду с более общими целями сохранения энергии и материалов, а также переопределением соответствующих международных торговых рынков и отношений управления продукцией строго как экономики услуг , промышленная экология является одной из четырех целей естественного капитализма . Эта стратегия препятствует формам аморальных покупок, возникающих из-за незнания того, что происходит на расстоянии, и предполагает политическую экономию , которая высоко ценит природный капитал и полагается на больший образовательный капитал для разработки и поддержания каждой уникальной промышленной экологии.

Вид на экопромышленный парк Калундборг

Промышленная экология была популяризирована в 1989 году в и Николаса Э. Галлопулоса в журнале Scientific American статье Роберта Фроша . [ 6 ] Идея Фроша и Галлопулоса заключалась в следующем: «Почему бы нашей промышленной системе не вести себя как , в которой отходы одного вида могут быть ресурсом для другого вида? экосистема материалы , загрязнение окружающей среды и экономия на переработке отходов [ 4 ] Яркий пример – датский промышленный парк в городе Калундборг . Здесь можно обнаружить несколько связей побочных продуктов и отходящего тепла между многочисленными предприятиями, такими как крупная электростанция, нефтеперерабатывающий завод, фармацевтический завод, завод по производству гипсокартона, производитель ферментов, компания по переработке отходов и сам город. [ 7 ] Другим примером является EIP Рантасалми в Рантасалми, Финляндия. Хотя в этой стране ранее уже существовали органически сформированные EIP, парк в Рантасалми является первым запланированным EIP в Финляндии.

Научная область «Промышленная экология» в последние годы быстро развивается. Журнал «Промышленная экология» (с 1997 г.), Международное общество промышленной экологии (с 2001 г.) и журнал «Прогресс в промышленной экологии» (с 2004 г.) обеспечивают промышленной экологии прочную и динамичную позицию в международном научном сообществе . Принципы промышленной экологии также появляются в различных сферах политики, таких как концепция экономики замкнутого цикла , которая продвигается в Китае. Хотя определение экономики замкнутого цикла еще не формализовано, обычно основное внимание уделяется таким стратегиям, как создание кругового потока материалов и каскадных потоков энергии. Примером этого может быть использование отходящего тепла одного процесса для запуска другого процесса, требующего более низкой температуры. Есть надежда, что подобные стратегии создадут более эффективную экономику с меньшим количеством загрязняющих веществ и других нежелательных побочных продуктов. [ 8 ]

Принципы

[ редактировать ]

Одним из центральных принципов промышленной экологии является представление о том, что социальные и технологические системы ограничены внутри биосферы и не существуют вне ее. Экология используется как метафора из-за наблюдения, что природные системы повторно используют материалы и имеют в значительной степени замкнутый цикл круговорота питательных веществ. Промышленная экология подходит к решению проблем, исходя из гипотезы о том, что, используя те же принципы, что и в природных системах, промышленные системы можно улучшить, чтобы уменьшить их воздействие на природную среду. В таблице представлена ​​общая метафора.

Биосфера Техносфера

IE исследует социальные проблемы и их взаимосвязь как с техническими системами, так и с окружающей средой. Благодаря этому целостному взгляду IE признает, что решение проблем должно включать понимание связей, существующих между этими системами, различные аспекты не могут рассматриваться изолированно. Часто изменения в одной части общей системы могут распространяться и вызывать изменения в другой части. Таким образом, вы сможете понять проблему, только если посмотрите на ее части по отношению к целому. Основываясь на этой концепции, IE рассматривает экологические проблемы с помощью системного подхода. Хороший пример IE с таким социальным воздействием можно найти в Голубой лагуне в Исландии. Лагуна использует перегретую воду местной геотермальной электростанции для наполнения богатых минералами бассейнов, которые стали рекреационными лечебными центрами. В этом смысле промышленный процесс производства энергии использует сточные воды в качестве важнейшего ресурса для зависимой индустрии отдыха.

Возьмем, к примеру, город. Город можно разделить на коммерческие районы, жилые районы, офисы, услуги, инфраструктуру и т. д. Все это подсистемы системы «большого города». Проблемы могут возникнуть в одной подсистеме, но решение должно быть глобальным. Допустим, цены на жилье резко растут из-за слишком высокого спроса на жилье. Одним из решений было бы строительство новых домов, но это приведет к тому, что в городе будет жить больше людей, что приведет к необходимости увеличения инфраструктуры, такой как дороги, школы, больше супермаркетов и т. д. Эта система представляет собой упрощенную интерпретацию реальности, поведение которой можно контролировать. «предсказал».

Во многих случаях системы, с которыми имеет дело IE, являются сложными системами . Сложность затрудняет понимание поведения системы и может привести к обратному эффекту. Из-за непредвиденного изменения поведения пользователей или потребителей меры, принимаемые для улучшения экологических показателей, не приводят к какому-либо улучшению или даже могут ухудшить ситуацию.

Более того, мышление о жизненном цикле также является очень важным принципом промышленной экологии. Это подразумевает, что учитываются все воздействия на окружающую среду, вызванные продуктом, системой или проектом в течение его жизненного цикла. В этом контексте жизненный цикл включает в себя

Также учитывается транспортировка, необходимая между этими этапами, а также, при необходимости, дополнительные этапы, такие как повторное использование , восстановление и переработка . Принятие подхода, основанного на жизненном цикле, имеет важное значение для предотвращения переноса воздействия на окружающую среду с одной стадии жизненного цикла на другую. Обычно это называют проблемным переключением. Например, при редизайне продукта можно уменьшить его вес, тем самым уменьшив использование ресурсов. Вполне возможно, что более легкие материалы, использованные в новом изделии, будет сложнее утилизировать. Воздействие продукта на окружающую среду, полученное на этапе добычи, переносится на этап утилизации. Таким образом, общее улучшение состояния окружающей среды является нулевым.

Последним важным принципом ИО является его комплексный подход или мультидисциплинарность . IE учитывает три различные дисциплины: социальные науки (включая экономику), технические науки и науки об окружающей среде. Задача состоит в том, чтобы объединить их в единый подход.

расположен Индустриальный парк Калундборг в Дании. Этот индустриальный парк особенный, потому что компании повторно используют отходы друг друга (которые затем становятся побочной продукцией). Например, электростанция Energy E2 Asnæs производит гипс как побочный продукт процесса производства электроэнергии; этот гипс становится ресурсом для компании BPB Gyproc A/S, которая производит гипсокартон . [ 7 ] Это один из примеров системы, вдохновленной метафорой биосфера-техносфера: в экосистемах отходы одного организма используются в качестве сырья для других организмов; в промышленных системах отходы одной компании используются другими в качестве ресурса.

Помимо прямой выгоды от включения отходов в цикл, использование эко-индустриального парка может стать средством сделать установки по производству возобновляемой энергии, такие как солнечные фотоэлектрические системы , более экономичными и экологически чистыми. По сути, это способствует росту отрасли возобновляемой энергетики и экологическим выгодам, которые дает замена ископаемого топлива. [ 9 ]

Дополнительные примеры промышленной экологии включают:

  • Замена побочного продукта сжигания угля летучей золой на цемент при производстве бетона [ 10 ]
  • Использование биотоплива второго поколения. Примером этого является переработка жира или растительного масла в биодизельное топливо для транспортных средств. [ 11 ]
  • Национальный центр чистого производства Южной Африки (NCPC) был создан для того, чтобы сделать промышленность региона более эффективной с точки зрения использования материалов. Результаты использования устойчивых методов будут включать снижение затрат на электроэнергию и улучшение управления отходами. Программа оценивает существующие компании на предмет внедрения изменений. [ 12 ]
  • Повторное использование непитьевой воды на месте [ 13 ]
  • Биоразлагаемый пластик, созданный из полимеризованных куриных перьев, которые на 90% состоят из кератина, ежегодно составляют более 6 миллионов тонн отходов в ЕС и США. [ 14 ] [ 15 ] В качестве сельскохозяйственных отходов куриные перья перерабатываются в одноразовые пластиковые изделия, которые затем легко биоразлагаются в почву.
  • Toyota Motor Company направляет часть выбросов парниковых газов обратно в свою систему в виде рекуперированной тепловой энергии. [ 16 ]
  • Anheuser-Busch подписала меморандум о взаимопонимании с биохимической компанией Blue Marble об использовании отходов пивоварения в качестве основы для своей «зеленой» продукции. [ 17 ]
  • Повышение нефтеотдачи на месторождении Петра Нова. [ 18 ]
  • Повторное использование пробки из винных бутылок для изготовления подошв обуви, напольной плитки, изоляции зданий, автомобильных прокладок, материалов для рукоделия и кондиционеров для почвы. [ 19 ]
  • Северное здание Darling Quarter Commonwealth Bank Place в Сиднее, Австралия, перерабатывает и повторно использует сточные воды. [ 20 ]
  • Пластиковая упаковка растительного происхождения, на 100% пригодная для вторичной переработки и экологически чистая. [ 21 ]
  • Пищевые отходы можно использовать для компоста, который можно использовать в качестве естественного удобрения для будущего производства продуктов питания. Кроме того, незагрязненные пищевые отходы можно использовать для питания тех, кто испытывает нехватку продовольствия. [ 22 ]
  • Геотермальная электростанция Хеллишейди использует грунтовые воды для производства электроэнергии и горячей воды для города Рейкьявик. Их побочные продукты углерода затем закачиваются обратно в Землю и кальцинируются, в результате чего на станции остаются чистые выбросы углерода с нулевым уровнем выбросов. [ 23 ]

Инструменты

[ редактировать ]
Люди Планета Выгода Моделирование

Будущие направления

[ редактировать ]

Метафора экосистемы, популяризированная Фрошем и Галлопулосом. [ 4 ] стал ценным творческим инструментом, помогающим исследователям искать новые решения сложных проблем. Недавно было отмечено, что эта метафора основана в основном на модели классической экологии и что прогресс в понимании экологии, основанный на науке о сложности, был достигнут такими исследователями, как К.С. Холлинг , Джеймс Дж. Кей , [ 24 ] и получили дальнейшее развитие с точки зрения современной экологии другими. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] Для промышленной экологии это может означать переход от более механистического взгляда на системы к такому, где устойчивость рассматривается как возникающее свойство сложной системы. [ 29 ] [ 30 ] Для дальнейшего изучения этого вопроса несколько исследователей работают с методами агентного моделирования . [ 31 ] [ 32 ]

Эксергетический анализ проводится в области промышленной экологии для более эффективного использования энергии. [ 33 ] Термин эксергия был придуман Зораном Рэнтом в 1956 году, но концепцию разработал Дж. Уиллард Гиббс . В последние десятилетия использование эксергии распространилось за пределы физики и техники в области промышленной экологии, экологической экономики , системной экологии и энергетики .

Другие примеры

[ редактировать ]

Примером промышленной экологии как на практике, так и в потенциале является Центр производства чистящих средств Бернсайд в Бернсайде, Новая Шотландия . Они играют роль в содействии «озеленению» более 1200 предприятий, расположенных в Бернсайде, крупнейшем промышленном парке Восточной Канады. Создание обмена отходами является важной частью того, над чем они работают, что будет способствовать укреплению отношений в области промышленной экологии. [ 34 ]

Промышленный парк Онсан — это программа тематических исследований, призванная служить примером политики и практики, применимых к реализации модели зеленого роста развития. Потенциальные преимущества модели EIP демонстрируются в Республике Корея, где более 1000 предприятий из самых разных отраслей называют промышленный парк Ульсан Мипо и Онсан в Южной Корее своим домом. Этот парк является промышленной столицей Южной Кореи, поскольку здесь создано более 100 000 рабочих мест. [ 35 ]

Обычной практикой в ​​системах управления водными отходами является использование оставшегося «отстоя» в качестве удобрения. Сточные воды содержат много фосфора и азота, которые являются ценными химическими веществами для использования в удобрениях. [ 36 ]

Gjengemakers Ltd – еще один пример промышленной экологии. Компания берет выброшенный пластик и перерабатывает его в кирпичи. Производители Gjenge получают остатки пластиковых отходов от упаковочных фабрик и предприятий по переработке и продают брусчатку. [ 37 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Алленби, Брэд (2006). «Онтологии промышленной экологии» (PDF) . Прогресс промышленной экологии . 3 (1/2): 28–40. дои : 10.1504/PIE.2006.010039 . [ постоянная мертвая ссылка ]
  2. ^ Витшель, Ларс; Мессманн, Лукас; Торенц, Андреа; Тума, Аксель (2021). «Экологические преимущества крупномасштабного производства биоэтанола второго поколения в ЕС: комплексная оптимизация сети цепочек поставок и подход к оценке жизненного цикла» . Журнал промышленной экологии . 25 (3): 677–692. дои : 10.1111/jiec.13083 . S2CID   228930566 .
  3. ^ Мессманн, Лукас; Витшель, Ларс; Торенц, Андреа; Тума, Аксель (2022). «Оценка социального измерения в стратегической сетевой оптимизации для устойчивого развития: пример производства биоэтанола в ЕС» . Журнал промышленной экологии . 27 (3): 760–776. дои : 10.1111/jiec.13324 . S2CID   251824815 .
  4. ^ Jump up to: а б с Фрош, РА; Галлопулос, штат Невада (1989). «Стратегия производства». Научный американец . 261 (3): 144–152. Бибкод : 1989SciAm.261c.144F . doi : 10.1038/scientificamerican0989-144 .
  5. ^ «Международное общество промышленной экологии | История» . Архивировано из оригинала 10 июля 2009 года . Проверено 8 января 2009 г.
  6. ^ «Промышленная экология – обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 13 июня 2022 г.
  7. ^ Jump up to: а б «Калундборгский центр промышленного симбиоза» .
  8. ^ Юань, З.; Би, Дж.; Моригичи, Ю. (2008). «Циркулярная экономика: новая стратегия развития в Китае». Журнал промышленной экологии . 10 (1–2): 4–8. дои : 10.1162/108819806775545321 . S2CID   55422513 .
  9. ^ Пирс, Дж. М. (2008). «Промышленный симбиоз для очень крупномасштабного фотоэлектрического производства». Возобновляемая энергия . 33 (5): 1101–1108. CiteSeerX   10.1.1.394.8892 . doi : 10.1016/j.renene.2007.07.002 . S2CID   18310744 .
  10. ^ Томас, Майкл. «Оптимизация использования летучей золы в бетоне». Ассоциация портландцемента
  11. ^ «Использованное и отработанное масло и смазка для биодизеля – расширение» . расширение.org . Архивировано из оригинала 6 апреля 2018 года . Проверено 7 апреля 2018 г.
  12. ^ «Переход южноафриканской промышленности к зеленой экономике» . ЦСИР. 2023 . Проверено 29 декабря 2023 г.
  13. ^ «Исследование повторного использования непитьевой воды на месте» . 9 октября 2018 г.
  14. ^ Гаммон, Кэтрин; Сервис, Inside Science News. «Новый процесс превращает отходы куриных перьев в биоразлагаемый пластик» . физ.орг . Проверено 10 февраля 2022 г.
  15. ^ Барретт, Аксель (30 августа 2018 г.). «Биопластик из куриных перьев» . Новости биопластика . Проверено 10 февраля 2022 г.
  16. ^ «Промышленная экология» . За пределами модных словечек. 2021 . Проверено 29 декабря 2023 г.
  17. ^ Гис, Эрика. «Anheuser-Busch присоединяется к промышленной экосистеме» . Форбс .
  18. ^ «Госсекретарь Перри отмечает успешное завершение проекта по улавливанию углерода Петра-Нова» . Министерство энергетики США . 13 апреля 2017 года . Проверено 29 декабря 2023 г.
  19. ^ «Эксперты по переработке пробки» . РЕКОРК. 2023 . Проверено 29 декабря 2023 г.
  20. ^ «Commonwealth Bank Place, Сидней, стал первым в Австралии в области зеленых инноваций» . Архитектура и дизайн. 7 марта 2012 года . Проверено 29 декабря 2023 г.
  21. ^ Сигел, Р.П. (9 мая 2019 г.). «Рост пластиковой упаковки растительного происхождения» . Группа компаний ГринБиз . Проверено 29 декабря 2023 г.
  22. ^ «Компостирование пищевых отходов: институциональное и промышленное применение | Расширение сотрудничества UGA» . расширение.uga.edu . Проверено 10 февраля 2022 г.
  23. ^ «Устойчивая энергетика: внутри геотермальной электростанции Исландии» . Хранитель . 29 мая 2016 года . Проверено 10 февраля 2022 г.
  24. ^ Кей, Джей-Джей (2002). Киберт, К.; Сендзимир Дж.; Гай, Б. (ред.). «О теории сложности, эксергии и промышленной экологии: некоторые последствия для строительной экологии» (PDF) . Строительная экология: природа как основа зеленого строительства : 72–107. Архивировано из оригинала (PDF) 6 января 2006 года.
  25. ^ Левин, С.Х. (2003). «Сравнение продуктов и производства в экологических и промышленных системах». Журнал промышленной экологии . 7 (2): 33–42. дои : 10.1162/108819803322564334 . S2CID   35440097 .
  26. ^ Нильсен, Сорен Норс (2007). «Что современная теория экосистем может предложить более чистому производству, промышленной экологии и обществу? Взгляды эколога». Журнал чистого производства . 15 (17): 1639–1653. дои : 10.1016/j.jclepro.2006.08.008 .
  27. ^ Эштон, WS (2009). «Структура, функции и эволюция региональной промышленной экосистемы». Журнал промышленной экологии . 13 (2): 228. doi : 10.1111/j.1530-9290.2009.00111.x . S2CID   154577022 .
  28. ^ Дженсен, PD (2011). «Переосмысление промышленной экологии» . Журнал промышленной экологии . 15 (5): 680–692. дои : 10.1111/j.1530-9290.2011.00377.x . S2CID   9188772 .
  29. ^ Эренфельд, Джон (2004). «Может ли промышленная экология быть наукой об устойчивом развитии?». Журнал промышленной экологии . 8 (1–2): 1–3. дои : 10.1162/1088198041269364 . S2CID   59407106 .
  30. ^ Эренфельд, Джон (2007). «Была бы промышленная экология существовать без устойчивого развития?». Журнал промышленной экологии . 11 (1): 73–84. дои : 10.1162/jiec.2007.1177 . S2CID   55888001 .
  31. ^ Экстелл, РЛ; Эндрюс, CJ; Смолл, МДж (2002). «Агентное моделирование и промышленная экология». Журнал промышленной экологии . 5 (4): 10–13. дои : 10.1162/10881980160084006 . S2CID   154773522 .
  32. ^ Крейнс, С.; Уоллес, Д. (2006). «Применение агентного моделирования в промышленной экологии». Журнал промышленной экологии . 10 (1–2): 15–18. дои : 10.1162/108819806775545376 . S2CID   154487898 .
  33. ^ Стена, Йоран. «Эксергия — полезное понятие» .
  34. ^ «Промышленная экология: от теории к практике» . newcity.ca . Архивировано из оригинала 22 февраля 2006 года . Проверено 7 апреля 2018 г.
  35. ^ «Пример: озеленение промышленных парков — практический пример программы эко-промышленных парков Южной Кореи» (PDF) .
  36. ^ «Исследователи превращают питательные вещества сточных вод в удобрения» . Индевор Бизнес Медиа . 2023 . Проверено 29 декабря 2023 г.
  37. ^ «Стартап кенийской женщины перерабатывает пластик в кирпичи, которые прочнее бетона» . 8 февраля 2021 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Статьи и книги
Образование
Материал исследования
Сеть
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: fcbf88bfc3ecf20d2721ff1478d855f8__1718861820
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/fc/f8/fcbf88bfc3ecf20d2721ff1478d855f8.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Industrial ecology - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)