物質(zhì)流分析
目錄
1.什么是物質(zhì)流分析[1]
物質(zhì)流分析是在一個(gè)國(guó)家或地區(qū)范圍內(nèi),對(duì)特定的某種物質(zhì)進(jìn)行工業(yè)代謝研究的有效手段,它向我們展示了某種元素在該地區(qū)的流動(dòng)模式,可以用來(lái)評(píng)估元素生命周期中的各個(gè)過(guò)程對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響。由于工業(yè)代謝是原料和能源在轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K產(chǎn)品和廢物的過(guò)程中,相互關(guān)聯(lián)的一系列物質(zhì)變化的總稱,所以物質(zhì)流分析的任務(wù)是弄清楚與這些物質(zhì)變化有關(guān)的各股物流的情況,以及它們之間的相互關(guān)系,其目的是從中找到節(jié)省自然資源、改善環(huán)境的途徑,以推動(dòng)工業(yè)系統(tǒng)向可持續(xù)發(fā)展的方向轉(zhuǎn)化。物質(zhì)流分析研究因其強(qiáng)烈的政策導(dǎo)向和對(duì)政策的指導(dǎo)意義而受到國(guó)際上的關(guān)注,通過(guò)物質(zhì)流分析,可以控制有毒有害物質(zhì)的投入和流向,分析物質(zhì)流的使用總量和使用強(qiáng)度,為環(huán)境政策提供新的方法和視角,為決策者在資源和環(huán)境方面決策提供參考。
2.物質(zhì)流分析的發(fā)展歷程
物質(zhì)流分析方法作為研究經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中物質(zhì)資源新陳代謝的一種方法,其基本思想的發(fā)端可以追溯到100多年以前,而其概念則出現(xiàn)于20世紀(jì)不同年代的各個(gè)研究領(lǐng)域。在經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域,Leontief在20世紀(jì)30年代就推出了輸入——輸出平衡表。第一個(gè)基于經(jīng)濟(jì)學(xué)觀點(diǎn)的國(guó)家物質(zhì)流分析發(fā)表于1969年。第一個(gè)關(guān)于資源保護(hù)和環(huán)境管理的研究出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代。而這兩個(gè)最初應(yīng)用的領(lǐng)域是:①城市新陳代謝(Metabolismof Cities);②流域或城市區(qū)域的污染物遷移路徑分析(Anal.ysisof Pollutant Pathways)。20世紀(jì)七八十年代,物質(zhì)平衡(Physical Bal.a(chǎn)nce)、工業(yè)代謝(Industrial Metabolism)等理論的提出和完善,為物質(zhì)流分析方法應(yīng)用于整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的研究奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)七八十年代初,奧地利、日本和德國(guó)首先應(yīng)用物質(zhì)流分析方法對(duì)各自國(guó)家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的自然資源和物質(zhì)的流動(dòng)狀況進(jìn)行了分析,從而揭開(kāi)了經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)物質(zhì)流分析方法在世界范圍廣泛應(yīng)用的序幕。
20世紀(jì)90年代初,德國(guó)Wuppertal研究所提出了物質(zhì)流賬戶體系(Material Flow Accounts,MFA),它是定量測(cè)度經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運(yùn)行中物質(zhì)使用量的基本工具,并提出了生態(tài)包袱(Ecological Rucksacks,ER)的概念,后來(lái)也稱其為隱藏流(Hidden Flow,HF)。1996年,歐盟委員會(huì)組建了“ConAccount”平臺(tái)(www.conaccount.net),該平臺(tái)的成立可認(rèn)為是物質(zhì)流分析國(guó)際合作的里程碑。從1997年開(kāi)始,世界資源研究所著手對(duì)5個(gè)國(guó)家(美國(guó)、日本、奧地利、德國(guó)、荷蘭)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流動(dòng)狀況進(jìn)行了全面的分析。該研究所的第一份研究報(bào)告得到了這5個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)輸入總量,并且給出了衡量物質(zhì)輸入狀況的相關(guān)指標(biāo)。在第二份研究報(bào)告中,該研究所得到了各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)輸出總量,并且給出了衡量物質(zhì)輸出狀況的相關(guān)指標(biāo)。與此同時(shí),運(yùn)用物質(zhì)流分析方法對(duì)本國(guó)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行分析的國(guó)家不斷增加,比如意大利、丹麥、芬蘭、瑞典、英國(guó)、捷克、中國(guó)等。2001年,歐盟統(tǒng)計(jì)局出版了第一部經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)物質(zhì)流分析研究方法手冊(cè),該手冊(cè)的出版對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)物質(zhì)流分析的深入研究起到了很大的作用。2004年,PaulH.Brunner&Helmut Rechberger合作編寫了Practical Handbookof Material Flow Analysis一書,系統(tǒng)介紹了物質(zhì)流分析的概念、歷程、應(yīng)用范圍及目標(biāo),詳細(xì)地陳述了其數(shù)據(jù)庫(kù)管理、軟件應(yīng)用的具體操作方法,并列舉了許多關(guān)于環(huán)境管理、資源保護(hù)、廢棄物管理及區(qū)域物質(zhì)流分析與管理的經(jīng)典案例。
隨著物質(zhì)總量流動(dòng)的分析研究的深入進(jìn)行,單個(gè)物質(zhì)或單質(zhì)的流動(dòng)分析已在全球、國(guó)家及區(qū)域?qū)用娴靡陨钊氲难芯浚缑绹?guó)Yale大學(xué)森林與環(huán)境學(xué)院對(duì)銀、銅、鋅等重金屬在不同尺度上的流動(dòng)特征做了大量細(xì)致的研究。而日本在循環(huán)性社會(huì)方面做了大量的研究工作。
3.物質(zhì)流分析的模型[2]
人類社會(huì)生產(chǎn)、生活所采用的資源和材料都不可避免地在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與資源環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)交換(如圖3—1)。簡(jiǎn)單地說(shuō),物質(zhì)流分析主要衡量的是社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的物質(zhì)投入、輸出和物質(zhì)利用率,其基礎(chǔ)是對(duì)物質(zhì)的投入和流出進(jìn)行量化分析,建立物質(zhì)投入和流出的賬戶,以便進(jìn)行以物質(zhì)流為基礎(chǔ)的優(yōu)化管理。物質(zhì)流分析研究主要分為三個(gè)階段:①定義要研究的體系以及體系成分;②確定并量化此物質(zhì)的存貨與流通量;③依據(jù)研究目的闡述量化的結(jié)果,比如根據(jù)潛在可能或所研究流程的環(huán)境影響而降低某一流程的量。
物質(zhì)流分析方法分為兩種:一種稱為Substance Flow Analysis(SFA),主要研究某種特定的物質(zhì)流,如鐵、銅、鋅、錳等對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著重要意義的物質(zhì)流,以及砷、鉛、汞、鎘等對(duì)環(huán)境有較大危害的有毒有害物質(zhì)流和鋼鐵、化工、林業(yè)等產(chǎn)業(yè)部門物質(zhì)流;另一種稱為bulk—MFA,主要研究國(guó)家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流入與流出。前者主要應(yīng)用于20世紀(jì)90年代,隨著可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的不斷增強(qiáng)以及經(jīng)濟(jì)全球化步伐的加快,基于國(guó)家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的bulk—MFA方法在20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始逐漸成為研究和應(yīng)用的主流。
與傳統(tǒng)研究方法相比,物質(zhì)流分析方法具有如下特點(diǎn):
(1)以熱力學(xué)第一定律即物質(zhì)守恒原理為原則進(jìn)行物料平衡,計(jì)算公式可表示為“輸入=輸出+累積一釋放”;
(2)以研究對(duì)象的物理性狀指標(biāo)作為定量分析單位(主要是質(zhì)量),這類似于在現(xiàn)金資本流分析中以貨幣為測(cè)度單位;
(3)以物質(zhì)流過(guò)程為分析結(jié)構(gòu)框架,構(gòu)建人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與自然生態(tài)系統(tǒng)之間的物質(zhì)關(guān)聯(lián),追蹤物質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)部與系統(tǒng)之問(wèn)的遷移和轉(zhuǎn)化途徑,識(shí)別和評(píng)價(jià)物質(zhì)流向、規(guī)模和強(qiáng)度等多個(gè)層次上的合理性及其影響,進(jìn)而提出新的解決方案。
物質(zhì)流分析內(nèi)容有兩個(gè)方面,一是物質(zhì)總量分析模型,另一個(gè)是物質(zhì)使用強(qiáng)度模型。物質(zhì)總量分析模型分析了一定的經(jīng)濟(jì)規(guī)模所需要的總物質(zhì)投入、總物質(zhì)消耗和總循環(huán)量。而物質(zhì)使用強(qiáng)度模型則主要關(guān)注一定生產(chǎn)或消費(fèi)規(guī)模下,物質(zhì)的使用強(qiáng)度、物質(zhì)的消耗強(qiáng)度和物質(zhì)的循環(huán)強(qiáng)度,這種強(qiáng)度可以以單位GDP來(lái)衡量,也可以人均值來(lái)衡量。物質(zhì)流分析研究的原料從進(jìn)入社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)開(kāi)始,經(jīng)由社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與環(huán)境之問(wèn)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化,一小部分積存在社會(huì)中以備后用,而大部分原料則在消費(fèi)中使用消耗,最后在使用壽命終期流人廢物處理階段,通過(guò)分離將可回收的物料循環(huán)返回至社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng),其余則被廢棄。物質(zhì)流分析的框架模型如圖3—2所示。
實(shí)際上物質(zhì)流分析也有不同的層次,既有某種元素層次的物質(zhì)流動(dòng)分析,也有行業(yè)層次的物質(zhì)流分析,最高層次就是整個(gè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)層次的物質(zhì)流分析.
4.物質(zhì)流分析與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)系
物質(zhì)流分析的核心是對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中物質(zhì)流動(dòng)進(jìn)行定量分析,了解和掌握整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系中物質(zhì)的流向、流量,建立在物質(zhì)流分析基礎(chǔ)上的物質(zhì)流管理則是通過(guò)對(duì)物質(zhì)流動(dòng)方向和流量的調(diào)控,提高資源的利用效率,達(dá)到設(shè)定的相關(guān)目標(biāo)。這一點(diǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的宗旨是一致的。循環(huán)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)調(diào)從源頭上減少資源消耗,有效利用資源,減少污染物排放。循環(huán)經(jīng)濟(jì)謀求以最小的環(huán)境資源成本獲取最大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益,并以此來(lái)解決長(zhǎng)期以來(lái)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之問(wèn)的尖銳矛盾??梢?jiàn),物質(zhì)流分析是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要技術(shù)支撐,物質(zhì)流分析和管理是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心調(diào)控手段。
從物質(zhì)流分析與管理和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的相互關(guān)系來(lái)看,物質(zhì)流分析和管理的調(diào)控作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1)減少物質(zhì)投入總量
在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,物質(zhì)投入量的多少直接決定資源的開(kāi)采量和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度。特別是對(duì)于不可再生資源,物質(zhì)投入量的減少就直接意味著資源使用年限的增加,其對(duì)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的意義是極為顯著的。因此,循環(huán)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)調(diào)要在減少物質(zhì)總投入的前提下實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。通過(guò)減少物質(zhì)總投入,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與物質(zhì)消耗和環(huán)境退化的“分離”。如何在減少物質(zhì)投入總量的前提下保障經(jīng)濟(jì)效益,通過(guò)技術(shù)和管理手段,不斷提高資源利用率和增加資源循環(huán)使用量是兩個(gè)關(guān)鍵。
2)提高資源利用效率
資源利用效率反映了物質(zhì)、產(chǎn)品之問(wèn)的轉(zhuǎn)化水平,其中生產(chǎn)技術(shù)和工藝是提高資源利用效率的核心。通過(guò)物質(zhì)流分析,我們可以分析和掌握物質(zhì)投入和產(chǎn)品產(chǎn)出之間的關(guān)系,并通過(guò)技術(shù)、工藝改造和更新,提高物質(zhì)、產(chǎn)品之問(wèn)的轉(zhuǎn)化效率,提高資源利用效率,達(dá)到以盡可能少的物質(zhì)投入獲得預(yù)期經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的目的。
3)增加物質(zhì)循環(huán)量
通過(guò)提高廢棄物的再利用和再資源化,可以增加物質(zhì)的循環(huán)使用量,延長(zhǎng)資源的使用壽命,減少初始資源投入,從而最終減少物質(zhì)的投入總量。工業(yè)代謝、工業(yè)生態(tài)鏈、靜脈產(chǎn)業(yè)等都是提高資源循環(huán)利用的重要內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)形式。有關(guān)資料表明,2000年日本總的物質(zhì)循環(huán)利用率達(dá)到10%左右,所循環(huán)利用的大都是資源短缺或價(jià)值較高的廢舊物質(zhì),如廢鋼、廢鋁、廢塑料等。但是,大量的物質(zhì)在目前的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平上還沒(méi)有很好地被循環(huán)利用或根本無(wú)法循環(huán)利用。
4)減少最終廢棄物排放量
實(shí)質(zhì)上,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中通過(guò)提高資源利用效率增加物質(zhì)循環(huán)量,不但可以減少物質(zhì)投入的總量,同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)減少最終廢棄物排放的目的。因此,在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)過(guò)程中,生產(chǎn)工藝和技術(shù)的進(jìn)步,生態(tài)工業(yè)鏈的發(fā)育和靜脈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大,可以通過(guò)提高資源使用效率、增加物質(zhì)循環(huán)和減少物質(zhì)總投入,達(dá)到減少最終廢棄物排放量的目的。3.4物質(zhì)流分析對(duì)我國(guó)政策制定的影響物質(zhì)流分析與管理作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要調(diào)控手段,其對(duì)我國(guó)環(huán)境保護(hù)的政策意義主要體現(xiàn)在資源利用效率及物質(zhì)循環(huán)率與靜脈產(chǎn)業(yè)的發(fā)展兩個(gè)方面。
5.物質(zhì)流分析的理論基礎(chǔ)與框架
物質(zhì)流分析(Material Flow Analysis,MFA)作為一種核算方法,追蹤物質(zhì)從自然界開(kāi)采進(jìn)入人類經(jīng)濟(jì)體系中,并經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)在不同時(shí)段和區(qū)域中流動(dòng),最后回到自然環(huán)境中的情形,可以監(jiān)測(cè)和追蹤那些貨幣價(jià)值很低但對(duì)自然環(huán)境影響較大的物質(zhì)的流動(dòng)。
(1)理論基礎(chǔ)
物質(zhì)流分析的范圍是如圖3所示的經(jīng)濟(jì)一環(huán)境系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中,社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)被包含在自然環(huán)境系統(tǒng)中,社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與周圍的自然環(huán)境系統(tǒng)由物質(zhì)流與能量流相連接。為了描述這2個(gè)系統(tǒng)的關(guān)系,人們提出了工業(yè)代謝和社會(huì)代謝2個(gè)概念。社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)被看做自然環(huán)境系統(tǒng)中一個(gè)具有代謝功能的有機(jī)體,該有機(jī)體對(duì)自然環(huán)境的影響可以用其他代謝能力(如該有機(jī)體從自然環(huán)境中攝取的以及排泄到自然環(huán)境中的物質(zhì)量)來(lái)衡量。
根據(jù)物質(zhì)守恒定律,一定時(shí)期內(nèi)輸入一個(gè)系統(tǒng)的物質(zhì)量等于同時(shí)期該系統(tǒng)存儲(chǔ)量與輸出該系統(tǒng)的物質(zhì)量之和。對(duì)于上述社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),自然環(huán)境所提供的輸人物質(zhì)進(jìn)入該系統(tǒng),經(jīng)過(guò)加工、貿(mào)易、使用、回收、廢棄等過(guò)程,一部分成為系統(tǒng)內(nèi)的凈存儲(chǔ),其余部分輸出物質(zhì)返回到自然環(huán)境中去,而整個(gè)過(guò)程中的輸入量恒等于輸出量與存儲(chǔ)量之和。
經(jīng)濟(jì)一環(huán)境系統(tǒng)涉及到的基本概念主要有:
代謝主體構(gòu)建物質(zhì)流分析賬戶,明確代謝主體非常重要,否則就不能準(zhǔn)確區(qū)分輸入與凈存儲(chǔ)。所謂代謝主體是指社會(huì)經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)“吞”“吐”物質(zhì)的可獨(dú)立觀測(cè)的基本單位,也就是輸入物質(zhì)的消費(fèi)者,如人、動(dòng)物和機(jī)器等。需要特別指出的是,農(nóng)作物(包括糧食和經(jīng)濟(jì)作物)一般不作為代謝主體,否則物質(zhì)輸入的邊界將延伸到礦物層,如多少氮、鉀的輸入,使所需數(shù)據(jù)無(wú)從統(tǒng)計(jì)。同理,森林也同樣作為輸入物質(zhì);而不作為代謝主體,漁業(yè)有人工養(yǎng)殖和捕獲之分,在物質(zhì)流分析賬戶體系申,只有人工養(yǎng)殖為代謝主體,野生捕獲魚作為輸入物質(zhì)。代謝主體在物質(zhì)流分析中均以存量出現(xiàn)。
隱流和間接流隱流是指經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所動(dòng)用的而未被使用的物質(zhì)量。這些被動(dòng)用的物質(zhì)量沒(méi)有進(jìn)人代謝過(guò)程,卻是必需的“輸入”。如為了開(kāi)采鐵礦石,必須掘進(jìn)坑道或剝離表土和覆巖,這些物質(zhì)并沒(méi)有進(jìn)入代謝過(guò)程,被代謝主體所消費(fèi),所以稱其為隱流;德國(guó)也稱其為生態(tài)包袱。歐盟的物質(zhì)流分析賬戶中,把國(guó)內(nèi)物質(zhì)開(kāi)采所需的隱流稱之為國(guó)內(nèi)無(wú)效伴生物質(zhì);把進(jìn)口和出口物質(zhì)對(duì)應(yīng)的稱為間接流,它包括使用的和非使用的間接流;而在進(jìn)口來(lái)源國(guó)為開(kāi)采鐵礦石而發(fā)生的剝離量被稱為非使用的間接流。
系統(tǒng)邊界由于物質(zhì)流分析所關(guān)心的焦點(diǎn)在于社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在自然環(huán)境系統(tǒng)中的物質(zhì)代謝,因此進(jìn)行物質(zhì)流分析研究時(shí)需要對(duì)系統(tǒng)邊界做如下兩方面的定義:①本國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與自然環(huán)境系統(tǒng)之間的邊界,是指直接從自然環(huán)境中開(kāi)采的原料通過(guò)此邊界進(jìn)入社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)_步的加工轉(zhuǎn)換;②本國(guó)與其他國(guó)家的行政邊界是指成品、半成品以及原料經(jīng)由該邊界,由本國(guó)出口到其他國(guó)家或由其他國(guó)家進(jìn)口到本國(guó)。
在物質(zhì)流分析研究中,只考慮通過(guò)系統(tǒng)邊界輸入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)或輸出經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流,經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)流并不在研究之列。在這一原則基礎(chǔ)上,家庭的牲畜被視為經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)流而不予統(tǒng)計(jì),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的化肥被視為經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)輸出到自然環(huán)境的物質(zhì)流。
(2)分析框架
圖4為物質(zhì)流分析方法的基本框架。輸入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)中最主要的一部分是由本國(guó)自然環(huán)境中開(kāi)采出的各種原料,包括化石燃料、礦物質(zhì)、生物3部分。伴隨上述國(guó)內(nèi)開(kāi)采原料而產(chǎn)生的國(guó)內(nèi)無(wú)效伴生物不進(jìn)入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值,一經(jīng)產(chǎn)生就輸出到自然環(huán)境中去。此外,輸入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流還包括從其他國(guó)家和地區(qū)進(jìn)口的成品、半成品和原料,以及與生產(chǎn)這些物質(zhì)有關(guān)的間接流。輸入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流一方面成為該系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)凈存儲(chǔ),如基礎(chǔ)設(shè)施和耐用產(chǎn)品等;另一方面經(jīng)過(guò)單位統(tǒng)計(jì)時(shí)段(一般以年為單位)的消費(fèi),成為通過(guò)系統(tǒng)邊界返回到自然環(huán)境中的廢棄物和排放物;此外還有一部分物質(zhì)通過(guò)系統(tǒng)邊界出口到其他國(guó)家和地區(qū)。在輸出到自然環(huán)境系統(tǒng)中的廢棄物中,有一部分被稱做消耗流,即在生產(chǎn)使用過(guò)程中不可避免產(chǎn)生的廢棄物,包括化肥、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用,以及其他產(chǎn)品在使用過(guò)程中的磨損。
6.物質(zhì)流分析在循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐中的應(yīng)用
物質(zhì)流分析與循環(huán)經(jīng)濟(jì)有著密切的關(guān)系,基于物質(zhì)流分析的管理政策和手段是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心調(diào)控手段。目前我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)踐在3個(gè)層面(區(qū)域、行業(yè)、企業(yè))展開(kāi),而物質(zhì)流分析的手段也可以在不同層次應(yīng)用。結(jié)合我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)踐,下面就區(qū)域(國(guó)家)層次、行業(yè)層次、企業(yè)和產(chǎn)品層次3個(gè)方面介紹物質(zhì)流分析的應(yīng)用。
(1)區(qū)域(國(guó)家)層次
這里的區(qū)域?qū)哟渭瓤梢赃_(dá)到國(guó)家層次,也可以指省(或城市)層次。區(qū)域(國(guó)家)層次的物質(zhì)流分析方法又被稱為總體物質(zhì)流分析(Bulk—MFA),主要研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流入與流出。前者主要應(yīng)用于20世紀(jì)90年代,隨著人們可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的不斷增強(qiáng)以及經(jīng)濟(jì)全球化步伐的加快,基于國(guó)家經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的總體物質(zhì)流分析方法在20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始逐漸成為研究和應(yīng)用的主流。日本、奧地利、美國(guó)、丹麥、德國(guó)、意大利、芬蘭、荷蘭、瑞典和愛(ài)爾蘭等國(guó)家,目前已經(jīng)建立了國(guó)家層次的物質(zhì)流分析賬戶,并通過(guò)物質(zhì)流分析得出的結(jié)果為政府部門提供決策支持。
監(jiān)測(cè)資源與生態(tài)環(huán)境狀況并分析其與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系,需要一套實(shí)用的定量指標(biāo),如上所述,物質(zhì)流分析就是這樣一套近年來(lái)備受關(guān)注的分析方法,并在發(fā)達(dá)國(guó)家迅速應(yīng)用到賬戶指標(biāo)體系。在構(gòu)建我國(guó)的物質(zhì)流分析賬戶時(shí),應(yīng)該充分借鑒國(guó)外一些已經(jīng)完成的物質(zhì)流核算經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況,建立適合我國(guó)國(guó)情的物質(zhì)流分析賬戶。通過(guò)對(duì)我國(guó)的資源利用情況進(jìn)行物質(zhì)流分析,也可以為我國(guó)建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系,確立具體而明確的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)提供直接而有力的施政依據(jù)。
(2)行業(yè)層次。
對(duì)行業(yè)層次的物質(zhì)流分析既可以采用上節(jié)介紹的方法,也可以采用另外一種被稱為元素流分析(SubstanceFlowAnalysis,SFA)的方法。該方法主要研究某種特定的物質(zhì)流,如鐵、銅、鋅等對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著重要意義的物質(zhì)流,砷、汞等對(duì)環(huán)境有較大危害的有毒有害物質(zhì)流。
目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)元素流分析做了大量的研究,已經(jīng)形成了一套成熟的方法。這里介紹2種物質(zhì)流分析方法。
第一種方法是物質(zhì)流的定點(diǎn)觀察法。為了研究某種產(chǎn)品生命周期中的物質(zhì)流狀況,選定物質(zhì)流中的一個(gè)區(qū)間作為觀察區(qū)。然后,觀察這二區(qū)間內(nèi)物質(zhì)流的變化。對(duì)這一區(qū)間內(nèi)生命周期各階段流人和流出的有關(guān)物質(zhì)量,都要弄清楚。如果把物質(zhì)的流動(dòng)比喻成一條河流,那么用這種方法研究物質(zhì)流,就好比是站在一座橋上,進(jìn)行定點(diǎn)觀察。這座橋的位置一般都選在某一年度的產(chǎn)品生命周期的始端,因?yàn)閺倪@里能觀察到上一個(gè)生命周期的回收階段和本生命周期的生產(chǎn)、制造階段以及部分使用階段。
第二種方法是物質(zhì)流的跟蹤觀察法。為了研究某種產(chǎn)品生命周期中的物質(zhì)流狀況,選定一定數(shù)量的該種產(chǎn)品作為觀察對(duì)象。然后,沿著這些產(chǎn)品生命周期的軌跡,對(duì)其進(jìn)行觀察。生命周期中各階段流入和流出的有關(guān)物質(zhì)量,都要弄清楚。如果仍用河流作比喻,那么用這種方法研究物質(zhì)流,就好比是坐在一條船上順流而下,對(duì)選定的物質(zhì)對(duì)象進(jìn)行跟蹤觀察。跟蹤的行程,至少要從某一個(gè)生命周期的起點(diǎn),一直到它的終點(diǎn),途中經(jīng)過(guò)產(chǎn)品的生產(chǎn)、制造、使用和產(chǎn)品報(bào)廢后的回收4個(gè)階段。只有這樣,了解的情況和收集的數(shù)據(jù)才比較完整,才便于做進(jìn)一步的分析。必要時(shí),甚至要連續(xù)觀察一個(gè)以上的生命周期。
(3)企業(yè)和產(chǎn)品層次
企業(yè)層次物質(zhì)流分析方法在企業(yè)層次應(yīng)用上的具體體現(xiàn)就是清潔生產(chǎn)的物料平衡。物料平衡是清潔生產(chǎn)的一個(gè)重要組成部分,通過(guò)衡算可以弄清楚原料和能量的實(shí)際利用情況及廢棄物的排放量。做物料平衡的目的不僅僅是為了使物料平衡,而是為了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。通過(guò)進(jìn)行物料平衡,可以了解原材料除了做成產(chǎn)品之外,另外的部分究竟消耗到了哪里,有哪些排放方式,排放量是多少。通過(guò)繪制物料平衡圖,很容易確定各排放點(diǎn)的排放方式及其排放量,還可以確定污染最嚴(yán)重的排放點(diǎn),以便對(duì)各排放點(diǎn)采取相應(yīng)的排污措施。物料衡算的數(shù)據(jù)常用3種方法獲得:第一,對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行直接測(cè)定,一般以實(shí)、狽0為準(zhǔn);第二,通過(guò)對(duì)技術(shù)文件的統(tǒng)計(jì)獲得;第三,在不可能進(jìn)行實(shí)測(cè)的地方,也可以根據(jù)化學(xué)計(jì)算法進(jìn)行估算。必須注意,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)必須進(jìn)行完整的3個(gè)以上的生產(chǎn)周期(或持續(xù)生產(chǎn)72h)才能獲得比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。當(dāng)然也可以引用一些經(jīng)驗(yàn)值,衡算允許有很小的誤差。但是如果差別很大,應(yīng)加以復(fù)核和完善。一般說(shuō)來(lái),如果輸入總量和輸出總量之間的誤差在5%以內(nèi),則可以用物料平衡的結(jié)果進(jìn)行隨后的有關(guān)評(píng)估與分析,反之則必須檢查造成較大誤差的原因,重新進(jìn)行實(shí)測(cè)和物料平衡。