Ekonomika přírodních zdrojů - Natural resource economics

Environment Equitable Sustainable Bearable (Social ecology) Viable (Environmental economics) Economic SocialUdržitelný rozvoj. Svg
O tomto obrázku
Tři pilíře udržitelnosti.
Další informace získáte kliknutím na oblasti obrázku.
Tři kruhy uzavřené jeden v druhém ukazují, jak jsou ekonomika i společnost podmnožinami, které existují zcela v našem planetárním ekologickém systému.
Tři kruhy uzavřené v sobě ukazují, jak jsou ekonomika i společnost podmnožinami našeho planetárního ekologického systému. Tento pohled je užitečný pro opravu mylné představy, někdy čerpané z předchozího diagramu „tří pilířů“, že části sociálních a ekonomických systémů mohou existovat nezávisle na prostředí.

Přírodních zdrojů ekonomika se zabývá zásobování , poptávky a přidělení z pozemských ‚s přírodními zdroji . Jedním z hlavních cílů ekonomiky přírodních zdrojů je lépe porozumět roli přírodních zdrojů v ekonomice s cílem vyvinout udržitelnější metody správy těchto zdrojů, aby byla zajištěna jejich dostupnost pro budoucí generace. Ekonomové zdrojů studují interakce mezi ekonomickými a přírodními systémy s cílem rozvoje udržitelné a efektivní ekonomiky.

Oblasti diskuse

Ekonomika přírodních zdrojů je transdisciplinární obor akademického výzkumu v ekonomii, který si klade za cíl řešit souvislosti a vzájemnou závislost mezi lidskými ekonomikami a přírodními ekosystémy . Zaměřuje se na to, jak provozovat ekonomiku v rámci ekologických omezení přírodních zdrojů Země . Ekonomika zdrojů spojuje a propojuje různé obory v rámci přírodních a sociálních věd spojených s širokými oblastmi věd o Zemi , lidské ekonomiky a přírodních ekosystémů. Ekonomické modely musí být přizpůsobeny tak, aby vyhovovaly zvláštnostem vstupů přírodních zdrojů. Tradiční osnovy ekonomiky přírodních zdrojů kladly důraz na modely rybolovu, lesnické modely a modely těžby nerostů (tj. Ryby, stromy a ruda). V posledních letech jsou však pro tvorbu politik stále důležitější jiné zdroje, zejména vzduch, voda, globální klima a „environmentální zdroje“ obecně.

Akademický a politický zájem nyní přesáhl rámec pouhého optimálního komerčního využití standardní trojice zdrojů, aby zahrnoval řízení pro jiné cíle. Například přírodní zdroje v širším smyslu definovaly rekreační i komerční hodnoty. Mohou také přispět k celkové úrovni sociálního zabezpečení svou pouhou existencí.

Ekonomická a politická oblast se zaměřuje na lidské aspekty environmentálních problémů. Mezi tradiční oblasti ekonomiky životního prostředí a přírodních zdrojů patří teorie blahobytu, využívání půdy/umístění, kontrola znečištění, těžba zdrojů a netržní ocenění a také vyčerpatelnost zdrojů, udržitelnost , environmentální management a environmentální politika . Témata výzkumu by mohla zahrnovat environmentální dopady zemědělství, dopravy a urbanizace, využívání půdy v chudých a průmyslových zemích, mezinárodní obchod a životní prostředí, změnu klimatu a metodický pokrok v netržním oceňování, abychom jmenovali alespoň některé.

Hotellingovo pravidlo je ekonomický model řízení neobnovitelných zdrojů z roku 1938 od Harolda Hotellinga . Ukazuje, že efektivní využívání neobnovitelného a neobnovitelného zdroje by za jinak stabilních ekonomických podmínek vedlo k vyčerpání zdroje. Pravidlo uvádí, že by to vedlo k čisté ceně nebo „ nájemnému za hotelling “, který by každoročně rostl sazbou rovnající se úrokové sazbě , což odráží rostoucí nedostatek zdroje. Neobnovitelné zdroje anorganických materiálů (tj. Minerálů) jsou neobvyklé; většinu zdrojů lze rozšířit recyklací a existencí a používáním náhrad za produkty konečného použití (viz níže).

Vogely uvedl, že rozvoj nerostného zdroje probíhá v pěti fázích: (1) Aktuální provozní marže (míra produkce) se řídí podílem zásoby (zdroje) již vyčerpané. (2) Rozpětí intenzivního rozvoje, které se řídí kompromisem mezi rostoucími nezbytnými investicemi a rychlejší realizací výnosů. (3) Rozsáhlá vývojová marže, ve které začíná těžba známých, ale dříve neekonomických vkladů. (4) Průzkumná marže, ve které se provádí hledání nových ložisek (zdrojů) a náklady na vytěženou jednotku, je velmi nejistá, přičemž náklady na selhání je třeba vyvážit proti nalezení použitelných zdrojů (ložisek), které mají mezní náklady na těžbu ne vyšší než v prvních třech fázích výše. (5) Technologická rezerva, která interaguje s prvními čtyřmi fázemi. Teorie Gray-Hotellinga (vyčerpání) je zvláštním případem, protože pokrývá pouze etapy 1–3 a ne daleko důležitější fáze 4 a 5.

Simon uvedl, že nabídka přírodních zdrojů je nekonečná (tj. Trvalá)

Tyto protichůdné pohledy budou podstatně sladěny zvážením hloubky témat souvisejících se zdroji v další části, nebo alespoň minimalizovány.

Kromě toho, Hartwick pravidlo poskytuje vhled do udržitelnosti životních podmínek v ekonomice, který používá non-obnovitelné zdroje .

Trvalé zdroje vs. vyčerpatelnost

Pozadí a úvod

Koncept trvalých zdrojů je komplexní, protože koncept zdroje je složitý a mění se s příchodem nové technologie (obvykle efektivnější obnova), nových potřeb a v menší míře s novou ekonomikou (např. Změny cen materiálu, změny nákladů na energii atd.). Na jedné straně může materiál (a jeho zdroje) vstoupit do období nedostatku a stát se strategickým a kritickým materiálem (okamžitá krize vyčerpatelnosti), ale na druhé straně může materiál přestat být použit, jeho zdroje mohou pokračovat být věčný, pokud tomu tak nebylo dříve, a pak se ze zdroje může stát paleoresource, když se materiál téměř úplně přestane používat (např. zdroje pazourku třídy šípu). Některé ze složitostí ovlivňujících zdroje materiálu zahrnují rozsah recyklovatelnosti, dostupnost vhodných náhrad za materiál v jeho konečných produktech a některé další méně důležité faktory.

Federální vláda se náhle začala přesvědčivě zajímat o problémy se zdroji 7. prosince 1941, krátce poté Japonsko odstřihlo USA od cínu a gumy a velmi obtížně sehnaly některé další materiály, například wolfram. To byl nejhorší případ dostupnosti zdrojů a stal se strategickým a kritickým materiálem. Po válce byla zřízena vládní zásoba strategických a kritických materiálů, která měla kolem 100 různých materiálů, které byly zakoupeny za hotovost nebo byly získány obchodováním se zemědělskými komoditami USA za ně. V delším časovém horizontu, nedostatek cínu později vedl k úplnému nahrazením hliníkové fólie pro cínové fólie a polymerních lemována ocelových plechovek a aseptické balicí nahrazující cínu elektrolyticky ocelových plechovek.

Zdroje se v průběhu času mění s technologií a ekonomikou; efektivnější využití vede k poklesu potřebného stupně rudy. Průměrný stupeň zpracované měděné rudy klesl ze 4,0% mědi v roce 1900 na 1,63% v roce 1920, 1,20% v roce 1940, 0,73% v roce 1960, 0,47% v roce 1980 a 0,44% v roce 2000.

Cobalt byl v obtížném stavu od chvíle, kdy Belgické Kongo (jediný významný zdroj kobaltu na světě) dostalo v roce 1960 unáhlenou nezávislost a provincie produkující kobalt se odtrhla jako Katanga, následovalo několik válek a povstání, stěhování místních vlád, železnice zničena a znárodněna. To bylo završeno invazí provincie katanganskými rebely v roce 1978, která narušila dodávky a dopravu a způsobila, že se cena kobaltu krátce ztrojnásobila. Zatímco dodávky kobaltu byly narušeny a cena vystřelila nahoru, do služby byl natlačen nikl a další náhražky.

V návaznosti na to se myšlenka „války o zdroje“ Sovětů stala populární. Spíše než chaos, který vyplynul ze zairské kobaltové situace, by to byla plánovaná strategie, navržená tak, aby zničila ekonomickou aktivitu mimo sovětský blok získáváním životně důležitých zdrojů neekonomickými prostředky (vojenskými?) Mimo sovětský blok (třetí svět?) , poté tyto minerály zadržel na Západě.

Důležitým způsobem, jak obejít situaci s kobaltem nebo „válkou o zdroje“, je použití náhrad za materiál při jeho konečném použití. Některá kritéria pro uspokojivou náhražku jsou (1) pohotová dostupnost na domácím trhu v adekvátních množstvích nebo dostupnost od sousedících národů, případně od zámořských spojenců, (2) mající fyzikální a chemické vlastnosti, výkon a životnost srovnatelné s materiálem první volby, ( 3) dobře zavedené a známé chování a vlastnosti, zejména jako součást exotických slitin, a (4) schopnost zpracování a výroby s minimálními změnami stávající technologie, továrny na výrobu a zařízení na zpracování a výrobu. Některé navrhované náhrady byly alunit za bauxit za účelem výroby oxidu hlinitého , molybdenu a/nebo niklu za kobalty a automobilové radiátory ze slitiny hliníku za automobilové radiátory ze slitiny mědi. Materiály lze eliminovat bez náhražky materiálu, například použitím výbojů vysokonapěťové elektřiny k tvarování tvrdých předmětů, které byly dříve tvarovány minerálními brusivy, což poskytuje vynikající výkon při nižších nákladech, nebo pomocí počítačů/satelitů k výměně měděného drátu (pevné linky) .

Důležitým způsobem nahrazení zdroje je syntéza, například průmyslových diamantů a mnoha druhů grafitu , ačkoli určitý druh grafitu by mohl být téměř nahrazen recyklovaným výrobkem. Většina grafitu je syntetická, například grafitové elektrody, grafitová vlákna, grafitové tvary (opracované nebo neopracované) a grafitový prášek.

Dalším způsobem nahrazení nebo rozšíření zdroje je recyklace požadovaného materiálu ze šrotu nebo odpadu. To závisí na tom, zda je materiál rozptýlen nebo není k dispozici jako již nepoužitelný trvanlivý výrobek. Rekultivace trvanlivého výrobku závisí na jeho odolnosti vůči chemickému a fyzikálnímu rozkladu, na dostupném množství, ceně dostupnosti a snadnosti extrakce z původního produktu. Například vizmut v žaludeční medicíně je beznadějně rozptýlen (rozptýlen) a proto jej nelze obnovit, zatímco slitiny bizmutu lze snadno získat zpět a recyklovat. Dobrým příkladem, kde je velkým přínosem recyklace, je situace dostupnosti zdrojů pro grafit , kde lze vločkový grafit získat z obnovitelného zdroje zvaného kish, což je ocelářský odpad, který vzniká, když se uhlík odděluje jako grafit v kish od roztaveného kovu spolu se struskou . Poté, co je zima, lze kish zpracovat.

Je třeba představit několik dalších druhů zdrojů. Pokud jsou strategické a kritické materiály nejhorším případem pro zdroje, pokud nejsou zmírněny nahrazením a/nebo recyklací, je jedním z nejlepších bohatý zdroj. Bohatým zdrojem je ten, jehož materiál dosud našel jen malé využití, například pomocí vysoce hlinitých jílů nebo anorthositu k výrobě oxidu hlinitého a hořčíku, než byl získán z mořské vody. Bohatý zdroj je docela podobný věčnému zdroji. Základna rezerv je část identifikovaného zdroje, která má rozumný potenciál stát se ekonomicky dostupnou v době, kdy jsou v provozu aktuálně osvědčené technologie a současná ekonomika. Identifikované zdroje jsou ty, jejichž umístění, stupeň, kvalita a množství jsou známy nebo odhadovány z konkrétních geologických důkazů. Rezervy jsou ta část základny rezerv, kterou lze v době stanovení ekonomicky získat; rezervy by neměly být používány jako náhrada za zdroje, protože jsou často zkresleny zdaněním nebo potřebami public relations vlastnící firmy.

Komplexní modely přírodních zdrojů

Harrison Brown a spolupracovníci uvedli, že lidstvo bude zpracovávat „rudu“ nižší a nižší třídy. Železo bude pocházet z nízko kvalitního materiálu nesoucího železo, jako je surová hornina, odkudkoli z formace železa , která se příliš neliší od vstupu používaného k výrobě taconitových pelet v Severní Americe a dnes i jinde. Vzhledem k tomu, že zásoby koksovatelného uhlí klesají, bude výroba surového železa a oceli využívat postupy, které nepoužívají koks (tj. Elektrická ocel). Hliníku průmysl by mohl přesunout z používání bauxit použitím anorthosite a hlíny . Spotřeba kovového hořčíku a magnézia (tj. V žáruvzdorných materiálech), v současnosti získávaná z mořské vody, se zvýší. Síra se bude získávat z pyritů , poté ze sádry nebo anhydritu. Kovy, jako je měď , zinek , nikl a olovo , se získají z manganových uzlin nebo z formace Phosphoria (sic!). Tyto změny mohou nastat nepravidelně v různých částech světa. Zatímco Evropa a Severní Amerika mohou používat anorthosit nebo jíl jako surovinu pro hliník, jiné části světa mohou používat bauxit a zatímco Severní Amerika může používat taconit, Brazílie může používat železnou rudu. Objeví se nové materiály (poznámka: mají), výsledek technologického pokroku, některé fungují jako náhražky a některé s novými vlastnostmi. Recyklace bude běžnější a efektivnější (poznámka: má!). Nakonec budou minerály a kovy získány zpracováním „průměrné“ horniny. Skála, 100 tun „průměrné“ vyvřeliny, poskytne osm tun hliníku, pět tun železa a 0,6 tun titanu.

Model USGS založený na údajích o množství kůry a vztahu McKelveyho k rezervě a hojnosti je aplikován na několik kovů v zemské kůře (celosvětově) a v americké kůře. Potenciální v současné době získatelné (současná technologie, ekonomika) zdroje, které se nejvíce blíží vztahu McKelvey, jsou ty, které byly hledány nejdéle, jako je měď, zinek, olovo, stříbro , zlato a molybden . Kovy, které nenavazují na McKelveyův vztah, jsou těmi, které jsou vedlejšími produkty (hlavních kovů) nebo donedávna nebyly pro ekonomiku životně důležité ( titan , hliník v menší míře). Bismut je příkladem vedlejšího kovu, který vztah příliš nesleduje; 3% rezervy olova v západních USA by měly pouze 100 ppm vizmutu, což je zjevně příliš nízký stupeň pro rezervu bizmutu. Světový potenciál obnovitelných zdrojů je 2 120 milionů tun pro měď, 2 590 milionů tun pro nikl, 3 400 milionů tun pro zinek, 3 519 BILIONŮ tun pro hliník a 2 035 BILIONŮ tun pro železo.

Různorodí autoři mají další příspěvky. Někteří si myslí, že počet náhrad je téměř nekonečný, zvláště s přílivem nových materiálů z chemického průmyslu; shodné konečné produkty mohou být vyrobeny z různých materiálů a výchozích bodů. Plasty mohou být dobrými elektrickými vodiči. Protože jsou všechny materiály 100krát slabší, než by teoreticky měly být, mělo by být možné eliminovat oblasti dislokací a výrazně je posílit, což umožní použití menších množství. Abychom to shrnuli, „těžební“ společnosti budou mít stále rozmanitější produkty, světová ekonomika se odkloní od materiálů směrem ke službám a populace se zřejmě vyrovnává, což vše znamená snížení růstu poptávky po materiálech; většina materiálů bude získána z poněkud neobvyklých hornin, bude existovat mnohem více vedlejších produktů a vedlejších produktů z dané operace a více obchodu s nerosty a materiály.

Trend směrem k věčným zdrojům

Vzhledem k tomu, že nová radikální technologie stále silněji ovlivňuje svět materiálů a nerostů, je u použitých materiálů stále větší pravděpodobnost, že budou mít trvalé zdroje. Již nyní existuje stále více materiálů, které mají trvalé zdroje, a stále méně materiálů, které mají neobnovitelné zdroje nebo jsou strategickými a kritickými materiály. Některé materiály, které mají trvalé zdroje, jako je sůl , kámen, hořčík a běžná hlína, byly zmíněny dříve. Díky nové technologii byly syntetické diamanty přidány na seznam věčných zdrojů, protože je lze snadno vyrobit z hrudky jiné formy uhlíku. Syntetický grafit se vyrábí ve velkých množstvích (grafitové elektrody, grafitová vlákna) z prekurzorů uhlíku, jako je ropný koks nebo textilní vlákno. Firma s názvem Liquidmetal Technologies, Inc. využívá odstranění dislokací v materiálu technikou, která překonává omezení výkonu způsobená inherentními slabostmi v atomové struktuře krystalu. Vytváří amorfní kovové slitiny , které si zachovávají náhodnou atomovou strukturu, když horký kov tuhne, spíše než krystalická atomová struktura (s dislokacemi), která se normálně tvoří, když horký kov tuhne. Tyto amorfní slitiny mají mnohem lepší výkonnostní vlastnosti než obvykle; například jejich slitiny Liquidmetal zirkonia a titanu jsou o 250% pevnější než standardní slitina titanu. Slitiny Liquidmetal mohou nahradit mnoho vysoce výkonných slitin.

Průzkum dna oceánu za posledních padesát let odhalil na mnoha místech uzlíky manganu a fosfáty . V nedávné době byla objevena ložiska polymetalického sulfidu a „černá bahna“ polymetalického sulfidu se v současné době ukládají od „černých kuřáků“. Situace s nedostatkem kobaltu v roce 1978 má nyní novou možnost: obnovit ji z uzlů manganu. Korejská firma plánuje zahájit vývoj operace obnovy uzlu manganu v roce 2010; získané manganové uzlíky by měly průměrně 27% až 30% manganu , 1,25% až 1,5% niklu, 1% až 1,4% mědi a 0,2% až 0,25% kobaltu (komerční kvalita) Nautilus Minerals Ltd. plánuje obnovit průměrování komerčního materiálu 29,9% zinku, 2,3% olova a 0,5% mědi z masivních depozit polymetalických sulfidů na oceánském dně pomocí zařízení podobného podvodnímu vysavači, které kombinuje některé současné technologie novým způsobem. Partnerstvím s Nautilus jsou Tech Cominco Ltd. a Anglo-American Ltd., přední světové mezinárodní firmy.

Existují také další techniky robotické těžby, které by mohly být použity pod oceánem. Rio Tinto pomocí satelitních spojení umožňuje pracovníkům vzdáleným 1500 kilometrů obsluhovat vrtné soupravy, nakládat náklad, vykopávat rudu a skládkovat ji na dopravní pásy a umísťovat výbušniny, které následně odstřelují kamení a zeminu. Firma může tímto způsobem udržet zaměstnance mimo nebezpečí a také využívat méně pracovníků. Taková technologie snižuje náklady a kompenzuje pokles obsahu kovů v rudných zásobách. Různé minerály a kovy lze tedy získat z nekonvenčních zdrojů s obrovskými zdroji.

Nakonec, co je to věčný zdroj? Definice věčného zdroje ASTM je „definice, která je v lidském časovém měřítku prakticky nevyčerpatelná“. Uvedené příklady zahrnují sluneční energii, přílivovou energii a větrnou energii, do které by měla být přidána sůl, kámen, hořčík, diamanty a další materiály uvedené výše. Studie o biogeofyzických aspektech udržitelnosti přišla s pravidlem obezřetné praxe, že zásoba zdrojů by měla vydržet 700 let, aby byla dosažena udržitelnost nebo aby se stala trvalým zdrojem, v horším případě 350 let.

Pokud je trvalý zdroj 700 nebo více let, lze zdroj, který trvá 350 až 700 let, nazvat hojným zdrojem, a je zde definován. Jak dlouho lze materiál získat ze svých zdrojů, závisí na lidské potřebě a změnách technologie od těžby přes životní cyklus produktu až po konečnou likvidaci, plus recyklovatelnost materiálu a dostupnost uspokojivých náhrad. Konkrétně to ukazuje, že vyčerpatelnost nenastane, dokud tyto faktory neoslabí a nehrají: dostupnost náhrad, rozsah recyklace a její proveditelnost, efektivnější výroba konečného spotřebního výrobku, trvanlivější a trvanlivější spotřební výrobky a dokonce řada dalších faktorů.

Nejnovější informace o zdrojích a pokyny k druhům zdrojů, které je třeba vzít v úvahu, jsou obsaženy v Průvodci zdroji-aktualizace [1]

Přechod: věčné zdroje na paleoresource

Perpetual resources can transition to being a paleoresource. Paleoresource je takový, který má malou nebo žádnou poptávku po materiálu z něj vytěženém; zastaralý materiál, lidé jej již nepotřebují. Klasický paleoresource je zdroj pazourku na úrovni šípu ; nikdo už nevyrábí pazourkové hroty šípů nebo hroty kopí - vyrobit naostřený kus ocelového šrotu a používat jej je mnohem jednodušší. Mezi zastaralé výrobky patří plechovky, cínová fólie, školní tabule z břidlice a radium v lékařské technice. Radium bylo při radiační léčbě nahrazeno mnohem levnějším kobaltem-60 a dalšími radioizotopy. Nekorodující olovo jako kryt kabelu bylo nahrazeno plasty.

Pennsylvánský antracit je dalším materiálem, kde lze statisticky ukázat trend k zastarávání a stát se paleoresourceem. Produkce antracitu byla 70,4 milionu tun v roce 1905, 49,8 milionu tun v roce 1945, 13,5 milionu tun v roce 1965, 4,3 milionu tun v roce 1985 a 1,5 milionu tun v roce 2005. Množství použité na osobu bylo 84 kg na osobu v roce 1905, 7,1 kg v roce 1965 a 0,8 kg v roce 2005. [2] Srovnejte to s USGS antracitovými rezervami 18,6 miliardy tun a celkovými zdroji 79 miliard tun; poptávka po antracitu klesla natolik, že tyto zdroje jsou více než věčné.

Vzhledem k tomu, že zdroje antracitu jsou tak daleko v rozsahu trvalých zdrojů a poptávka po antracitu zatím klesla, je možné vidět, jak by se antracit mohl stát paleoresource? Pravděpodobně kvůli tomu, že zákazníci stále mizí (tj. Přecházejí na jiné druhy energie pro vytápění prostor), dochází k atrofii dodavatelské sítě, protože obchodníci s antracitovým uhlím si nedokážou udržet dostatek podnikání na pokrytí nákladů a uzavření a doly s příliš malým objemem na pokrytí nákladů také zavřít. Jedná se o vzájemně se posilující proces: zákazníci přecházejí na jiné formy čistší energie, které produkují méně znečištění a oxidu uhličitého, poté musí obchodník s uhlím ukončit kvůli nedostatku objemu prodeje, který by pokryl náklady. Ostatní zákazníci uhelného dealera jsou pak nuceni konvertovat, pokud nenajdou jiného blízkého prodejce uhlí. Nakonec se antracitový důl zavírá, protože nemá dostatečný objem prodeje na pokrytí nákladů.

Globální geochemické cykly

Viz také

Reference

Další čtení

  • David A. Anderson (2019). Environmentální ekonomie a řízení přírodních zdrojů 5e, [3] New York: Routledge.
  • Michael J. Conroy a James T. Peterson (2014). Rozhodování v řízení přírodních zdrojů, New York: Wiley-Blackwell.
  • Kevin H. Deal (2016). Správa divoké zvěře a přírodních zdrojů 4e, Boston: Delmar Cengage Learning.

externí odkazy