velikost textu

Indikátory materiálových toků pro Českou republiku: trendy, analýza decouplingu a nejistoty

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Indikátory materiálových toků pro Českou republiku: trendy, analýza decouplingu a nejistoty
Název v angličtině:
Material flow indicators for the Czech republic: trends, decoupling analysis and uncertainties
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jan Kovanda, Ph.D.
Školitel:
prof. RNDr. Bedřich Moldan, CSc., dr. h. c.
Oponenti:
RNDr. Jan Plesník, CSc.
doc. Ing. Petr Šauer, CSc.
Id práce:
112468
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Ústav pro životní prostředí (31-550)
Program studia:
Ekologie a ochrana prostředí (P1601)
Obor studia:
Aplikovaná a krajinná ekologie (XAPLEK)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
26. 6. 2008
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Souhrn Aby mohl ekonomický systém fungovat, to znamená produkovat služby a zboží k uspokojování lidských potřeb, chová se podobně jako živý organismus: absorbuje látky z okolního prostředí, které jsou do jisté míry využity, ale nakonec jsou všechny materiály přeměněny na odpady a jsou uvolněny nazpátek do životního prostředí. Tento tok materiálů bývá nazýván průmyslovým nebo šířeji socio-ekonomickým metabolismem (Baccini a Brunner, 1991; Fischer-Kowalski a Haberl, 1993; Ayres a Simonis, 1994). S čerpáním zdrojů, jejich využitím a uvolňováním emisí je spojena zátěž životního prostředí. Až dosud byly uspokojování lidských potřeb a zátěž vyvíjená na životní prostředí úzce spjaty. Jedním z cílů zejména vyspělých států se proto v rámci dosažení udržitelnosti rozvoje stalo zlomit vzájemnou závislost mezi zátěží životního prostředí a hospodářským růstem, který v tomto případě zastupuje zvyšující se míru uspokojování lidských potřeb a růst životní úrovně (tzv. koncept decouplingu) (EC, 2002, 2005, 2006; OECD, 2002; UN, 2002). Jednou z metod hodnocení zátěže životního prostředí spojené s čerpáním a využíváním surovin je analýza materiálových toků. V případě analýzy materiálových toků na makroekonomické úrovni (economy-wide material flow analysis – EW-MFA) tato metoda popisuje množství fyzických vstupů do ekonomiky, akumulaci materiálů v ekonomice a výstupy materiálů do ostatních ekonomik nebo zpět do životního prostředí. Základní myšlenkou EW-MFA je materiálová rovnováha systému zahrnující jak stranu vstupů, tak stranu výstupů. Pro obě strany materiálového cyklu mohou být sestaveny různé indikátory. EW-MFA počítá tyto indikátory jako sumaci hmotností jednotlivých materiálů, a to jak na straně vstupu, tak výstupu. Lze předpokládat, že zvyšující se objem/množství jakéhokoliv materiálového toku způsobí větší zátěž životního prostředí a naopak (Schmidt-Bleek, 1993; Weizsäcker et al., 1996; Bringezu et al., 2003). Disertační práce si klade několik základních cílů, které se pokouší přispět k řešení vybraných výzkumných otázek aktuálních v oblasti analýzy materiálových toků na makroekonomické úrovni. Tyto cíle zahrnují: (I) Výpočet indikátorů materiálových toků pro Českou republiku pro období 1990-2002, rozbor jejich trendů a mezinárodní srovnání; (II) Využití indikátorů materiálových toků pro vyjadřování decouplingu a materiálové náročnosti, mezinárodní srovnání těchto fenoménů, návrh metodiky pro grafické znázornění decouplingu; (III) Výpočet indikátoru „čistý přírůstek fyzických zásob (NAS)" nepřímou i přímou metodou a srovnání výsledků získaných těmito dvěma přístupy; (IV) Kvantifikaci nejistot spojených s indikátory materiálových toků vypočítaných pro Českou republiku. Výpočet indikátorů materiálových toků pro Českou republiku byl proveden na základě standardizované metodiky Eurostatu (2001). Za celé sledované období zaznamenaly všechny indikátory materiálových toků výrazný pokles. Ten byl způsoben zejména kombinací následujících faktorů: pokles ekonomické výkonnosti na začátku 90. let, útlumem energeticky náročných odvětví těžkého průmyslu a zvyšováním podílu služeb, substitucí uhlí za kapalná a plynná paliva a zvyšováním energetické účinnosti neboli efektivity přeměny paliva na užitečnou práci v důsledku modernizace. Z mezinárodního srovnání vyplývá, že indikátory materiálových toků v České republice dosahují ve většině případů mírně nadprůměrných hodnot ve srovnání se státy EU-15 a dalšími průmyslově vyspělými zeměmi (USA), zatímco ve státech EU-10 je materiálová spotřeba výrazně nižší. 9 Materiálová a emisní náročnost v České republice vyjádřená vstupními a výstupními indikátory materiálových toků v letech 1990-2002 výrazně klesala. Z mezinárodního srovnání však vyplývá, že oba indikátory jsou výrazně vyšší než ve většině ostatních států EU. Za celé sledované období došlo v České republice také k výraznému oddělení křivek zátěže životního prostředí a ekonomické výkonnosti (tzv. decoupling). Pro zvýšení analytického potenciálu byl navržen nový způsob znázorňování decouplingu, který umožňuje posoudit příspěvek jednotlivých složek indikátorů materiálových toků k jejich celkovému decouplingu. Indikátor NAS vypočítaný nepřímou metodou poklesl v letech 1990-2002 o více než 47 %. Přímou metodou byly údaje o čistých přírůstcích fyzických zásob vypočteny pro časové období 2000-2002. Zatímco indikátor NAS vypočítaný nepřímou metodou poklesl v letech 2000-2002 o 2,5 %, NAS vypočítaný přímou metodou zaznamenal pokles o pouhých 0,4 % a jeho celkové hodnoty jsou cca o třetinu nižší. Jak se ukazuje, celkovému čistému přírůstku fyzických zásob zcela dominují čisté přírůstky v kategorii infrastruktura a budovy, jejíž průměrný podíl byl v průběhu sledovaných let cca 98 %. Z hlediska nárůstu budoucích odpadních toků jsou tyto přírůstky důležité z dlouhodobého hlediska. Zbývající část čistých přírůstků tvoří produkty, které jsou z hlediska nárůstu budoucích odpadních toků významné v krátkodobém horizontu. Nejistoty jednotlivých indikátorů materiálových toků vypočtených pro Českou republiku se poměrně výrazně liší, což zásadním způsobem ovlivňuje jejich analytický potenciál. Ukazuje se, že nejmenší nejistotou jsou zatíženy indikátory DMI a DMC. U DMI se nejistota v průběhu sledovaného období pohybovala od +6/-3 % do +7/-3 %, u DMC od +8/-3 % do +9/-4 %. Největší kladnou nejistotou je zatížen indikátor NAS (od 30 % do 40 %) následovaný indikátory TMC (od 27 % do 39 %) a TMR (od 25 % do 28 %). Největší zápornou nejistotou je opět zatížen indikátor NAS (-19 % až -27 %), dále pak indikátory TMC (-3 % až -20 %) a DPO (-10 % až -15 %). Klíčová slova: analýza materiálových toků na makroekonomické úrovni (EW-MFA), zátěž životního prostředí, indikátory materiálových toků, decoupling, fyzické zásoby, nejistoty 10
Abstract v angličtině:
Abstract In order for an economic system to function and produce goods and services necessary for meeting human needs, it behaves similarly to a living organism. It absorbs materials from the surrounding environment and transforms them into products, but ultimately all the materials are transformed into some kind of waste and emitted back into the environment. This flow of materials is referred to as industrial or socio-economic metabolism (Baccini and Brunner, 1991; Fischer-Kowalski and Haberl, 1993; Ayres and Simonis, 1994). Extraction of resources, consumption of materials and related emissions exert some pressure on the environment. So far, there has been a positive relation between meeting human needs and this pressure. The overall goal of developed countries within their strategies of sustainable development is to break the relation between pressure exerted on the environment and economic growth, which represents meeting of human needs and improvements in the standard of living. This phenomenon is called decoupling (EC, 2002, 2005, 2006; OECD, 2002; UN, 2002). One of the methods for assessing environmental pressure related to extraction and consumption of resources and materials is material flow analysis. In the case of economy- wide material flow analysis (EW-MFA), this method aims at quantification of physical input flows into the economy, accumulation of materials in the economy, and physical output flows to other economies and back into the environment. The key idea of the EW-MFA is a material balance of the whole system. Based on the input and output flows, a large array of EW-MFA indicators can be compiled. EW-MFA calculates these indicators as a sum of physical quantities of particular flows, both on the input and output sides of the material balance. It can be assumed that growing volume/mass of any material flow will result in growing environmental pressure and vice versa (Schmidt-Bleek, 1993; Weizsäcker et al., 1996; Bringezu et al., 2003). This PhD thesis has several goals which try to contribute to the solution of selected research questions relevant for EW-MFA. These goals are principally fourfold: (I) Quantification of EW-MFA indicators for the Czech Republic for 1990-2002, analysis of their trends and their international comparison; (II) Application of these indicators in a decoupling analysis and analysis of material intensity, international comparison of these phenomena and suggestion of methodology for graphical representation of decoupling; (III) Quantification of the net additions to stock indicator using both the direct and indirect method of calculation and comparison of results obtained using these two approaches; (IV) Quantification of uncertainties related to the EW-MFA indicators calculated for the Czech Republic. The quantification of the EW-MFA indicators was based on a standardised Eurostat methodology (2001). All calculated indicators recorded a profound decrease over the period studied. This decrease was caused by a combination of the following factors: a drop in economic performance at the beginning of the 1990s, a damping of energy-demanding industries and an increase in the share of services, by substitution of coal with liquid and gaseous fuels, and an increase in energy efficiency due to modernisation. The international comparison showed that the EW-MFA indicators per capita in the Czech Republic were somewhat above average compared to EU 15 and other developed countries (USA). In EU 10 countries, however, the material consumption was quite a bit lower. 11 Material and emission intensity in the Czech Republic expressed by input and output EW- MFA indicators went down in 1990-2002. International comparison, however, showed that both material and emission intensity were significantly higher in the Czech Republic compared to other EU countries. The Czech Republic also recorded a profound decoupling of environmental pressure from economic performance. In order to increase the analytic potential of decoupling analysis, a new approach to graphical representation of decoupling was suggested, which allowed an assessment of the contributions of particular components of the EW-MFA indicators to the overall decoupling in these indicators. The NAS indicator calculated using an indirect method went down by more than 47 percent in 1999-2002. A calculation of the NAS using a direct method was carried out for 2000-2002. While the indirect NAS decreased by 2.5 percent in 2000-2002, the direct NAS went down by mere 0.4 percent and its overall values were approximately one-third lower. It was showed that the total NAS was dominated by net additions in the category of Infrastructures and buildings, the share of which amounted to approx. 98 percent on average. With respect to the increase in future waste flows, these additions are important in the long-term perspective. The rest of the NAS consisted of Durables, which, as regards future waste flows, are rather important from the short-term perspective. Uncertainties for the particular EW-MFA indicators calculated for the Czech Republic quite significantly differed, which influenced the analytical potential of these indicators. It was revealed that the lowest uncertainties were related to the DMI and DMC indicators. The uncertainties for the DMI ranged from +6/-3 percent to +7/-3 percent; and those for the DMC, from +8/-3 percent to +9/-4 percent over the period studied. The largest positive uncertainties were related to the NAS (from 30 percent to 40 percent) followed by the TMC (from 27 percent to 39 percent) and the TMR (from 25 percent to 28 percent). The largest negative uncertainties were again related to the NAS (from -19 percent to -27 percent) and to the TMC (from -3 percent to -20 percent) and the DPO indicators (from -10 percent to -15 percent). Keywords: economy-wide material flow analysis (EW-MFA), environmental pressure, material flow indicators, decoupling, physical stocks, uncertainties 12
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jan Kovanda, Ph.D. 931 kB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Jan Kovanda, Ph.D. 1.52 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jan Kovanda, Ph.D. 227 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jan Kovanda, Ph.D. 125 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Jan Plesník, CSc. 215 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Petr Šauer, CSc. 149 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 396 kB