История промышленной экологии - History of industrial ecology

Создание промышленная экология как область научных исследований обычно приписывают статье Фроша и Галлопулоса, посвященной промышленным экосистемам, которая появилась в специальном выпуске журнала Scientific American за 1989 год.[1] Промышленная экология возникла из нескольких более ранних идей и концепций, некоторые из которых восходят к XIX веку.

До 1960-х годов

Период, термин "промышленная экология "использовался рядом"промышленный симбиоз "по крайней мере, с 1940-х годов. Экономическая география был, возможно, одним из первых полей, в которых использовались эти термины. Например, в статье, опубликованной в 1947 году, Джордж Т. Реннер называет «Общий принцип промышленного размещения» «законом промышленной экологии».[2] Кратко сказано это:

Любая отрасль имеет тенденцию располагаться в точке, которая обеспечивает оптимальный доступ к ее ингредиентам или составным элементам. Если все эти составные элементы сопоставить, местоположение отрасли предопределено. Однако, если они находятся на большом расстоянии друг от друга, отрасль расположена так, чтобы быть наиболее доступной для того элемента, который был бы наиболее дорогим или сложным для транспортировки и который, следовательно, становится фактором локализации для данной отрасли.

В этой же статье автор определяет и описывает индустриальный симбиоз:

Часто местонахождение отрасли невозможно полностью понять исключительно с точки зрения ее местных ингредиентов. Между отраслями существуют взаимосвязи, иногда простые, но часто довольно сложные, которые входят в анализ и усложняют его. Главным из них является феномен промышленный симбиоз. Под этим подразумевается объединение двух или более разнородных отраслей. Индустриальный симбиоз при внимательном рассмотрении оказывается двух видов: дизъюнктивный и конъюнктивный.

Представляется, что концепция промышленного симбиоза не была новой для области экономической географии, поскольку такая же категоризация используется Уолтером Дж. Лезиусом в его статье 1937 года «География производства стекла в Толедо, штат Огайо», также опубликованной в Journal of Экономическая география.[3]

Термин «промышленная экология», используемый в другом контексте, также можно найти в статье 1958 года, посвященной взаимосвязи между экологическим воздействием растущей урбанизации и ценностными ориентациями связанных народов. Пример из практики находится в Ливане:[4]

Центральной экологической переменной в настоящем исследовании является экологическая мобильность или движение человека в пространстве. Совершенно очевидно, что современная индустриальная экология требует большей адаптивной мобильности, чем традиционные организации народных деревень.

1960-е

В 1963 году мы находим термин «Промышленная экология» (определяемый как «сложная экология современного индустриального мира»), используемый для описания социальной природы и сложности (и внутри) промышленных систем:[5]

... промышленные организации - это социальные, а не механические системы. Фирма - это не только работающая организация с рабочей целью. Это скорее сообщество со своей собственной «политикой», поскольку оно вовлечено в проблемы, связанные с надлежащим распределением власти между отдельными лицами и группами лиц, а также с вопросами индивидуального и группового престижа, влияния, статуса и положения. . [и он заключает, что] понимание, которое должен получить студент, изучающий менеджмент, - не что иное, как достижение понимания Промышленная экология большой сложности.

В 1967 году президент Американской ассоциации развития науки пишет в «Экспериментальном городе».[6] что "Есть примеры промышленный симбиоз где одна отрасль питается или, по крайней мере, нейтрализует отходы другой ... »Тот же автор в 1970 году говорит о« Следующей промышленной революции »[7] Концепция совместного использования и повторного использования материалов и энергии является центральной в его предложении о новой промышленной революции, и он цитирует агро-промышленный симбиоз как практический способ достижения этого:

Цель следующей промышленной революции состоит в том, чтобы гарантировать, что не будет такой вещи, как отходы, на том основании, что отходы - это просто какое-то вещество, которое мы не имеем права использовать ... Следующая промышленная революция - это создание огромная новая [отрасль, которая] ... не будет производить продукты, она будет перерабатывать то, что мы называем отходами, чтобы они могли быть воспроизведены на заводах в то, что нам нужно ... Наличие города рядом с сельской местностью приведет к отходам тепло, которое будет использоваться для ускорения биологических процессов обработки органических отходов, прежде чем они вернутся в землю. Это может закончиться элегантным расположением - электростанции расположены достаточно близко к центру использования, к людям, которые нуждаются в электроэнергии, но также, с точки зрения экономики, достаточно близко к сельскохозяйственным угодьям, чтобы там можно было использовать отработанное тепло. . Это пример агропромышленного симбиоза, если угодно его так называть.

В этих ранних статьях «Промышленная экология» используется в буквальном смысле - как система взаимодействующих промышленных предприятий. Отношение к естественным экосистемам (через метафору или аналогию) не является явным. Индустриальный симбиоз, с другой стороны, уже четко определен как тип промышленной организации, а термин «симбиоз» заимствован из экологических наук для описания аналогичного явления в промышленных системах.

1970-е годы

Промышленная экология является предметом исследований Японского института исследований промышленной политики с 1971 года. Их определение промышленной экологии - это «исследование перспектив динамической гармонизации между деятельностью человека и природой с помощью системного подхода, основанного на экологии (JIPRI, 1983)».[8] Эта программа привела к появлению ряда отчетов, доступных только на японском языке.

Одно из первых определений промышленной экологии было предложено Гарри Цви Эваном на семинаре Европейской экономической комиссии в Варшаве (Польша) в 1973 году (впоследствии Эван опубликовал статью в Journal for International Labor Review в 1974 году, т. 110. (3), стр. 219–233). Эван определил промышленную экологию как систематический анализ производственных операций, включая такие факторы, как: технологии, окружающая среда, природные ресурсы, биомедицинские аспекты, институциональные и правовые вопросы, а также социально-экономические аспекты.

В 1974 году термин «промышленная экология», возможно, впервые был связан с циклическим режимом производства (а не линейным, приводящим к отходам). В этой статье необходимость перехода к «промышленной экологии открытого мира» используется в качестве аргумента в пользу необходимости создания лунных индустрий:[9]

Низкий уровень жизни является для большинства развивающихся стран мощным стимулом к ​​повышению производительности и экономическому росту. Рост населения (пока он продолжается) - еще более мощный фактор увеличения мирового потребления. Таким образом, нагрузка на ресурсы будет расти. Вместо того, чтобы сожалеть об этом, нам лучше расти вместе с этим. Только через переход в открытый мир Промышленная экология - который включает в себя как благоприятную промышленную революцию на Земле, так и внеземную индустриализацию - можно ли преодолеть нынешние очевидные ограничения роста.

Многие элементы современной промышленной экологии были обычным явлением в промышленных секторах бывшего Советского Союза.[10] Например, «комбинированная продукция» (комбинированное производство) присутствовала с первых лет существования Советского Союза и сыграла важную роль в формировании моделей советской индустриализации. «Безотходной технологии» (безотходная технология) была внедрена в последние десятилетия существования СССР как способ увеличения промышленного производства при ограничении воздействия на окружающую среду. Федор Давитая, советский ученый из Республика Грузия, описал в 1977 году аналогию, связывающую промышленные системы с природными системами как модель желательного перехода к более чистому производству:

Природа работает без отходов. То, что отвергается одними организмами, дает пищу другим. Организация промышленности по этому принципу, когда отходы одних отраслей промышленности служат сырьем для других, означает, по сути, использование природных процессов в качестве модели, поскольку в них разрешение всех возникающих противоречий является движущей силой прогресса.[11]

1980-е

К 80-м годам промышленная экология уже была «продвинута» как предмет исследования, которым занимались несколько институтов по всему миру. В статье 1986 г., опубликованной в Экологическое моделирование, есть полное описание промышленной экологии и аналогия к естественному экосистемы четко указано:[12]

Структура и внутреннее устройство индустриального общества напоминают естественную экосистему. Понятия экологии, такие как среда обитания, последовательность, трофический уровень, ограничивающие факторы и метаболизм сообщества, также могут применяться к изучению экологии индустриального общества. Например, отрасль в обществе может расти или снижаться в результате динамических изменений экзогенных ограничивающих ресурсов и иерархической и / или метаболической структуры этого общества. При изучении экологии индустриального общества (далее именуемого 'Промышленная экология '), эти концепции и методологии, используемые при анализе экосистем, полезны.

Фактически, в упомянутой статье делается попытка смоделировать «индустриальную экологическую систему». Модель состоит из семи основных разделов: промышленность, население, рабочая сила, состояние жизни, окружающая среда и загрязнение, общее здоровье и гигиена труда. Обратите внимание на грубое сходство с факторами Эвана, указанными в предыдущем разделе.

В 80-е годы появился еще один родственный термин: "промышленный метаболизм ", наблюдается. Термин используется как метафора для организации и функционирования производственной деятельности.[13] В статье, защищающей «биологическую модуляцию земного углеродного цикла», автор делает необычное замечание в скобках:[14]

это неотъемлемое свойство жизни - экспоненциально размножаться до тех пор, пока не встретятся ограничения, установленные (I) доступностью биологически пригодной восстанавливающей силы, или (2) исчерпанием некоторых важных питательных веществ, или (3) аутотоксическим эффектом, наложенным жизнью на собственная среда. Эти ограничения универсальны и применимы к микробным экосистемам, а также к динамике популяций, казалось бы, неограниченного биологического супердоминанта, такого как Homo Sapiens (здесь конечный предел, вероятно, будет установлен аутотоксическим эффектом, оказываемым «экстрасоматическим» (промышленным) метаболизм человеческого рода).

1989 - Решающие статьи

В 1989 г. вышли две статьи, сыгравшие решающую роль в истории промышленной экологии. Первая была названа Робертом Эйресом «Промышленный метаболизм». По сути, Эйрес закладывает основы промышленной экологии, хотя в этой статье этого термина нет. В приложении к статье он включает «теоретическое исследование биосферы и индустриальной экономики как систем преобразования материалов и уроки, которые можно извлечь из их сравнения». Он предлагает следующее:[15]

Мы можем рассматривать и биосферу, и промышленную экономику как системы преобразования материалов. Биосфера в том виде, в котором она существует сейчас, представляет собой почти идеальную систему для переработки материалов. Когда зародилась жизнь на Земле, этого не было. Современная индустриальная система напоминает самую раннюю стадию биологической эволюции, когда самые примитивные живые организмы получали свою энергию из запасов органических молекул, накопленных в пребиотические времена. Для нас становится все более настоятельной необходимость извлекать уроки из биосферы и изменять наш промышленный метаболизм, процесс получения энергии и ценности, необходимый для экономического развития ... мы должны не только постулировать, но и действительно одобрить долгосрочный императив в пользу промышленного производства. метаболизм, который приводит к уменьшению извлечения первичных материалов, уменьшению потерь отходов и увеличению переработки полезных.

Термин «промышленная экология» привлекает к себе внимание в конце того же года (1989 г.) благодаря «Scientific American статья под названием «Стратегии производства». В этой статье Р. Фрош и Н. Галлопулос задаются вопросом, «почему бы нашей промышленной системе не вести себя как экосистема, где отходы какого-либо вида могут быть ресурс к другому виду? Почему бы продукция одной отрасли не стать вкладом другой, тем самым сокращая использование сырья, загрязнение и экономию на напрасно тратить лечение?"[16]

Это видение породило концепцию Эко-индустриального парка, промышленного комплекса, в котором действуют принципы промышленной экологии. Яркий пример - датский промышленный парк в городе Kalundborg. Там можно найти несколько связей между побочными продуктами и отходящим теплом между многочисленными объектами, такими как большая электростанция, нефтеперерабатывающий завод, фармацевтический завод, завод по производству гипсокартона, производитель ферментов, компания по утилизации отходов и сам город.[17]

Фроша и мышление Галлопулоса было в определенном смысле просто продолжением более ранних идей, таких как мышление об эффективности и сокращении отходов, провозглашенное Бакминстер Фуллер и его ученики (например, Дж. Болдуин ), и параллельные идеи об энергии когенерация, например, из Амори Ловинс и Институт Скалистых гор.

1990-е годы

В 1991 году К. Кумар Патель организовал плодотворный коллоквиум по промышленной экологии, состоявшийся 20 и 21 мая 1991 года в Национальной академии наук в Вашингтоне, округ Колумбия. Труды Национальной академии наук США, и они составляют отличный справочник по промышленной экологии. Статьи включают:

  • Jelinski, L.W .; Graedel, T. E .; Laudise, R.A .; McCall, D.W .; Патель, К. К. (1992). «Промышленная экология: концепции и подходы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 89 (3): 793–7. Дои:10.1073 / пнас.89.3.793. ЧВК  48326. PMID  11607253.
  • Фрош, Р. А. (1992). «Промышленная экология: философское введение». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 89 (3): 800–3. Дои:10.1073 / пнас.89.3.800. ЧВК  48328. PMID  11607255.
  • Нордхаус, В. Д. (1992). «Экология рынков». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 89 (3): 843–50. Дои:10.1073 / пнас.89.3.843. ЧВК  48338. PMID  11607264.
  • Осубель, Дж. Х. (1992). «Промышленная экология: размышления на коллоквиуме». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 89 (3): 879–84. Дои:10.1073 / pnas.89.3.879. ЧВК  48348. PMID  11607273.

Все двадцать три статьи доступны в Интернете.[18]

21-го века

В Журнал промышленной экологии (с 1997 г.), Международное общество промышленной экологии (с 2001 г.) и журнал Прогресс в промышленной экологии (с 2004 г.) покрыли промышленная экология в международном научном сообществе. Принципы промышленной экологии также появляются в различных сферах политики, таких как концепция циркулярной экономики, которая продвигается в Китае. Хотя определение циркулярной экономики еще не формализовано, в целом основное внимание уделяется таким стратегиям, как создание кругового потока материалов и каскадных потоков энергии. Примером этого может быть использование отходящее тепло от одного процесса для запуска другого процесса, который требует более низкой температуры. Это максимизирует эффективность эксергия использовать. Эта стратегия направлена ​​на более эффективную экономику с меньшим количеством загрязняющих веществ и других нежелательных побочных продуктов.[19]

Источники

  1. ^ Frosch, R.A .; Галлопулос, Н. (1989). «Стратегии производства». Scientific American. 261 (3): 144–152. Дои:10.1038 / scientificamerican0989-144.
  2. ^ Реннер, Г. (1947). «География промышленной локализации». Экономическая география. 23 (3): 167–189. Дои:10.2307/141510. JSTOR  141510.
  3. ^ Лезиус, Вальтер G (1937). «География производства стекла в Толедо, штат Огайо». Экономическая география. 13 (4): 402–412. Дои:10.2307/141587. JSTOR  141587.
  4. ^ Armstrong, L .; Башшур Р. (1958). «Экологические модели и ценностные ориентации в Ливане». Общественное мнение Ежеквартально. 22 (3): 406–415. Дои:10.1086/266808. JSTOR  2746350.
  5. ^ Барнард, Ф (1963). «Образование для менеджмента задумано как исследование промышленной экологии». Журнал профессионального образования и обучения. 15 (30): 22–26. Дои:10.1080/03057876380000041.
  6. ^ Спилхаус, Ательстан (1967). «Экспериментальный город». Дедал. 96 (4): 1129–41. JSTOR  20027108.
  7. ^ Спилхаус, А. (1970). «Следующая промышленная революция». Наука. 167 (3926): 1673. Дои:10.1126 / science.167.3926.1673. PMID  17729610.
  8. ^ Ogawa, H .; Sato, K .; Jo, N .; Noro, K .; Цучия, К. (1986). «Моделирование промышленных экологических систем для оценки медицинских услуг». Экологическое моделирование. 31 (1–4): 329–339. Дои:10.1016/0304-3800(86)90073-6.
  9. ^ Эрике, К. (1974). «Лунные индустрии и их значение для окружающей человека среды на Земле». Acta Astronautica. 1 (5–6): 585–622. Дои:10.1016 / 0094-5765 (74) 90023-Х.
  10. ^ Sathre, R .; Грдзелишвили, И. (2006). «Промышленный симбиоз в бывшем Советском Союзе». Прогресс в промышленной экологии. 3 (4): 379–392. Дои:10.1504 / pie.2006.011743.
  11. ^ Давитая, Ф. (1977) "Изменения в атмосфере и некоторые проблемы ее защиты", стр. 99–110 в Общество и окружающая среда: советский взгляд; Москва: Издательство Прогресс.
  12. ^ Ogawa, H .; Sato, K .; Jo, N .; Noro, K .; Цучия, К. (1986). «Моделирование промышленных экологических систем для оценки медицинских услуг». Экологическое моделирование. 31 (1–4): 329–339. Дои:10.1016/0304-3800(86)90073-6.
  13. ^ Хикс (1983). «Налог на имущество в новую индустриальную эру». Труды Академии политических наук. 35 (1): 208–221. Дои:10.2307/3700958. JSTOR  3700958.
  14. ^ Шидловски, М. (1984). «Биологическая модуляция земного углеродного цикла: изотопные ключи к ранней органической эволюции». Достижения в космических исследованиях. 4 (12): 183–93. Дои:10.1016/0273-1177(84)90561-1. PMID  11537773.
  15. ^ Эйрес, Р.У. 1989. Промышленный метаболизм. В области технологий и окружающей среды, J.H. Осубель и Х. Сладович, 23–49. 1-й. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.
  16. ^ Frosch, R.A .; Галлопулос, Н. (1989). «Стратегии производства». Scientific American. 261 (3): 144–152. Дои:10.1038 / scientificamerican0989-144.
  17. ^ Калундборгский центр промышленный симбиоз (2007) http://www.symbiosis.dk/
  18. ^ Труды Национальной академии наук США Том 89 (3).http://www.pnas.org/content/vol89/issue3/
  19. ^ Юань, Z; Bi, J; Моригуичи, Y (2008). «Циркулярная экономика: новая стратегия развития в Китае». Журнал промышленной экологии. 10 (1–2): 4–8. Дои:10.1162/108819806775545321.