تقييم دورة حياة المدخلات والمخرجات الاقتصادية

يتضمن تقييم دورة حياة المدخلات والمخرجات الاقتصادية ( EIO-LCA) استخدام بيانات إجمالية على مستوى القطاعات لتحديد حجم الأثر البيئي الذي يُعزى مباشرةً إلى كل قطاع من قطاعات الاقتصاد، ومقدار ما يشتريه كل قطاع من القطاعات الأخرى لإنتاج نتاجه. يُمكّن دمج مجموعات البيانات هذه من مراعاة السلاسل الطويلة (على سبيل المثال، يتطلب بناء سيارة طاقة، ولكن إنتاج الطاقة يتطلب سيارات، وبناء تلك السيارات يتطلب طاقة، وهكذا)، مما يُخفف إلى حد ما من مشكلة تحديد نطاق تقييمات دورة الحياة التقليدية . يتتبع تحليل EIO-LCA مختلف المعاملات الاقتصادية، ومتطلبات الموارد، والانبعاثات البيئية (بما في ذلك جميع متطلبات التصنيع والنقل والتعدين وما يتصل بها) اللازمة لإنتاج منتج أو خدمة معينة.

تعتمد تقنية تقييم دورة حياة المدخلات والمخرجات البيئية (EIO-LCA) على متوسطات على مستوى القطاع، والتي قد تكون أو لا تكون ممثلة لمجموعة فرعية محددة من القطاع ذات الصلة بمنتج معين. وإذا كانت السلعة أو الخدمة محل الاهتمام تمثل قطاعًا معينًا، فإن تقنية EIO-LCA قادرة على توفير تقديرات سريعة جدًا لتأثيرات سلسلة التوريد الكاملة لتلك السلعة أو الخدمة.

طوّر الاقتصادي الحائز على جائزة نوبل، فاسيلي ليونتيف ، تحليل المدخلات والمخرجات الاقتصادية . وهو يُحدد العلاقات المتبادلة بين قطاعات النظام الاقتصادي، مما يُتيح تحديد المدخلات الاقتصادية المباشرة وغير المباشرة للمشتريات. وقد تم توسيع هذا المفهوم ليشمل بيانات حول التحليل البيئي وتحليل الطاقة من كل قطاع، وذلك لمراعاة الآثار البيئية لسلسلة التوريد الناتجة عن النشاط الاقتصادي. ^{[ 1 ]}

تجمع الحكومة الفيدرالية في الولايات المتحدة جداول معاملات المدخلات والمخرجات، التي تتعقب تدفقات المشتريات بين القطاعات. ويعمل نظام المدخلات والمخرجات المتكامل (EIO) على النحو التالي: إذا${\displaystyle X_{ij}}$يمثل هذا المبلغ الذي يمثله هذا القطاع${\displaystyle j}$تم شراؤه من القطاع${\displaystyle i}$في سنة معينة و${\displaystyle y_{i}}$هو "الطلب النهائي" على الإنتاج من القطاع${\displaystyle i}$(أي كمية الإنتاج المشتراة للاستهلاك، على عكس ما تشتريه الشركات الأخرى كمواد لزيادة الإنتاج)، ثم إجمالي الإنتاج${\displaystyle x_{i}}$من القطاع${\displaystyle i}$يشمل ذلك الإنتاج الموجه للمستهلكين بالإضافة إلى الإنتاج المباع لقطاعات أخرى:

${\displaystyle x_{i}=y_{i}+\sum _{j}X_{ij}}$

إذا عرّفنا${\displaystyle A_{ij}}$كإنتاج معياري لكل قطاع، بحيث${\displaystyle A_{ij}=X_{ij}/x_{j}}$، ثم

${\displaystyle x_{i}=y_{i}+\sum _{j}A_{ij}x_{j}}$

في تدوين المتجهات

${\displaystyle \mathbf {x} =\mathbf {y} +\mathbf {Ax} }$

${\displaystyle \mathbf {y} =(\mathbf {IA} )\mathbf {x} }$

${\displaystyle \mathbf {x} =(\mathbf {IA} )^{-1}\mathbf {y} }$

تشير هذه النتيجة إلى أن معرفة الطلب النهائي فقط من كل قطاع لا تكفي.${\displaystyle \mathbf {y} }$ومصفوفة الإدخال/الإخراج المعيارية${\displaystyle \mathbf {A} }$ويمكن للمرء حساب إجمالي الإنتاج الضمني${\displaystyle \mathbf {x} }$من كل قطاع من قطاعات الاقتصاد. إذا توفرت بيانات عن انبعاثات معينة (أو سمة أخرى ذات أهمية) من كل قطاع من قطاعات الاقتصاد، فسيتم إنشاء مصفوفة.${\displaystyle \mathbf {R} }$يمكن تجميعها لتمثيل مختلف الانبعاثات (الأعمدة) لكل دولار من الناتج من كل قطاع (الصفوف). إجمالي الانبعاثات الإضافية${\displaystyle \Delta \mathbf {b} }$مرتبط بالطلب النهائي الإضافي لـ${\displaystyle \Delta \mathbf {y} }$ويمكن حسابها على النحو التالي:

${\displaystyle \Delta \mathbf {b} =\mathbf {R} ^{T}\Delta \mathbf {x} =\mathbf {R} ^{T}(\mathbf {IA} )^{-1}\Delta \mathbf {y} }$

تُمكّن هذه النتيجة البسيطة من إجراء تحليل سريع للغاية، مع مراعاة الإصدارات المرتبطة بمتطلبات سلسلة التوريد بأكملها اللازمة لتلبية طلب نهائي محدد، في المتوسط. تستند المعادلات إلى بيانات متوسطة في الاقتصاد الحالي، ولكن يمكن استخدامها للتنبؤ بالتغيرات الطفيفة في الإنتاج (مثل وحدة إضافية من منتج معين) إذا

1. يُفترض أن يكون متوسط ​​الناتج والناتج الحدي متقاربين بدرجة كافية (أي أن تأثير وحدة إضافية واحدة يساوي تأثير الوحدة المتوسطة )، و
2. التغير الهامشي في الناتج النهائي${\displaystyle \Delta \mathbf {y} }$يمثل المنتج محل الاهتمام (على سبيل المثال: إذا كان المنتج سيستخدم الكهرباء من طاقة الرياح حصريًا، فإن استخدام قطاع الكهرباء، الذي يهيمن عليه الفحم، سيؤدي إلى تقدير ضعيف).

وأخيرًا، إذا كان لدى الباحث تقديرات لتقييم تكاليف التأثيرات الخارجية المرتبطة بكل بند في${\displaystyle \mathbf {b} }$(أو، بدلاً من ذلك، إذا كانت معاملات الترجيح متاحة والتي تمثل الأهمية النسبية لكل عنصر في${\displaystyle \mathbf {b} }$باستخدام المؤشرات البيئية ، على سبيل المثال، يمكن تجميع تكاليف التأثيرات الخارجية (أو الأوزان) لكل وحدة من الانبعاثات في متجه.${\displaystyle \mathbf {m} }$من أجل حساب "مقياس التأثير البيئي" القياسي${\displaystyle m}$:

${\displaystyle \Delta m=\mathbf {m} ^{T}\Delta \mathbf {b} =\mathbf {m} ^{T}\mathbf {R} ^{T}\Delta \mathbf {x} =\mathbf {m} ^{T}\mathbf {R} ^{T}(\mathbf {IA} )^{-1}\Delta \mathbf {ص} }$

بشكل عام، هناك قدر كبير من عدم اليقين المرتبط بتقديرات${\displaystyle \mathbf {m} }$لذا، ينبغي إجراء هذا التجميع بحذر شديد، بما في ذلك تحليل الحساسية . عادةً ما يفحص الباحثون عناصر محددة من${\displaystyle \mathbf {b} }$بدلاً من محاولة التجميع.

النتيجة الرئيسية هي أنه من خلال جمع البيانات حول متوسط ​​معاملات القطاع الاقتصادي${\displaystyle \mathbf {A} }$ومتوسط ​​انبعاثات القطاع${\displaystyle \mathbf {R} }$من الممكن إجراء تنبؤات سريعة بشأن انبعاثات سلسلة التوريد الكاملة المرتبطة بمنتج معين من خلال تمثيل المنتج كتغيرات هامشية في الإنتاج من القطاعات ذات الصلة.${\displaystyle \mathbf {y} }$.

بدأ باحثون في معهد التصميم الأخضر بجامعة كارنيجي ميلون بتطوير أداة إلكترونية لإجراء تقييم دورة حياة المدخلات والمخرجات البيئية (EIO-LCA) في تسعينيات القرن الماضي. يتتبع البرنامج الأساسي ^{[ 2 ]} مختلف المعاملات الاقتصادية، ومتطلبات الموارد، والانبعاثات البيئية المرتبطة بإنتاج منتج أو خدمة معينة. ويشمل النموذج جميع متطلبات التصنيع والنقل والتعدين وما يتصل بها لإنتاج منتج أو خدمة. على سبيل المثال، قد يرغب المرء في تتبع آثار شراء حديد التسليح بقيمة 46,000 دولار أمريكي والخرسانة بقيمة 104,000 دولار أمريكي لرصف كيلومتر واحد من الطريق. ويمكن تقدير الآثار البيئية لهذه المشتريات باستخدام تقييم دورة حياة المدخلات والمخرجات البيئية (EIO-LCA). ويستند النموذج الحالي (2002) إلى نموذج المدخلات والمخرجات الصناعية لقطاعات الاقتصاد الأمريكي البالغ عددها 428 قطاعًا، والصادر عن وزارة التجارة الأمريكية.

في عام 2018، طورت مجموعة فيتال ميتريكس، وهي شركة استشارات بيئية، أداة تحليل إنفاق عبر الإنترنت ^{[ 3 ]} لتقييم الآثار البيئية المرتبطة بسلسلة التوريد الكاملة للمؤسسة. وتتوافق هذه الأداة مع منهجية تقييم الآثار القائمة على الإنفاق والمحددة في معيار المحاسبة والإبلاغ لسلسلة القيمة المؤسسية لبروتوكول غازات الاحتباس الحراري . وتعتمد الأداة على الأرشيف الشامل للبيانات البيئية (CEDA) ^{[ 4 ]} ، وهو قاعدة بيانات EIO-LCA خاضعة لمراجعة النظراء، وتعتمد على عام 2014 كسنة أساس. ويمثل CEDA 389 قطاعًا صناعيًا، والسلع والروابط بينها، وأكثر من 2700 عملية تبادل بيئي ناتجة عنها، بما في ذلك استخراج الموارد الطبيعية المختلفة، واستهلاك المياه، واستخدام الأراضي، والانبعاثات في الهواء والماء والتربة.

تستخدم هذه المقالة نصًا من موقع Design Decisions Wiki المؤرشف بتاريخ 2009-08-09 في Wayback Machine بموجب رخصة GFDL .

• برنامج EIO-LCA
• أداة تحليل الإنفاق من فيتال ميتريكس