Войти
Анализ потока материалов ( MFA ), также называемый анализом потока вещества ( SFA ), представляет собой аналитический метод для количественной оценки потоков и запасов материалов или веществ в четко определенной системе. MFA - важный инструмент для изучения биофизических аспектов человеческой деятельности в различных пространственных и временных масштабах. Он считается основным методом промышленной экологии или антропогенного, городского, социального и промышленного метаболизма. MFA используется для изучения потоков материалов, веществ или продуктов в различных промышленных секторах или внутри экосистем. MFA может также применяться к отдельной промышленной установке, например, для отслеживания потоков питательных веществ через установку для очистки сточных вод. В сочетании с оценкой затрат, связанных с материальными потоками, это бизнес-ориентированное приложение MFA называется расчетом затрат на материальный поток. MFA - важный инструмент для изучения экономики замкнутого цикла и разработки управления материальными потоками. С 1990-х годов количество публикаций, связанных с анализом материальных потоков, неуклонно растет. Рецензируемые журналы, которые публикуют работы, связанные с МИД, включают Journal of Industrial Ecology, Ecological Economics, Environmental Science and Technology, а также Resources, Conservation, and Recycling.
Человеческие потребности, такие как жилье, еда, транспорт или связь, требуют таких материалов, как дерево, крахмал, сахар, железо и сталь, медь или полупроводники. По мере развития общества и расширения экономической деятельности производство, использование и удаление материалов увеличиваются до уровня, при котором нежелательные воздействия на окружающую среду и общество больше нельзя игнорировать ни на местном, ни на глобальном уровне. Материальные потоки лежат в основе местных экологических проблем, таких как выщелачивание со свалок или разливов нефти. Растущая озабоченность по поводу глобального потепления ставит прежде неважный поток отходов, двуокись углерода, на первое место в политической и научной повестке дня. Постепенный переход от производства первичных материалов к горнодобывающей промышленности в городах в развитых странах требует детальной оценки используемых и устаревших запасов материалов в человеческом обществе. Поэтому ученым, отраслям, государственным органам и НПО нужен инструмент, дополняющий экономический учет и моделирование. Им нужен систематический метод для отслеживания и отображения запасов и потоков материалов, входящих, находящихся внутри и покидающих различные процессы в антропосфере. Анализ материальных потоков является таким методом.
MFA основан на двух фундаментальных и устоявшихся научных принципах: системном подходе и балансе массы. Определение системы является отправной точкой каждого исследования MFA.
Базовая система MFA без количественной оценки. 
Более общая система MFA без количественной оценки. Система MFA - это модель промышленного предприятия, промышленного сектора или проблемного региона. Уровень детализации модели системы выбирается в соответствии с целью исследования. Система MFA всегда состоит из границы системы, одного или нескольких процессов, материальных потоков между процессами и запасов материалов внутри процессов. Физический обмен между системой и окружающей средой происходит через потоки, пересекающие границу системы. Вопреки предвзятому мнению, что система представляет собой конкретную промышленную установку, системы и процессы в MFA могут представлять гораздо более крупные и абстрактные объекты, если они четко определены. Явное определение системы помогает практикующему специалисту найти доступную количественную информацию в системе либо в виде запасов в рамках определенных процессов, либо в виде потоков между процессами. Описание системы MFA может быть уточнено путем дезагрегирования процессов или упрощено путем агрегирования процессов.
Наряду с указанием организации процессов, запасов и потоков в определении системы практикующему специалисту также необходимо указать масштаб и индикаторный элемент или материал изучаемой системы. Пространственный масштаб описывает географический объект, охватываемый системой. Система, представляющая определенный промышленный сектор, может быть применена к США, Китаю, определенным регионам мира или миру в целом. Временная шкала описывает момент времени или промежуток времени, для которого система оценивается количественно. Индикаторный элемент или материал системы - это физический объект, который измеряется и для которого выполняется баланс масс. Как следует из названия, индикаторный элемент - это определенный химический элемент, такой как кадмий, или такое вещество, как CO 2. Как правило, материал или продукт также можно использовать в качестве индикатора, если для него можно установить баланс процесса. Примерами более общих показателей являются такие товары, как легковые автомобили, материалы, такие как сталь, или другие физические величины, такие как энергия.
MFA требует от практиков точного использования терминов «материал», «вещество» или «хороший», как это изложено, например, в главе 2.1 Бруннера и Рехбергера, одной из основных ссылок на метод MFA.
Типичная система MFA с количественной оценкой. Одна из основных целей MFA - количественная оценка метаболизма элементов системы. В отличие от экономического учета, MFA также охватывает неэкономические потоки отходов, выбросы в окружающую среду и нерыночные природные ресурсы.
Модель производственного процесса в хозяйственном учете (вверху) и в физическом учете (внизу). Баланс процессов - это физический принцип первого порядка, который превращает MFA в мощный инструмент учета и анализа. Какие балансы применяются, зависит от характера процессов в системе. Например, для процесса « нефтепереработка » можно установить баланс масс для каждого химического элемента, в то время как для атомной электростанции это невозможно. Завод по производству автомобилей соблюдает баланс по стали, а сталелитейный завод - нет.
При количественной оценке систем MFA либо измерениями, либо на основе статистических данных, массовые и другие балансы процесса должны быть проверены, чтобы гарантировать правильность количественной оценки и выявить возможные несоответствия данных или даже неправильные представления в системе, такие как пропуск потока или процесса.. Конфликтующую информацию можно согласовать с помощью проверки и согласования данных, а программное обеспечение STAN предлагает базовые функции согласования, которые подходят для многих приложений MFA.
Исследования MFA проводятся в различных пространственных и временных масштабах и для множества элементов, веществ и товаров. Они охватывают широкий спектр технологических цепочек и материальных циклов. Несколько примеров:
Современный MFA состоит из следующих этапов:
В то время как термин «вещество» в «анализе потока вещества (SFA) всегда относится к химическим веществам, термин« материал »в« анализе потока материала (MFA) »имеет гораздо более широкую область применения. Согласно Бруннеру и Рехбергеру, термин «материал» включает вещества И товары, и причиной такой широкой области применения является желание применять MFA не только к химическим элементам или веществам, но и к таким материалам, как сталь, древесина или продукты, такие как автомобили или здания.. Таким образом, можно провести MFA для парка пассажирских транспортных средств путем регистрации транспортных средств, входящих и покидающих фазу использования.
MFA дополняет другие основные методы оценки жизненного цикла (LCA) методов промышленной экологии и модели ввода-вывода (I / O). Существуют некоторые совпадения между различными методами, поскольку все они разделяют системный подход и до некоторой степени принцип баланса массы. Методы в основном различаются по назначению, объему и требованиям к данным.
Исследования MFA часто охватывают весь цикл (добыча, производство, производство, использование, обращение с отходами) определенного вещества в определенных географических границах и временных рамках. Запасы материалов указаны в MFA, что делает этот метод подходящим для исследований, связанных с дефицитом ресурсов и переработкой старого лома. Распространенное использование временных рядов (динамическое моделирование) и моделей срока службы делает MFA подходящим инструментом для оценки долгосрочных тенденций в использовании материалов.
