Основное уравнение материального баланса. Первый и второй законы термодинамики

На протяжении всей истории своего существования человечество пользовалось благами и услугами окружающей среды. За исключением эпохи палеолита с ее присваивающим типом

характер. Развитие цивилизации сопровождалось формированием техногенного типа экономического развития, ведущего к загрязнению и истощению окружающей природной среды.

Существуют различные подходы к моделированию взаимодействия экономики и окружающей среды. С точки зрения первого закона термодинамикизакона сохранения вещества и энергии поток ресурсов, поступающий в экономику из окружающей среды, должен быть равен потоку отходов, поступающих в окружающую среду в результате экономической деятельности человека. Поскольку часть отходов подвергается рециркуляции и возвращается в производственное и личное потребление, в окружающую среду поступает только непереработанная часть отходов.

Значение рециркуляции отходов заключается в том, что она позволяет экономить первичные ресурсы и предотвращать загрязнение окружающей среды без негативных последствий для экономического развития. Однако согласно второму закону термодинамикизакона энтропии возможности рециркуляции ограничены. Суть этого закона заключается в том, что в ходе преобразования веществ и сил природы часть энергии безвозвратно утрачивается.

Обозначим объем производственных ресурсов (минерально-сырьевые, водные, земельные, лесные, биологические, рекреационные и др.) как R_p, а объем ресурсов, непосредственно используемых для потребления (водоемы и лес для рекреационных целей, рыбные ресурсы как объект спортивной ловли и.т. п.) как R_c. Суммарный поток ресурсов трансформируется в выпуск продукции Q, первичные отходы всех сфер экономики ΣW_i, и сумму рециркулированных отходов Σr_i.Тогда получаем следующее уравнение: ΣΣ−+=+iicprWQRR.

Это уравнение и есть основное уравнение материального балансамежду экономической системой и окружающей средой.

Важнейшим требованием современности является минимизация остаточных отходов ()min⇒−ΣΣiirW(+pRR. ля этого. В свою очередь, необходимо соблюдение условия Д )min⇒c.

Возможны два пути реализации этого условия:

1) ΣΣ⇒−+miniirWQ, 2) max⇒+cpRRQ.

Смысл второго условия заключается в том, что достигнутые уровни производства и потребления сохраняются только в случае сокращения объема экономического использования первичных ресурсов. Это, в свою очередь, требует экологизации производства и потребления, а также организации рециркуляции отходов. Именно такая модель взаимодействия между экономической системой и окружающей средой характерна для высокоразвитых стран.

Первое условие описывает ситуацию, характерную для стран с незначительной степенью экологизации производства, к числу которых относится и Беларусь. В соответствии с количеством слагаемых в первой части уравнения здесь можно выделить три направления усилий: сокращение объема производства, сокращение объема суммарных первичных отходов и увеличение объема рециркулируемых отходов.

Существует множество моделей материальных потоков между экономической системой и окружающей средой. Одной из наиболее популярных является модель Д. Пирса и К. Тернера, которая является удобным инструментом анализа необходимости сохранения запасов природных ресурсов для того, чтобы не подрывать основы благосостояния будущих поколений. Тем самым она служит иллюстрацией основных положений концепции устойчивого развития, которая будет подробно рассмотрена позже.

Природные ресурсы, как известно, подразделяются на возобновимые и невозобновимые. Для устойчивости воспроизводства возобновимых ресурсов необходимо, чтобы объем их добычи не превышал ежегодно возобновляемого запаса. Если это условие не соблюдается, то они воспроизводятся в меньшем объеме, что негативно влияет на удовлетворение потребностей будущих поколений.

Для невозобновимых природных ресурсов условием устойчивого развития является, чтобы добыча не превышала существующего запаса разведанных месторождений.

В процессе освоения человечеством окружающей среды сложился техногенный тип экономического развития, принципом которого является преобразование природы в соответствии с потребностями человека. Результатами такого пути развития являются загрязнение и истощение окружающей среды, формирование психологии «покорителя природы», который эксплуатирует окружающую среду, заботясь только о собственных нуждах и не задумываясь о последствиях.

2.2.Основные концепции взаимосвязи между экономическим и экологическим развитием: фронтальная экономика, концепция охраны окружающей среды, концепция умеренного развития, экотопия, концепция гармоничного развития общества и природы.

К настоящему времени сложилось несколько концепций эколого-экономического развития общества. Наиболее известными из них являются: фронтальная экономика, эктопия, концепция охраны окружающей среды, концепция умеренного развития и концепция гармо-ничного развития общества и природы. На противоположных полюсах в этом перечне находятся концепции фронтальной экономики и эктопии. Первая из них делает акцент на экономическом росте, игнорируя экологические проблемы, а вторая, напротив, отстаивает необходимость сворачивания экономического развития в пользу обеспечения экологической безопасности. Три оставшиеся концепции сочетают экономические и экологические цели развития в той или иной пропорции.

Фронтальная экономика- это классическая модель экономического развития с тремя базовыми предположениями:

1) природа является источником неиссякаемых ресурсов и безграничным поглотителем отходов;

2) нет необходимости в сопоставлении объемов добычи и использования ресурсов с их запасами;

3) основными факторами, лимитирующими экономическое развитие, являются труд и капитал.

Такая модель развития преобладала до 60.70-х гг. ХХ века в большинстве развитых стран мира. Окружающая среда рассматривалась как нечто внешнее по отношению к экономике, а природоохранная деятельность сводилась в основном к защите от уничтожения определенных видов животных и растений, а также к созданию особо охраняемых территорий в виде заповедников и национальных парков. Сторонники концепции фронтальной экономики не отрицают загрязнения и деградации окружающей среды, но в то же время в решении экологических проблем они полагаются на новые возможности, возникающие в ходе НТП: разработку новых материалов, рециркуляцию отходов. Использование альтернативных источников энергии и т.д. По их мнению, нет необходимости в экономии ресурсов и соответствующем сокращении производства, поскольку на смену исчерпанным ресурсам придут новые, изобретенные в ходе НТП.

Концепция эктопииявляется антиподом фронтальной экономики. Эктопия- это своеобразный синтез фундаментальных положений философии Древнего Востока и некоторых современных направлений философской мысли с акцентом на нравственные и духовные стороны взаимодействия человека с природой. Эта концепция призывает к воссоединению с природой путем возвращения человечества на доиндустриальную стадию развития, содействию сохранения биологического разнообразия, использованию простых производственных технологий, сворачиванию масштабов рыночной экономики. Одним из путей решения экологических проблем сторонники концепции эктопии считают сокращение населения Земли.

Резкое ухудшение качества окружающей среды в 60.70-е гг., вызвавшее экономические потери, привело к разработке концепции охраны окружающей среды. В соответствии с ней ведущим принципом экономического развития становится получение максимальных эко-номических результатов при минимальных экологических потерях. Концепция охраны окружающей среды предполагает введение платы за загрязнение окружающей среды, оценки социальных издержек загрязнения, установления цен на природные ресурсы и экологические блага, использования в процессе принятия экономических решений анализа «издержки-выигрыш» с учетом приодоохранных издержек.

Слишком высокая экологическая цена экономического роста породила идею о необходимости его ограничения, на базе которой сформировалась концепция умеренного развития экономики. Она предусматривает постепенную стабилизацию уровня производства и переход к рациональному использованию природных ресурсов.

Концепция умеренного развития приближает общество к формированию ноосферы как высшей стадии развития биосферы. Идея ноосферы развивается в рамках концепции гармоничного развития общества и природы,которая не противопоставляет общество и природу. А рассматривает их как единое целое. Таким образом. Экономика и окружающая среда включены в единую систему с кругооборотом вещества и энергии. Главным достоинством этой модели является то, что в ней делается попытка отказаться от господства человека над природой и установить между ними «партнерские» отношения. Несмотря на свою утопичность в нынешних условиях, эта концепция служит хорошим ориентиром для исследований взаимодействия человека с окружающей средой.