Zur Verknüpfung von Materialflussanalyse und Input-Output- Analyse Methoden, Anwendungen, Forschungsbedarf Helga Weisz 1) and Peter Fleissner 2) 1) IFF-Soziale.

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1 Zur Verknüpfung von Materialflussanalyse und Input-Output- Analyse Methoden, Anwendungen, Forschungsbedarf Helga Weisz 1) and Peter Fleissner 2) 1) IFF-Soziale Ökologie, Universität Klagenfurt in Wien, 2) Inst. für Gestaltungs- und Wirkungsforschung, TU Wien TU-Wien, 12. April 2005

2 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Materialflussanalyse und Gesellschaftlicher Stoffwechsel Pioniere: Ayres, Kneese 1960er und 1970er: volkswirtschaftliche Materialbilanzen Modernes Konzept: Gesellschaftlicher/Industrieller Stoffwechsel: Baccini und Brunner (1991), Fischer-Kowalski and Haberl (1993), Ayres and Simonis (1994). Nationale MFAs –Erste nationale MFAs: Österreich (Steurer 1992), Japan (Japan Environment Agency 1992) und Deutschland (Schütz and Bringezu 1993) –The material basis of industrial economies (Adriaanse et al. 1997) –Weight of nations (Matthews et al. 2000) –Methodenharmonisierung: (Eurostat 2001) –Implementierung in die EU Umweltberichterstattung (Eurostat 2002 and 2005) –Diskussion von MFA Indikatoren in EEA, European Commission (DG env.) und OECD im Zuge der Entwicklung einer Strategie nachhaltiger Nutzung von Ressourcen.

3 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Grundmodel einer nationalen MFA Source: Matthews et al., 2000 (slightly modified) Stocks Domestic Environment Economic Processing IF DE unused TMR TDO DE DPO Air, Water Vapour Imports Exports DMI

4 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Grenzen nationaler MFAs Volkswirtschaft wird als black box betrachtet, keine Differenzierung nach Wirtschaftssektoren bzw. Gütern Keine überzeugende Methode um Vorleistungsmaterialverbrauch von Importen und Exporten zu berechnen (Probleme des LCA Ansatzes) Zu geringe Differenzierung nach Materialgruppen Kein eindeutiger Bezug zwischen Massenströmen und Umweltschädigung

5 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 IOA und MFA: Anwendungen Accounting: physische Tabellen: Sektorale Materialbilanzen, z.B. Abschätzung des gesamten sektoralen Abfallvolumens mit Hilfe von PIOTs (Katterl und Kratena 1990, Ayres and Ayres 1999). Analyse: physische Modelle Dematerialisierung, ökologisch ungleicher Handel, nachhaltige Nutzung von Ressourcen, Korrektur nationaler Umweltindikatoren. –Weiterentwicklung von MFA Indikatoren (Eurostat et al. 2005), raw material equivalents der Importe und Exporte (Eurostat 2001). –Analyse der spezifischen (pro Einheit Output) und gesamten direkten und indirekten Umweltbelastung (z. B. Rohmaterialverbrauch, Landnutzung, Wasserbrauch, Produktionsabfall, Emissionen, Energieverbrauch etc.) die durch die Bereitstellung von Gütern und Dienstleitungen der verschiedenen Sektoren für den Endverbrauch entstehen.

6 IOA und MFA Accounting

7 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Struktur einer Input Output Tabelle Z = {z ij } Y = {y ik }x = {x i } Fa = {fa lj } x T = {x j }

8 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Möglichkeiten der Integration von MFA in IO Tabellen 1.Erweiterte monetäre IO Tabelle (MIOT) mit zusätzlichen Vektoren, für Materialflüsse die als Produktionsfaktoren (factor inputs) interpretiert werden (NAMEA System). 2.Physische IO Tabelle (PIOT): Gesamte Tabelle in physischen Einheiten, hier Masseeinheiten (Vorleistungsmatrix, Endkonsum Matrix und Faktor Input Matrix), entspricht einer Weiterentwicklung der nMFA in eine Massen PIOT, MFA ist in Faktor Input Matrix integriert. 3.Hybride Tabellen: hybrid bezieht sich immer auf den Produktionsoutput. Verschiedene Möglichkeiten, z.B. Output der Güter produzierenden Sektoren in Tonnen, Output der Dienstleistungssektoren in Geldeinheiten.

9 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Erweiterte MIOT Dänemark 1990 Milliarden DKK (blau) und Millionen Tonnen (braun) Quelle: Pedersen 1999 und Eurostat 2005, aggregiert zu 2 x 2 von HW

10 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 PIOT Dänemark 1990 Millionen Tonnen Quelle: Pedersen 1999 und Eurostat 2005, aggregiert zu 2 x 2 von HW

11 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Hybride IOT Dänemark 1990 Milliarden DKK (blau) und Millionen Tonnen (braun) Quelle: Pedersen 1999 und Eurostat 2005, aggregiert zu 2 x 2 von HW

12 IOA und MFA Analyse

13 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Analyse: Input-Output Analyse Entwickelt von Wassily Leontief (1936, 1941) um die wechselseitigen Abhängigkeiten der Sektoren einer Volkswirtschaft zu analysieren Empirische Basis sind Input-Output Tabellen Einfachstes IO Modell: offenes statisches IOM –Kernelement Koeffizientenmatrix –Die Koeffizientenmatrix wird gebildet indem der Sekundärinput (i.e. der Input aus anderen Produktionssektoren) jedes Sektors durch dessen Gesamtoutput dividiert wird (Inputkoeffizienten). –Zwei Möglichkeiten Input und Output Koeffizienten, korrespondiert mit den Annahmen einer konstanten Technologie (Inputkoeffizienten)und konstanten Allokationswegen (Outputkoeffizienten)

14 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Direkte und indirekte Vorleistungen A = {a ij } = {z ij /x j }

15 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Das statische offene Basis IO Model Diese Koeffizientenmatrix ist in der Form (I-A) -1 (Leontief Inverse) das Kernelement des statischen IO Modells, (Mengenmodel) wobei I die Einheitsmatrix ist. x = (I-A) -1 y Mit diesem Modell können direkte und indirekte, sekundäre und primäre Vorleistungen errechnet werden, die für die Bereitstellung einer gegebenen Menge an Gütern (und Dienstleistungen) für den Endkonsum bei einer gegebenen Technologie notwendig sind. Dieses Modell kann auf monetären IO Tabellen basieren und Materialflüsse als zusätzlichen Vektor verwenden, es kann auf physischen Tabellen oder auf mixed unit Tabellen basieren.

16 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Empirisches Beispiel: Vergleich monetärer, physischer und hybrider IO Modelle Quelle: Weisz (2004, unpublished) basierend auf: MIOT und PIOT, Deutschland 1990 (Stahmer 2000), Aggregation Hubacek and Giljum (2003), Landnutzungsvektor, Hubacek and Giljum (2003), PIOT Struktur Dietzenbacher (2004), mixed unit IOT Struktur, Weisz (2004, unpublished)

17 Soziale Ökologie; Universität Klagenfurt in WienSeminar Prof. Fleissner, TU Wien, Sommersemester 2005 Forschungsbedarf Welches Modell ist das richtige? Struktur von physischen Tabellen –Allgemeine Definition Faktor Inputs, Güter und Dienstleistungen –Die aussagekräftigsten Einheiten –Vor- und Nachteile einer Messung in physischen Einheiten –Die Integration von Abfällen und Emissionen –Harmonisierung (PIOT, MIOT, MFA, NAMEA, SEEA) Physische Input-Output Analyse und Standard Annahmen des statischen offenen IO Modells, Rolle der Preise Explizite Darstellung und Analyse von sektoralen Preisen