Industrial Ecology

Ecology Economics

Industrial Ecology

International Society for Industrial Ecology ISIE

Konferenzen der ISIELeiden (NL) 2001Ann Arbour (USA) 2003Stockholm (S) 2005

Journal for Industrial Ecology JIE - MIT Press, Yale Universitygegründet 1997

Die Zeitschrift Ecological Economics

gibt es schon seit 1988.European Society for Ecological EconomicsESEEInternational Society for Ecological EconomicsISEE, seit 1989

IÖW – Institut für Ökologische WirtschaftsforschungBerlin

The journal is concerned with extending and integrating the study and management of “nature's household” (ecology) and “humankind's household” (economics). This integration is necessary because conceptual and professional isolation have led to economic and environmental policies which are mutually destructive

von Elsevier

Specific research areas covered include: valuation of natural resources, sustainable agriculture and development, ecologically integrated technology, integrated ecologic-economic modelling at scales from local to regional to global, implications of thermodynamics for economics and ecology, renewable resource management and conservation, critical assessments of the basic assumptions underlying current economic and ecological paradigms and the implications of alternative assumptions, economic and ecological consequences of genetically engineered organisms, and gene pool inventory and management, alternative principles for valuing natural wealth, integrating natural resources and environmental services into national incomeand wealth accounts, methods of implementing efficient environmental policies, case studies of economic-ecologic conflict or harmony, etc. New issues in this area are rapidly emerging and will find a ready forum in Ecological Economics.

environmental policies which are mutually destructive rather than reinforcing in the long term. The journal is transdisciplinary in spirit and methodologically open.

Elinor Oström Nobelpreis für Wirtschaftswissenschaften 2009

Elinor Ostrom studierte Politikwissenschaft an der University of California, Los Angeles (UCLA) und schloss nach dem Bachelor of Arts (BA, 1954) und dem Master of Arts (MA, 1962) dort ihre Studien im Jahre 1965 mit dem PhD ab. In ihrer Doktorarbeit Public Entrepreneurship: A Case Study in Ground Water Basin

Management analysierte sie Strategien, mittels derer öffentliche Unternehmen das Problem der Salzwasserkontamination des Grundwassers in Los Angeles lösen wollten.wollten.Im Jahre 1973 gründete sie zusammen mit ihrem Mann Vincent Ostrom den Workshop in Political Theory and Policy Analysis an der Indiana University in Bloomington, der weltweit als eines der wichtigsten Zentren für Allmendestudienangesehen wird. 2006 gründete sie das Center for the Study of Institutional Diversity

(CSID) an der Arizona State University als Schwesterinstitut des Workshops. Internationale Kooperationen bestehen vor allem mit dem Zentrum für

interdisziplinäre Forschung (ZiF) in Bielefeld und der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin, Deutschland, sowie mit dem Beijer Institute of Ecological Economics in Stockholm, Schweden.

Governing the Commons (1990)

International bekannt wurde sie vor allem mit ihrem Buch Governing the Commons: The Evolution of Institutions for

Collective Action (1990), in dem sie sich mit Problemen kollektiven Handelns bei knappen natürlichen Ressourcen, die gemeinschaftlich genutzt werden (Allmenden), beschäftigt. Sie kam zu dem Ergebnis, dass für eine angemessene und nachhaltige Bewirtschaftung von lokalen Allmenderessourcen in vielen Fällen eine institutionalisierte lokale Kooperationder Betroffenen sowohl staatlicher Kontrolle als auch Privatisierungen überlegen sei.In einem institutionenökonomischen Ansatz stellte sie zwei voneinander getrennte Probleme heraus, zum einen die Nutzung und zum anderen die Bereitstellung der Ressourcen betreffend (Aneignungs- und Bereitstellungsproblem). Anhand der Analyse zahlreicher Einzelfälle weltweit, wie zum Beispiel regionale Bewirtschaftungsformen für Hochgebirgsalmen in der Schweiz und Japan sowie Bewässerungssysteme in Spanien und den Philippinen, zeigt sie erfolgreiche und gescheiterte Beispiele für die nachhaltige Bewirtschaftung von lokalen Allmenderessourcen in Selbstorganisation auf.Als Resümee ihrer Forschung nennt Ostrom folgende Prinzipien für erfolgreiche Lösungen von lokalen Als Resümee ihrer Forschung nennt Ostrom folgende Prinzipien für erfolgreiche Lösungen von lokalen Allmendeproblemen:[2]

Klar definierte Grenzen und einen wirksamen Ausschluss von externen Nichtberechtigten.Regeln bezüglich der Aneignung und der Bereitstellung der Allmenderessourcen müssen den lokalen Bedingungen angepasst sein.Die Nutzer können an Vereinbarungen zur Änderung der Regeln teilnehmen, so dass eine bessere Anpassung an sich ändernde Bedingungen ermöglicht wird.Überwachung der Einhaltung der Regeln.Abgestufte Sanktionsmöglichkeiten bei Regelverstößen.Mechanismen zur Konfliktlösung.Die Selbstbestimmung der Gemeinde wird durch übergeordnete Regierungsstellen anerkannt.Ostrom ist es mit diesem Buch gelungen, die Komplexität befriedigender Lösungen lokaler Ressourcenprobleme und die Unzulänglichkeit einfacher Rezepte zu verdeutlichen. Was ohne Zweifel gezeigt wird, ist, dass es Probleme von Allmenderessourcen gibt, die auch ohne eine Privatisierung dieser Ressourcen und auch ohne eine zentralstaatlich von oben angeordnete Lösung gelöst werden konnten.[3]

Literatur

• Industrial Ecology: Mit Ökologie zukunftsorientiert wirtschaften. Hrsg. von Ralf Isenmann, Michael von Hauff, Elsevier 2007

• Frosch, Robert und Gallopoulos, Nicolas: Strategies for Manufactoring. Scientific American 1989, Sonderausgabe Managing Planet Earth

Diesem Beitrag von zwei Mitarbeitern von GM wird die Rolle eines Katalysatorsfür die Entwicklung dieser Denkrichtung und ihrer Wahrnehmung zugeschrieben.

Tagung 2006 inKaiserslautern

für die Entwicklung dieser Denkrichtung und ihrer Wahrnehmung zugeschrieben.

• Ayres, R.U., Kneese, A.V. (1968): Environmental Pollution. Washington DC.

• Ayres, R.U., Kneese, A.V. (1969): Production, Consumption and Externalities. American Economic Review, 59, 282-297

• Boulding, K.E. (1966): The Economics of the Coming Spaceship Earth.

Literatur

• Solow, R.M. (1974): Intergenerational Equity and Exhaustible Resources. Review of EconomicStudies Symposium, S. 29-45

• Stiglitz, J. (1974): Growth with Exhaustible Resources. Review of Economic Studies Symposium, S. 123-137.

• Daly, H. (1974): The Economics of the Steady State. American Economic Review, 64, S. 15-24

• Georgescu-Roegen, N. (1971): The Entropy Law and the Economic Process.

• Georgescu-Roegen, N. (1975): Energy and Ecomomic Myths. Southern Economic Journal, S. • Georgescu-Roegen, N. (1975): Energy and Ecomomic Myths. Southern Economic Journal, S. 347-381

• Hartwick, J.M. (1977): Intergenerational Equity and the Investing of Rents from ExhaustibleResources. American Economic Review, 67, 972-974

• Pearce, D.W.: (1998) Economics and Environment. Edward Elgar, Cheltenham

• Arrow, K. et.al. (1995): Economic Growth, Carrying Capacity, and the Environment. Science, 268, 520-521

Herman E. Daly

Herman Daly (Herman Edward Daly; * 1938) ist ein US-amerikanischer Professor an der School ofPublic Policy der University of Maryland, College Park in den USA.

•Leben und Werk

Er war Senior Economist im Environment Department der Weltbank, wo er half, politische Richtlinien zu nachhaltiger Entwicklung zu entwerfen. Während seiner dortigen Tätigkeit engagierte er sich auch für Umweltschutzprojekte in Lateinamerika. 1994 trat er nach sechsjähriger Tätigkeit zurück.Bevor Daly zur Weltbank ging, war er Alumni-Professor für Wirtschaft an der Louisiana State University.

Er ist Mitgründer und Redakteur der Zeitschrift Ecological Economics.Er ist Mitgründer und Redakteur der Zeitschrift Ecological Economics.Seine Interessen umfassen wirtschaftliche Entwicklung, Gesellschaft, Ressourcen, ökologisches Wirtschaften, Nachhaltigkeitsmanagement, den Erhalt der Umwelt und die Herausbildung einer stationären Wirtschaft. Diese vielfältigen Interessen haben Daly zu ebenso vielfältigen Veröffentlichungen veranlasst. Erschrieb mehrere 100 Artikel sowie zahlreiche Bücher mit (Original-)Titeln wie Steady-State Economics(1977; 1991), Valuing the Earth (1993), Beyond Growth (1996), und Ecological Economics and the Ecology of Economics (1999). Er übte scharfe Kritik an optimistischen Futurologen wie Julian L. Simon, die glauben, dass der technische Fortschritt einen Mangel an natürliche Rohstoffen stets ausgleichen könne.[3]

Er ist zusammen mit dem Theologen John B. Cobb, Jr. Mitautor des Buches For the Common Good(1989; 1994), wofür er den Grawemeyer Award bekam, der wie in diesem Fall für Ideen bezüglich einer besseren Weltordnung vergeben wird.

Ökosysteme als Vorbild

Nachhaltigkeit

Ökologisches Gleichgewicht

Naturnutzung im Gleichgewichtwie bei bäuerlicher Landwirtschaft

Systemdenken, KybernetikMaterialflüsse anylysieren

Abfälle vermeiden

Management Inspired by Nature

Kreislaufwirtschaftgeschlossene Stoffkreisläufe

Industrie als Bestandteil der Ökosystemeindustrielles System als Teilsystem der Biosphäreindustrielle Komplexe im ökologischen GleichgewichtÖko-Industrie-Parks – industrielle SymbioseEcodesign

industrial Metabolismindustrieller Stoffwechsel

Autoren, die die Natur als Vorbild für die Gestaltung der Wirtschaft propagieren

volkswirtschaftliche Ebene betriebswirtschaftliche Ebene

Ayres u. Simonis (1994), Freimann (1996)

Ayres (1996, 2002) Liesegang (1993, 2002)

Becker et. all. (2004, 2005) Pfriem (1990, 1993)

Faber und Manstetten (2003) Seidel (1994, 1999)

Hampicke (1977, 1991, 1992) Strebel (1980, 1998)

Radke (2001)

Quelle: nach Bey, Christoph: Grenzen der Kreislaufwirtschaft, S. 72. In: Industrial Ecology: Mit Ökologie zukunftsorientiert wirtschaften, Elsevier 2007

UmweltökonomieökologischeÖkonomie

Beseitigung Externer Effekte Die Wirtschaft in die Natur einbetten

schwache NachhaltigkeitDer Kapitalstock aus Sachkapital undNaturkapital soll insgesamt erhalten bleiben

Berücksichtigung von Irreversibilität

starke Nachhaltigkeitumfassende Erhaltung der Naturkeine Substituierbarkeit von Natur-und Sachkapital

Wachstumsoptimismus Wachstumspessimismus

Ein Fischerboot ohneFische ist nutzlos.

Typisierung der Positionen von Wirtschaftswissenschaftlern zur Natur

Typ 1 Typ 2 Typ 3 Typ 4

Naturverständnis(Theorie)

Natur als Objekt Natur als Grenze Natur als Vorbild Natur als Partner

Naturverhältnis(Praxis)

Nutzungder Natur

Schonungder Natur

Verzicht auf Nutzungder Nwatur

Lernen von der Natur Kooperation mit der Natur

Erkenntnisinteressean der Natur

Eingriff indie Natur

Schutz der Natur

Respekt vor der Natur Orientierung an der Natur

Koproduktion mit der Natur

Beziehung Herrschaft Pflegschaft Begegnung PartnerschaftBeziehung Mensch-Natur

Herrschaft Pflegschaft Begegnung Partnerschaft

Naturethik Anthropozentrismus aufgeklärterAnthropozentrismus

aufgeklärterAnthropozentrismus

Physiozentrismus

Umweltökonomie(VWL)

Umwelt- und Ressourchenökonomie

„Raumschiff-Wirtschaft“

Industrial Ecology Bio-Ökonomie

Umweltmanagement(BWL)

faktortheoretischerAnsatz

systemtheoretischer Ansatz

sozial-ökologischerAnsatz

Bio-Ökonomie

Quelle: nach Ralf Isenmann: Natur als Vorbild: Identitätsstiftendes Merkmal der Industrial Ecology.In: Industrial Ecology: Mit Ökologie zukunftsorientiert wirtschaften, Elsevier 2007

ökologische Ökonomie

Rezeption von Theoriebausteinen aus der Ökosystemforschung in der Industrial Ecology

Nahrungs-ketten

Kreislauf-systeme

ökologischeSukzession

Energie-Dissipation

?

1989 1994 1994 2005 zukünftig

Quelle: nach Bey, Christoph: Grenzen der Kreislaufwirtschaft, S. 78. In: Industrial Ecology: Mit Ökologie zukunftsorientiert wirtschaften, Elsevier 2007

unterschiedliche Konzepte der Nachhaltigkeit

Nachhaltige Entwicklung

Regel der Kapitalerhaltung

Summe aus Sachkapitalund Naturkapital bleibt

konstant.

Sachkapitalund Naturkapital bleiben

jeweils konstant.

Sachkapital und kritisches Naturkapital

bleiben erhalten.konstant. jeweils konstant.bleiben erhalten.

schwache Nachhaltigkeitausgewogene Nachhaltigkeit

starke Nachhaltigkeit

Quelle: nach von Hauff: Industrial Ecology und nachhaltige Entwicklung.,S. 56.In: Industrial Ecology: Mit Ökologie zukunftsorientiert wirtschaften, Elsevier 2007

Mit dem Problem der nachhaltigenNutzung von Ressourcen hat sichu.a. Robert Solow beschäftigt.Nach seinem Modell ist durch SubstitutionNachhaltigkeit möglich.

Effizienz oder Suffizienz?

Gesellschaft EffizienzSuffizienz

Genügsamkeit technische Effizienzsteigerungen

Wird von vielenNGOs gefordert.

Genügsamkeit technische Effizienzsteigerungenfreiwilliger Konsumverzicht organisatorische Verbesserungengesetzliche Kontigentierungen

Notwendigkeitradikaler Innovationen

Wird der Kollaps der Erdenicht nur hinausgezögert?

Ökologische Modernisierung

industrielle Ökologie

„Berliner Schule“der UmweltpolitikforschungUdo-Ernst SimonisKlaus Zimmermann

eher weniger technisch,mehr sozialwissenschaftlich

gewisser Einfluß auf die Politik derBundesregierung unter Kanzler Schröder

eher technischeAnsätze

Einfluß auf den Rio-Prozeßund die „nachhaltige Entwicklung“

Die Hartwick-Regel

Es geht um den Abbau einer erschöpfbaren Ressource.

Die Hartwick-Regel besagt, daß zur Erhaltung eines konstanten Konsums währendder Zeit des Abbaus so viel Finanzkapital angespart werden muß, daß zum Zeitpunktder Erschöpfung der Ressource ein Betrag in Höhe des Barwertes der Überschüssezur Verfügung steht.Dann kann dauerhaft in Höhe des Zinses dieses Kapitals konsumiert werden.

Hartwick, J.M., 1977: Intergenerational Equity and the Investing of Rents from Exhaustible Resources. American Economic Review 67:972-974

heute Erschöpfungder Ressource

Zeit

Aufbau desKapitals

Konsum der Renteaus dem Kapital

Abbau derRessource, Konsumder Überschüsse

Bilanzen für Volkswirtschaften in physikalischen Größen

ExporteImporte

Bilanz-größenInput

Bilanz-größenOutput

National

InländischeRohstoff-

Entnahmen

Abfälleund

Emissionen

Nationalökonomie

inländisches Territorium

Quelle: nach Weisz: Metabolismus von Industriegesellschaften, 2007,dort nach Matthews et al. 2000

Nicholas Georgescu-Roegen1906 (Constanta) – 1994 (Nashville)

Studium in Bukarest, Paris, London,Promotion 1930 über latente zyklische Bestandteile von Zeitreihen.Professur in Bukarest, Forschung in Harvard (Förderung durch Schumpeter)Generalsekretär der rumänischen Waffenstillstandskommission, Flucht in die USA,Lehre an der Vanderbilt University, in Genf und in Straßburg.

Er war in der Bauernpartei aktiv und beschäftigte sich

Hauptwerk:The Entropy Law and the Economic Process (1971)

Vater der Bioökonomik

Das Entropieprinzip ist der 2. Hauptsatz der Thermodynamik

Er war in der Bauernpartei aktiv und beschäftigte sichmit der Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit.

Gesetze der Thermodynamik

Hauptsätze der Thermodynamik

0. Zwei Körper befinden sich im thermodynamischen Gleichgewicht, wenn sie sich mit einem dritten Körper im Gleichgewicht befinden.

Der Wein im Glas auf dem Tisch nimmtdie Raumtemperatur an (wird warm).

1. Energie kann weder geschaffen noch zerstört werden.

Chemische Energie in Treibstoff wird in kinetische Bewegungsenergie verwandelt, plus Emission von CO2

Thermodynamik ist der Zweig der Physik, der sich mit der makroskopischen Transformation von Energie und Materie beschäftigt

werden. verwandelt, plus Emission von CO2

2. Freie Energie wird im geschlossenen System in gebundene Energie verwandelt. Die Verfügbarkeit zur Leistung von Arbeit verringert sich.

Energie kann nur einmal zur Arbeit genutzt werden.

3. Die Entropie eines idealen Kristalls ist bei 0 Grad Kelvin gleich Null.

Die absolute Grenze von -273,15° C ist nicht erreichbar.

4. Der zweite Hauptsatz wird auch auf Stofflüsse ausgedehnt.

Stoffe dissipieren bei der Nutzung

Georgescu-Roegen

Dissipation (Physik)

Dissipation (lat. für „Zerstreuung“) bezeichnet in der Physik den Vorgang in einem dynamischen System, bei dem z. B. durch Reibung die Energie einer makroskopisch gerichteten Bewegung, die in andere Energieformen umwandelbar ist, in thermische Energie übergeht, d. h. in Energie einer ungeordneten Bewegung der Moleküle, die dann nur noch teilweise umwandelbar ist. Ein solches System heißt dissipativ. Dieser Begriff kommt in den physikalischen Gebieten der Thermodynamikund der Akustik oder allgemein in der Wellenlehre vor. Ein Beispiel für ein dissipatives System ist die gedämpfte Schwingung.In der Thermodynamik werden die Arbeiten, die auf Grund von Reibungs-, Drosselungs- oder Stoßvorgängen in thermische Energie (innere Energie) umgewandelt werden, als Stoßvorgängen in thermische Energie (innere Energie) umgewandelt werden, als Dissipationsarbeiten bezeichnet. Es handelt sich dabei um irreversible Vorgänge, bei denen die Entropie zunimmt, anders ausgedrückt: Exergie wird in Anergie umgewandelt (vgl. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik). Diese Arbeiten sind Prozessgrößen, d. h. wegabhängig.Die sogenannte Dissipationskonstante für einen Heißleiter (Heißleiter, Negative TemperatureCoefficient, NTC) ist der Wärmeleitwert, spezifiziert in der Regel für stehende Luft. Bei Kontakt mit Wasser ändert sich die Dissipationskonstante.In der Werkstofftechnik versteht man im Zusammenhang mit dem Werkstoffkreislauf unter Dissipation den Verbrauch von Rohstoffen - also nicht auszugleichende Verluste, z. B. Korrosion, Abrieb und sonstigen Verlust in breitgestreuter Verteilung über die ganze Erdoberfläche, so dassder Rohstoff nicht zurückgewonnen werden kann.

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Die Modellvorstellung Georgescu-Roegens

ökonomischer Prozeß

Import niedriger Entropie

fossile EnergieträgerNährstoffe des Bodens

Georgescu-Roegen benutztedas Bild der Sanduhr, die mannicht einfach wieder umdrehenkann.

Export hoher Entropie

offenes System

Nährstoffe des Bodens

AbwärmeAbfälle

Der Wirtschaftsprozeß verwandelt Materie von einem Stadium niedriger Entropiein ein Stadium hoher Entropie.Die Materie wird nicht vernichtet.

Es geht etwasirreversibel

verloren

Industrielle Produktion ist immer Kuppelproduktion– aus thermodynamischer Sicht

• Bei der industriellen Produktion wird ein materielles Produkt transformiert. Dabei wird die spezifische Entropie dieses Materials verringert. Die hierfür nötige Exergie wird in dem Produktionsprozeß zugeführt (Brennstoff).

• Wegen der hohen spezifischen Entropie des Koppelproduktes wird es oft als unerwünscht betrachtet (Abfall, Emission).

Backen von Brot

• Die Prozesse sind hinsichtlich der Energieumwandlung immer ineffizient (Wirkungsgrad unter 100%) – auch deshalb muß ein Kuppelprodukt auftreten.

• Obwohl wegen der Gesetze der Thermodynamik immer ein Koppelprodukt auftreten muß, wird das oft nicht wahrgenommen (Die Abwärme wird bei Systembeschreibungen z.B. oft vernachlässigt).

Kalundborg Eco-industrial Park

In Kalundborg, Denmark an Industrial symbiosis network exists where companies in a region collaborate to use each other's by-products and otherwise share resources. At the center is a 1500MW coal fired power plant which has material and energy links with the community and several other companies. Surplus heat from this power plant is used to heat 3500 local homes in addition to a nearby fish farm, whose sludge is then sold as a fertilizer. Steam from the power plant is sold to Novo Nordisk, a pharmaceutical and enzyme manufacturer, in addition to a Statoil plant. This reuse of heat reduces the amount thermal pollution discharged to a nearby fjord. Additionally, heat reduces the amount thermal pollution discharged to a nearby fjord. Additionally, a by-product from the power plant's sulfur dioxide scrubber contains gypsum, which is sold to a wallboard manufacturer. Almost all of the manufacturer's gypsum needs are met this way, which reduces the amount of open-pit mining needed. Furthermore, fly ash and clinker from the power plant is used for road building and cementproduction.[1]

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