Economia dell'ambiente

Economia dell’ambiente

01/03/2021

(Nozioni base di micro e macro e matematica generale – dispense e slide su Moodle)

Problemi di economia ambientale: climate change e sostenibilità ambientale.

Interdipendenza tra economia ed ambiente perché esiste l’economia ambientale; → motori (drivers) che mirano all’impatto ambientale, perché esiste un problema ecologico.

Interdipendenza economia-ambiente

Interdipendenza economia-ambiente: cosa dipende (introduzione). Climate change: aspetto fondamentale di → determinazione del clima del pianeta. Aspetto fondamentale: effetto serra (greenhouse gas; GHG) che dipende dal fatto che sulla Terra si ha un ambiente vivibile per esseri umani, e ciò deriva da un equilibrio tra immissioni di energia solare (da sole e pianeta stesso) che viene dall’esterno e che la terra produce all’interno, e ciò che viene respinto/esce dalla parte alta dell’atmosfera e quella che rimane intrappolata nella troposfera (parte più bassa, mantello che avvolge la Terra: questo consente di trattenere una parte di energia e calore, quello prodotto e quello ricevuto) ciò consente la vita.

Questo effetto è l’effetto serra, che se non ci fosse → saremmo a -18° -> effetto naturale (grafico-slide). C’è un equilibrio tra quantità trattenuta e quella emessa (equivalgono e si compensano).

Dopo la rivoluzione industriale c’è stata un’emissione del gas serra e dell’attività dell’uomo che hanno accresciuto molto la temperatura media, aumento che genera → uno squilibrio della quantità di energia naturale che viene immessa e riflessa → aumento di 2 gradi (enorme) (aumento di 1.5 grado è quello massimo tollerabile, oltre cui si prevede disastro ambientale).

Ci sono varie misure dell’aumento dell’effetto serra generato dall’attività umana: il protocollo di Kyoto (1997) individua i principali gas/emissioni che contribuiscono a questo effetto serra: dato che i gas sono di natura diversa, vengono espressi in emissioni di ossido di carbonio, CO2 (emissioni principali all’indomani della prima rivoluzione industriali) individuati i vari gas emessi dall’attività umana ed espressi → in CO2, espressa in unità di tempo (schema slide).

Oltre al riscaldamento globale ci sono altri fenomeni ambientali che contribuiscono (prodotti chimici, plastica, etc.).

Grafico che mostra effetti dell’uomo dal 1750 (rivoluzione industriale: 1780/1800) → impennata all’indomani della rivoluzione industriale di molte delle emissioni, con peggioramento netto all’indomani della seconda guerra mondiale.

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Grafico che mostra cambiamento temperature medie negli ultimi 100 anni c’è stato → ovunque un aumento delle temperature medie. Aspetto fondamentale che emerge è che i concetti di bene pubblico ed esternalità sono fondamentali quando si parla di cambiamento climatico: riguarda tutti nella stessa misura – se c’è un inquinamento di dimensioni forti con crisi emergenti, come Cina e USA.

Motivo del cambiamento climatico

Motivo del cambiamento climatico: riferimento a concetti della termodinamica → le emissioni dell’uomo generano cambiamento climatico per due leggi della termodinamica. Definendo:

• Sistema aperto: quando scambia energia e materia in un ambiente, ad esempio un organismo;
• Sistema chiuso: scambia solo energia con il suo ambiente (pianeta Terra perché scambia energia, non trasforma);
• Sistema isolato: non si scambia nulla con l’esterno (es. universo, non c’è nulla al di fuori dell’universo quindi l’energia trasformata al suo interno rimane al suo interno, non c’è dispersione).

Il nostro pianeta è un sistema chiuso (definizione a cui ci rifacciamo con economia ambientale): il pianeta Terra scambia energia (immissioni e riflesso di energia, grafico) con l’ambiente circostante, quindi con ciò che sta al di fuori dell’atmosfera; questo scambio consente la vita sul nostro pianeta.

Nel sistema chiuso si applicano le due prime leggi della termodinamica:

• Prima: la dice che l’energia non può essere creata o distrutta, può solo essere trasformata (converted from one form – chemical as in coal – to another – electricity);
• Seconda: la dice che la trasformazione non è efficiente al 100%, è la legge dell’entropia: dispersione di una parte dell’energia (all energy conversions are in terms of available energy less than 100% efficient (not all of the energy in the coal becomes available as electricity).

L’entropia di un sistema isolato non può ridursi, perché non scambia energia al di fuori di sé e quindi tutto viene trasformato ma, rimanendo, non viene dispersa. In un sistema chiuso c’è scambio con l’esterno ed una parte può essere dispersa e non più recuperata => es.: usando il carbonio nella combustione c’è trasformazione da una forma ad un’altra => in un sistema chiuso una parte di quest’energia viene dispersa, ed una parte viene trattenuta.

Con la prima: far sì che si usino meno fonti di energia per ottenere la stessa quantità. Seconda legge: quando sfruttiamo energia, ad esempio bruciando legna, una parte viene dispersa e non è fruibile e quindi non è efficiente al 100%.

Non tutta l’energia è disponibile perché una parte sarà dispersa, ed inoltre ciò che fornisce energia è un processo irreversibile nel momento in cui bruciamo carbonio → o usiamo petrolio, non è un processo efficiente al 100% ed una parte non può essere ripristinata.

Essendo un sistema chiuso riceviamo continuamente energia solare; usando un giacimento petrolifero o di carbonio richiede milioni di anni per essere riformato.

Concetto di sostenibilità

Per il concetto di sostenibilità: tutta l’attività umana consiste nella trasformazione di materiali. C’è un limite per la quantità di lavoro che può essere praticato con la quantità di risorse a disposizione. All’indomani della rivoluzione industriale è cresciuto il livello di sfruttamento ciò ha consentito che il lavoro umano integrato → con lo sfruttamento di risorse naturali è stato fatto in modo efficiente.

Questo ha consentito sia un cambiamento emissione di gas che contribuiscono all’aumento dell’effetto serra (cambiamento climatico) ma ha generato anche degli effetti positivi, anche se diseguali grafico indicatori economici come crescita popolazioni, PIL → reale, popolazione urbana, ecc.: incremento attività umana all’indomani della rivoluzione industriale. Ciò ha accresciuto la quantità di beni e servizi producibili e consumabili.

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Questo ha portato quindi un miglioramento per alcuni punti di vista: grafico indicatori qualità della vita (dal 1770): l’aspettativa di vita decolla.

Aspettativa di vita: nell’era pre-moderna era di circa trenta anni in media; oggi (2019) non c’è nessun paese, anche con aspettativa più bassa, che sia uguale a quella della fine del ‘700/1800. Quella più bassa è della repubblica centro africana: 53 anni, più alta di quella maggiore del 1770. Indicatore per dire che l’attività umana con sfruttamento di forme di energia che porta a studiare l’impatto ambientale ha portato anche ad un miglioramento di alcuni indicatori della qualità, con una certa diseguaglianza tra Paesi.

Parlando di cambiamento climatico e problemi ambientali: catalogare e capire quali risorse naturali l’uomo usa per ottenere energia.

Risorse naturali

Ci sono risorse naturali: prime distinzioni in economia → risorse stock (misurate in un istante di tempo/fotografia -> conto in banca; debito pubblico; si può dire con precisione quanto è il conto in banca; misurazione atemporale: la dimensione del tempo è nulla) e risorse flusso (non misurate istantaneamente; quelle che vengono misurate in un arco temporale, ad esempio radiazioni solari; esempio energia eolica non quantificabile ad istante misurabile in un certo → arco temporale, in un mese ad esempio, l’energia prodotta; esempio il reddito è una grandezza flusso; misurazione per unità di tempo).

Tra le risorse stock: rinnovabili – in un arco di tempo utile per l’essere umano, come le risorse idriche – e non rinnovabili – quelle che consideriamo come date e non reintegrabili in un arco temporale idoneo, come le riserve naturali di combustibili fossili e risorse minerali.

(Es: investimento risorsa flusso che genera stock di capitale la grandezza stock è → misurata in un istante che non ha dimensione temporale; la grandezza flusso per essere misurata ha bisogno di un arco temporale di riferimento, che sia più o meno grande – all’ora, settimana o anno)

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La classificazione è importante perché parlando di sostenibilità ed inquinamento parliamo di risorse stock come giacimenti petroliferi; energie che non possono essere ripristinate una volta sfruttate. Il concetto di sostenibilità riguarda anche quante risorse stock consumare e lasciare. Infatti, una delle definizioni di sostenibilità usata oggi è quella Brundtland (generazioni future).

Problema di risorse flusso: stockarle difficoltà tecnologica e di costo nel generare → punti di conservazione del flusso risorse naturali non siamo in grado di → conservarla, trattenerla e riutilizzarla.

A livello di stock c’è uno stretto legame, quindi, tra quantità di energia che viene usata e quella disponibile nel futuro.

Altro punto importante: capacità da parte dell’ambiente di rigenerare popolazione → biotica. Questo fa sì che ci sia differenza nello studio tra economia ecologica (questi aspetti, flora e fauna, come centrali) ed economia ambientale che tocca questi aspetti ma si occupa soprattutto di cambiamento climatico ed effetti ambientali (ecological economics ed environmental economics).

Una importante differenza nelle risorse stock non rinnovabili è quella che esiste tra minerali e combustibili fossili i secondi una volta usati scambiano energia e → generano secondo entropia non al 100%, ed è un processo irreversibile; i minerali, invece, in qualche modo possono essere ripristinati processo di riciclaggio e → trasformazione (che comprende quindi anche una parte dispersa); recupero materiale. Ci può essere, quindi, un ritardo nel tempo di esaurimento risorse.

Ci sono, quindi, delle risorse naturali stock e alcune possono essere riciclate; altre no – se non in tempi non utili per noi.

Principio di bilanciamento dei materiali

Principio di bilanciamento di materiali. Ultimo elemento: facendo riferimento → alle risorse stock c’è questo principio fisico, conosciuto come legge di conservazione della massa (materia): la materia non può essere né creata né distrutta ma trasformata.

Nel processo di trasformazione della materia si genera energia e in parte viene utilizzata per trasformare la materia e, con la legge dell’entropia, non c’è efficienza al 100%. Il principio della conservazione della massa ci dice che la materia può essere trasformata e torna all’ambiente trasformata giacimento → petrolifero: generiamo energia che non è efficiente al 100% ma c’è una parte materiale trasformata che rimane all’interno del nostro ambiente es.: gas che → genera effetto serra.

Energia: serve per lavorare sulla terra – sia fisica dell’uomo, sia solare, sia combustibili fossili – questa viene trasformata e non c’è uso al 100%; la materia viene trasformata e rimane nell’ambiente. L’impatto ambientale viene ridotto quanto più siamo bravi nell’efficienza di trasformazione dell’energia ridurre al minimo → entropia o produrre massimo risultato con meno risorse utilizzate e quanto più siamo bravi ad attuare processo di riciclo della materia tanto minore sarà impatto → dell’attività umana sull’ambiente.

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Schema (slide) legge di conservazione della massa applicato ad uno schema economico risorse naturali ambiente che forniscono a imprese e famiglie le risorse; → tutto ciò che riceviamo dall’ambiente (A) ritornerà all’ambiente; le imprese producono prodotti intermedi che possono produrre prodotti finali; ciò genera residuo che torna all’ambiente. Tutto quello che riceviamo dall’ambiente tornerà.

Es.: le imprese non ambientali (slide sopra): aumentando la quantità di prodotti che vengono riciclati, minore sarà la quantità di risorse da usare dalle altre imprese, a parità di prodotto.

Produzione ed economia dell’ambiente

Dal punto di vista della produzione, l’economia dell’ambiente di cosa si occupa?

In economia c’è un prodotto con funzione di produzione (slide) con lavoro e capitale quantità prodotta. Approccio → standard.

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Resource economics: accanto al capitale si producono le risorse naturali, come petrolio e gas; per produrre si aggiungono.

Environmental economics: si fa riferimento al fatto che l’uso di queste risorse naturali genera flusso di emissioni di scarti tecnologia aggiunta. →

Nell’economia ambientale con inquinamento: oltre alla variabile flusso (materiali di waste prodotti) si introduce una quantità stock ciò che produciamo dipende da K, → L, M (waste); A (accumulo waste nel corso del tempo).

Infine: quantità waste legata alla quantità di emissioni + impatto emissioni nocive prodotte. (drivers)

Elementi determinanti dell’impatto ambientale

Elementi determinanti dell’impatto ambientale:

• Sfruttamento risorse (estrazioni – extractions from the environment);
• Ciò che immettiamo nell’ambiente (insertions into the environment).

Queste due grandezze dipendono dall’ampiezza (size) della popolazione e dall’impatto che ciascuno di noi ha in termini di necessità di estrazione e dalla parte pro capite (per capita impact): quanto ciascuno consuma e dalla tecnologia (con tecnologia disponibile: ridurre risorse per produrre; ridurre waste, emissioni nocive).

IPAT: Identità I=PAT: Impatto (in termini di volume: tonnellate di CO2 equivalenti per anno, che deriva dall’attività umana) che dipende (identità) da Popolazione, Affluence, Tecnology espressione dell’identità: quantità di CO2 emessa all’anno → dipende da popolazione, da GDP/P (misura dell’attività economica, reddito prodotto e quantità di beni che produciamo e consumiamo pro capite) e dal rapporto tra uso risorse/GDP (per unità di produzione) l’emissione è la quantità di risorse usate che → l’attività umana richiede.

GDP: Gross Domestic Product (traduzione inglese di PIL) tale identità → (slide) pone in risalto aspetti che determinano quest’emissione: popolazione, PIL e tecnologia/bravura.

Kaya identity

Kaya Identity: più complessa: data da popolazione * GDP/P * Energia/GDP (energia richiesta per unità di prodotto → quanto petrolio serve, in termini di energia, per produrre automobili ecc. →

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Quanto siamo bravi a produrre energia con poche risorse: più è basso più siamo bravi ad usare energia per produrre beni) * F (misura emissioni)/E (quanto la nostra tecnologia è pulita: emissioni per unità di energia che usiamo).

Tale identità data da prodotto tra P, A (GDP), T (tabella 2.4) (mondiale) proiezioni → usate dall’ufficio delle Nazioni Unite: a livello corrente la popolazione è 6 miliardi e mezzo circa con PIL pro capite di 9500 dollari (PPP!) e emissioni (I) si ottiene il T → per rimanenza (dividendo I per P*A): ottenuto come residuo, calcolato; misura dell’efficienza, di quante risorse ci servono per produrre questo PIL pro capite per popolazione.

Da qui vari scenari: se la popolazione aumenta del 50% tra 20 anni con PIL pro capite lo stesso e, a parità di uso di risorse (non migliora tecnologia) produrremmo una quantità di emissioni quasi aumentate del 50%; se aumenta la popolazione del 50% e aumenta il benessere (aumento PIL pro capite) con la stessa tecnologia per produrre tale PIL pro capite che è il doppio: aumento I di tre/quattro volte. Se aumenta popolazione e PIL ma voglio mantenere I all’inizio (28 miliardi), allora indice T deve ridursi ad un terzo aumentare efficienza del 75%. →

Misura sulle emissioni

03/03/2021

Misura sulle emissioni di agenti inquinanti/che generano climate change: identità contabile IPAT utile perché mette in rilievo aspetti che possono essere oggetto di → analisi.

P∗GDP ∗Resource UsePI≡ GDP (A) (T)

Identità simile: di Kaya: scompone le emissioni, indicandole con F (emissioni di CO2, tutte le emissioni espresse in termini equivalenti rispetto alle emissioni di CO2) ed oltre alla popolazione ed al GDP pro capite si fa riferimento all’energia rispetto al GDP (uso energia per unità di prodotto) + quantità di emissioni F rispetto all’energia E: P∗GDP ∗EP ∗FGDPF= E

Illustrazione del concetto di IPAT (tabella 2.4).

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Elementi che compongono questa identità e come possono influenzare l’andamento delle emissioni.

Popolazione negli ultimi anni si è visto (dati in continuo aggiornamento) (qui 2005: → popolazione mondiale 6 miliardi e mezzo) -> aumento popolazione accentuato nel secondo dopoguerra.

Tale crescita della popolazione è molto disomogenea tra i Paesi del pianeta; soprattutto tra i paesi che hanno livello di prodotto pro capite più alto e più basso (sviluppati/in via di sviluppo/non sviluppati).