تطوير مؤشر دائري يوفر طريقة شاملة لقياس الاقتصاد الحيوي

مع مواجهة العالم لتحديات التخفيف من تغير المناخ وتوفير الموارد للسكان المتزايدين، يتزايد التركيز على تطوير الاقتصادات الدائرية للإنتاج المستدام، ولكن لتقييم الاستراتيجيات والتأثيرات، من الضروري أن يكون لدينا مقاييس موثوقة.

قام باحثون في جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين بتطوير مؤشر دائري يوفر طريقة شاملة لقياس الدائرية في الأنظمة الاقتصادية الحيوية. في ورقة بحثية جديدة، قاموا بتوضيح الطريقة وتطبيقها على حالتين دراسيتين – عملية زراعة الذرة وفول الصويا ونظام الغذاء والزراعة الأمريكي بأكمله.

نُشر البحث في مجلة الموارد والمحافظة وإعادة التدوير .

“إن النظام الاقتصادي التقليدي خطي – فنحن ننتج ونوزع ونستخدم ونتخلص من المنتجات. ولزيادة الاستدامة، نحتاج إلى تطوير اقتصاد دائري. فبدلاً من مجرد استخدام الموارد الطبيعية، يجب علينا استعادة وإعادة استخدام وإعادة تدوير المواد المهدرة “، هذا ما قاله المؤلف الرئيسي يوانهوي تشانج، أستاذ في قسم الهندسة الزراعية والبيولوجية (ABE)، وهو جزء من كلية العلوم الزراعية والاستهلاكية والبيئية وكلية جرينجر للهندسة في جامعة إلينوي.

وقال “لقد أصبح الاقتصاد الحيوي الدائري موضوعًا ساخنًا في مجال البحث، ولكن معظم الدراسات وصفية فقط ولا توجد طريقة لقياس التأثيرات. وللمضي قدمًا في التكنولوجيا، نحتاج إلى قياسات لتحديد التأثيرات، وإنشاء معايير، ومقارنة الأساليب، وتحديد النقاط الضعيفة”.

في هذه الورقة البحثية، قدم الباحثون مخططًا تفصيليًا لمؤشر الدائرية (CI)، والذي يقيس الدائرية على مقياس من 0 إلى 1. يعني الصفر أن النظام خطي تمامًا، ويعني 1 أنه دائري تمامًا. يتضمن المؤشر ثماني فئات: الأخذ، والتصنيع، والتوزيع، والاستخدام، والتخلص، والاسترداد، وإعادة التصنيع، وإعادة الاستخدام. يتم حساب مؤشر الدائرية عن طريق إدخال البيانات المتاحة في كل من هذه الفئات.

يوضح تشانج وزملاؤه كيفية استخدام مؤشر الثقة في دراستي حالة. تدرس الأولى دورة النيتروجين في مزرعة ذرة وفول الصويا في الغرب الأوسط للولايات المتحدة. أدخل الباحثون بيانات الإنتاج والناتج لفترة 8 سنوات، وقارنوا تأثير معالجتين مختلفتين للأسمدة: اليوريا مقابل السماد الطبيعي. قاموا بحساب مؤشر الثقة ليكون 0.687 لليوريا و 0.86 للسماد الطبيعي، مما يشير إلى أن استخدام سماد السماد الطبيعي يوفر اقتصادًا أكثر دائرية.

في دراسة الحالة الثانية، نظر تشانج وزملاؤه في نظام الغذاء والزراعة في الولايات المتحدة، مع التركيز على استخدام الطاقة.

واستنادًا إلى البيانات الوطنية من وزارة الزراعة الأمريكية ووكالة حماية البيئة ووزارة الطاقة، قاموا بمقارنة النظام الحالي بنهج قائم على إطار نظام الطاقة والمياه الغذائي المعزز للبيئة، والذي يتضمن استعادة وإعادة تصنيع وإعادة استخدام النفايات العضوية.

ووجدوا أن النظام الحالي لديه معامل ثقة يبلغ 0.179، في حين أن نهج EE-FEWS من شأنه أن يؤدي إلى معامل ثقة يبلغ 0.84.

“يعتمد نظام الإنتاج الحالي لدينا بشكل أساسي على الوقود الأحفوري، مع بعض استخدام الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. ولكن هناك القليل جدًا من استعادة النفايات البيولوجية.

إذا استردنا نفايات الطعام والسماد وحولناها إلى طاقة وأسمدة، فيمكننا إعادة تدويرها إلى الأنظمة الزراعية التي نشأت منها. إن استخدام إطار عمل EE-FEWS من شأنه أن يحسن بشكل كبير من دائرية الاقتصاد الحيوي في الولايات المتحدة”، أوضح تشانغ.

إن CI هي طريقة قابلة للتطوير ويمكن استخدامها على أنواع وأنظمة مختلفة من الموارد، اعتمادًا على محور الاهتمام.

يمكن أن تكون الموارد معادن، مثل الكربون أو النيتروجين، أو غير معدنية، مثل الماء أو الطاقة، يمكن أن تتراوح الأنظمة من عملية أو مزرعة إلى قطاع صناعي أو اقتصاد وطني أو حتى الاقتصاد العالمي.

“نحن نعلم أنه من المهم الحد من استخدام الوقود الأحفوري، وزيادة الموارد المتجددة، والحد من استهلاكنا للمياه، ولكن للقيام بذلك بشكل فعال، نحتاج إلى معرفة مقدار ما نحتاجه، وما هي الروابط الضعيفة والتنازلات.

يوفر مؤشر الطاقة رقمًا واحدًا يسمح لك بإنشاء خط أساس، ومقارنة الأنظمة، وتحديد أفضل الاستراتيجيات للعمل”، كما قال تشانج.

ويمكن أن يعمل مؤشر الإنتاجية كمؤشر لدعم المبادرات السياسية مثل أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة. كما أن له قيمة تجارية محتملة؛ على سبيل المثال، يمكن لشركات الأغذية أن تثبت للمستهلكين أن إنتاجها دائري.