A panel study of water recirculation in manufacturing plants

Abstract

Manufacturing plants routinely recirculate water to meet their process and cooling needs. This ability and willingness to recirculate water distinguishes manufacturing plants from most households and agricultural producers. The motivation for this research is to investigate the factors influencing manufacturing plants’ water recirculation decisions. The paper analyses a unique, balanced panel dataset of 2725 manufacturing plants that responded to the 1986, 1991 and 1996 Industrial Water Use Surveys. Investigation of the raw data shows that manufacturing plants routinely start and stop recirculation activities. Building on previous analysis based on only the 1996 dataset, a statistical model is developed to explain observed variations in the volume of water recirculated and water recirculation intensity (recirculation relative to intake) across the three time periods. Specifically, this paper applies a Heckman two-stage estimation procedure that jointly considers two facets of firms’ recirculation behaviour: first, the discrete decision of whether to recirculate and, second, the decision of how much to recirculate. Potential endogeneity of internal input costs is addressed through instrumental variables. Explanatory variables include the scale of operations, water-use costs and dummy variables that account for plants’ location and technology. Results indicate that water use costs, the scale of operations and the need to treat water prior to its use are important determinants of water recirculation decisions. This paper concludes by considering the policy implications of the empirical findings.

Les usines de fabrication font circuler l’eau de façon routinière pour assurer leurs besoins de procédure et de refroidissement. Cette volonté et habileté pour faire circuler l’eau dans les usines de fabrication les distinguent de la plupart des producteurs résidentielles et agricoles. La motivation pour cette recherche est de faire une enquête pour déterminer les facteurs qui influencent les décisions de circulation dans ces usines. Nous basons notre analyse sur un ensemble de données d’un panneau équilibré composant de 2 725 usines de fabrication qui ont répondu aux sondages d’utilisation industrielle de l’eau des années 1986, 1991, et 1996. L’investigation initiale des données brutes démontre que les usines de fabrication, sur routine, débutent et arrêtent leurs activités de circulation. En ajoutant à notre analyse précédente, basée uniquement sur l’ensemble de données de 1996, notre modèle statistique cherche à expliquer les variations visibles dans le volume d’eau qui ce fait circuler, ainsi que l’intensité de l’eau circuler (recirculation relative à l’absorption) à travers les trois périodes de temps mentionnées. Plus spécifiquement, nous employons le processus à deux niveaux d’estimation « Heckman » qui considère de rejoindre deux facettes du comportement de recirculation des usines. La première facette est la décision discrète de soit circuler l’eau ou non, et la deuxième est la décision de déterminer combien d’en faire circuler. L’endogénéité potentielle des coûts soumis à l’interne est adressé à travers des variables instrumentales. Les variables explicatives incluent la gamme des opérations, les coûts de l’utilisation de l’eau et des variables muettes qui prennent en considération les locations et technologies des diverses usines. Les résultats indiquent que les coûts de l’utilisation de l’eau, la gamme des opérations et le besoin de traiter l’eau avant son utilisation sont des déterminants importants dans les décisions de faire circuler l’eau. Le journal termine en considérant les implications politiques des résultats empiriques.

Acknowledgements

This paper was supported in part by Environment Canada under research contract K1531-06-1002, and by the Canadian Water Network. We are grateful to two anonymous reviewers, Michel Villeneuve, and Diane Dupont, for their comments, and Siobhan Costelloe for translating the abstract. This paper reflects the opinions of the authors, and all errors and omissions are our own.