Projektowanie ekologiczne

Zarządzanie środowiskiem
wykład

Ewolucja podejścia do problemów
oddziaływania na środowisko

Technologie „końca rury” = unieszkodliwianie zanieczyszczeń na wyjściu

procesów

produkcja

surowców i

półwyrobów

projektowanie

dystrybucja

użytkowanie

Końcowe

zagospodarowanie

Lata 70-te i 80-te XX wieku

„Czyste technologie” = redukcja oddziaływań na wejściu i wyjściu procesów

produkcyjnych

produkcja

surowców i

półwyrobów

projektowanie

dystrybucja

użytkowanie

Końcowe

zagospodarowanie

Lata 80-te I połowa lat 90-te XX

wieku

produkcj

a

Ewolucja podejścia do
problemów oddziaływania na
środowisko c.d.

Zarządzanie cyklem życia wyrobów = redukcja oddziaływań na wszystkich

etapach cyklu życia, włączanie aspektów środowiskowych do projektowania

produkcja

surowców i

półwyrobów

projektowanie

dystrybucja

użytkowanie

Końcowe

zagospodarowanie

II połowa lat 90-tych XX wieku i

I dekada XXI wieku

produkcja

Możliwości w zakresie
projektowania
ekologicznego

•

Rozwój i dokonywanie zmian w odniesieniu do
już istniejącego wyrobu np. zmniejszanie ilości
zużywanych materiałów, zmiana rodzaju
łączników

•

Tworzenie nowego wyrobu na bazie już
istniejącego

•

Tworzenie nowego wyrobu o nowych funkcjach
technicznych i/lub nowych sposobach ich
wypełniania

•

Tworzenie nowego systemu produkcyjnego –
innowacje produktowe wymagają zmian w
technologii i procesach produkcyjnych

Poziomy ekoprojektowania

20

10

4

2

5

10

20

40

Czas [lata]

Ekoprojektowanie a
projektowanie tradycyjne

•

Ekoprojektowanie to nie odrębna procedura

w odniesieniu do projektowania tradycyjnego

lecz jego uzupełnienie

•

W klasycznym podejściu do projektowania

problemy środowiskowe nie odgrywają

znaczącej roli

•

Decyzje związane z aspektami

środowiskowymi są podejmowane w

odniesieniu do rozwiązań, które spełniają w

pierwszej kolejności wymagania związane z

bezpieczeństwem, wytrzymałością i

funkcjonalnością

Ekoprojektowanie a
projektowanie tradycyjne

P

ro

je

k

to

w

a

n

ie

tr

a

d

yc

yj

n

e

Włączanie aspektów
środowiskowych do projektowania
tradycyjnego

Materiał

1

Materiał

2

Materiał

3

Materiał

4

Materiał

5

Materiał

6

Materiał

7

Wymagania

techniczne i
bezpieczeńs

twa:

-gęstość

-odporność

na

ścieranie,

korozję,

-przepuszcz

alność dla

gazów,

tłuszczów,

wody,

-toksycznoś

ć,

- etc.

Materiał

1

Materiał

3

Materiał

4

Materiał

6

Materiał

7

Dostępność:

-dostępność

na rynku,

-dostępność

technologic

zna

-cena

-etc

Materiał

1

Materiał

3

Materiał

6

Aspekty

środowiskowe

:

-Przydatność

do recyklingu,

-wartość

ekowskaźnika

(LCA, MIPS,

EE)

Materiał

3

Korzyści z włączenia aspektów
środowiskowych do fazy
projektowania

•

Obniżenie kosztów

•

Stymulowanie innowacyjności i kreatywności

•

Spełnianie lub przewyższanie oczekiwań

klientów

•

Poprawa wizerunku organizacji i/lub marki

•

Zwiększenie lojalności klientów

•

Zwiększenie wiedzy o wyrobie

•

Zmniejszenie ryzyka

•

Zachęta dla inwestorów, dla których

problemy środowiskowe są ważne

•

Poprawa relacji z władzami

Zasady ekoprojektowania

•

WCZESNA INTEGRACJA – im wcześniej w

cyklu życia dokonuje się redukcji

oddziaływań na środowisko, tym mniejszy

skumulowany bagaż ekologiczny wyrobu

•

PERSPEKTYWA CAŁEGO CYKLU ŻYCIA –

poszerzona odpowiedzialność producenta za

wyrób

•

MYŚLENIE W KATEGORIACH

FUNKCJONALNOŚCI – szukanie takiego

sposobu wypełniania określonej funkcji, który

jednocześnie wiąże się z najmniejszym

negatywnym oddziaływaniem na środowisko

•

PROJEKTOWANIE W OPARCIU O WIELE

KRYTERIÓW

Procedura ekoprojektowania

Planowanie

Określenie stanu wyjściowego –
prezentacja wyników

Etap

Produkcja

Dystrybucja

Użytkowani

e

Końcowe

zagospodaro

wanie

Cały cykl

życia

Wskaźnik

środowiskow

y [Pkt]

Wskaźnik

ekonomiczny

[PLN]

Wskaźnik

społeczny

Strony zainteresowane w
ekoprojektowaniu

Projekt koncepcyjny

Określanie zadań i wariantów
ekoprojektowych

zmniejszenie hałasu

Zalecenia na

podstawie analiz LCA,

LCC, SLCA

zmniejszenie hałasu

Wymagania
kluczowych

zainteresowanych

stron

Zadania ekoprojektowe

Redukcja poziomu hałasu z 60 dB do 53 dB

Co zmienić w wyrobie by zadanie zostało

zrealizowane?

Zastosowanie

elementów

tłumiących drgania

podczas pracy

agregatu

WARIANT 1

Zastąpienie

tradycyjnych

agregatów

elektrycznych

magnetycznymi

WARIANT 2

Zmniejszenie liczby

agregatów

WARIANT 3

Projekt szczegółowy

•

Uszczegółowienie i specyfikacja
wybranych projektów koncepcyjnych:

▫Dobór materiałów
▫Dobór technologii wykonania
▫Dokumentacja konstrukcyjna

Badania

Narzędzia ekoprojektowania

•

Narzędzia oparte na koncepcji cyklu życia

▫ Ocena cyklu życia LCA

▫ Ocena kosztów cyklu życia LCC

▫ Społeczna ocena cyklu życia

▫ Wskaźnik zasobochłonności MIPS

•

Metody macierzowe

▫ Macierz ERPA

▫ Macierz MECO

▫ Macierz EQFD

▫ Macierz benchmarkingu środowiskowego EBM

•

Karty kontrolne

Wskaźnik MIPS

•

MIPS = Material Input per Service Unit

•

Wskaźnik określający zasobochłonność
produktów i usług – zużycie zasobów
naturalnych (tzw. bagaż ekologiczny)
przypadające na jednostkę produkcji

•

Wyrażany jest w jednostkach masy (Mg, kg)

•

MIPS służy ekoprojektantom do wyboru
produktów/materiałów/usług o niższym
wskaźniku zasobochłonności

Wskaźnik MIPS

•

Obliczany jako zużycie zasobów sklasyfikowanych w pięciu

kategoriach:

▫ Zasoby abiotyczne – wszystkie abiotyczne (nieodnawialne)

zasoby naturalne, które zostały pobrane bezpośrednio ze

środowiska, takie jak minerały (np. rudy, piasek, żwir, granit),

kopalne nośniki energii (np. węgiel, ropa, gaz) oraz gleba z

wyrobisk i wykopów

▫ Zasoby biotyczne – zasoby odnawialne, w zakres których

wchodzą wszystkie zasoby roślinne (biomasa pochodzenia

roślinnego) z obszarów uprawnych i nieuprawnych oraz

wszystkie zasoby zwierzęce (biomasa pochodzenia

zwierzęcego) z obszarów nieuprawnych

▫ Powietrze – powietrze zużywane w procesach spalania oraz na

drodze przemian fizykochemicznych

▫ Gleba – degradacja gleby na skutek działalności rolniczej i

leśnej (erozja gleby oraz jej mechaniczne przemieszczanie)

▫ Woda – zużycie wody z podziałem na wody powierzchniowe,

gruntowe oraz głębinowe

Wskaźnik MIPS

•

MIPS=MI/S

MIPS – zasobochłonność produktów/usług
MI – łączne zużycie danej kategorii

zasobów [kg] przypadające na dany
proces/produkt

S – usługa, funkcja, użyteczność

Przykład – obliczanie
zasobochłonności dla wydobycia
rudy żelaza

Arkusz obliczeniowy

Dane odnoszą się do 2 Mg wydobytej rudy żelaza (zawartość Fe 46%)

Nazwa

Jednostka

Ilość

Zasoby abiotyczne

Woda

Powietrze

MI

[kg/jednostkę

]

kg/jednost

kę

Produkt

główny

MI

[kg/jednos

tkę]

kg/jednost

kę

Produkt

główny

MI

[kg/jednos

tkę]

kg/jednost

kę

Produkt

główny

Ruda

żelaza

(pierwotn

y)

kg

3764

1

3764

0

0

0

0

Olej

opałowy

MJ

116

0,032

3,712

0,23

26,68

0,08

9,28

Materiały

wybuchow

e

kg

0,54

1

0,54

0

0

0

0

Energia

elektryczn

a

MWh

2,84

1,55

4,402

66,7

189,428

0,535

1,533

MI/produkt

3772,65

216,108

10,81

Metody macierzowe

Do metod macierzowych zaliczamy:

•

- ERPA (Environmentally Responsible
Product Assessment )

•

- MECO (Materials, Energy, Chemical,
Others matrix)

•

- EQFD/QFD (Quality Function
Deployment)

•

- EBM (Environmental Benchmarking
Matrix)

Metody macierzowe

•

ERPA obejmuje macierz o rozmiarze 5x5,
a jej zadaniem jest ocena
poszczególnych etapów cyklu życia z
punktu widzenia poszczególnych
kryteriów środowiskowych.
Dzięki czemu uzyskiwana jest wiedza,
jakie problemy obciążają poszczególne
etapy.

Macierz

ERPA

Ocena produktów przy użyciu tej macierzy
następuje w 4 krokach:

•

Należy określić wartość wskaźnika środowiskowego( w zakresie 0-4). Powinien
on charakteryzować związek pomiędzy etapem cyklu życia a kryterium
środowiskowym.

Metody macierzowe

Macierz

ERPA

Macierz

ERPA

Metody macierzowe

Macierz

ERPA

Ocena produktów przy użyciu tej macierzy
następuje w 4 krokach:

•

Należy określić wartość wskaźnika środowiskowego( w zakresie 0-4).
Powinien on charakteryzować związek pomiędzy etapem cyklu życia a
kryterium środowiskowym.

Metody macierzowe

Macierz

ERPA

Macierz

ERPA

Ocena produktów przy użyciu tej macierzy
następuje w 4 krokach:

•

Należy określić wartość wskaźnika środowiskowego( w zakresie 0-4).
Powinien on charakteryzować związek pomiędzy etapem cyklu życia a
kryterium środowiskowym.

•

współczynników wagowych poszczególnym komórką macierzy poprzez
przemnożenie współczynnika wagowego przypisanego odpowiedniemu
etapowi cyklu życia i danego kryterium środowiskowego.

Metody macierzowe

Macierz

ERPA

Macierz

ERPA

Wybór

materiału

Zużycie

Energii

Odpady

Stałe

Odpady

Ciekłe

Emisje

gazów

0,35

0,4

0,05

0,05

0,15

Etap

Przedprodukcyjny

0,1

0,035

0,04

0,005

0,005

0,015

Produkcja

0,5

0,175

0,2

0,025

0,025

0,075

Dystrybucja

0,05

0,0175

0,02

0,0025

0,0025

0,0075

Użytkowanie

0,3

0,105

0,12

0,015

0,015

0,045

Końcowe
Zagospodarowanie

0,05

0,0175

0,02

0,0025

0,0025

0,0075

Ocena produktów przy użyciu tej macierzy
następuje w 4 krokach:

•

Należy określić wartość wskaźnika środowiskowego( w zakresie 0-
4). Powinien on charakteryzować związek pomiędzy etapem cyklu
życia a kryterium środowiskowym.

•

współczynników wagowych poszczególnym komórką macierzy
poprzez przemnożenie współczynnika wagowego przypisanego
odpowiedniemu etapowi cyklu życia i danego kryterium
środowiskowego.

•

Określa się w nim wartość odpowiedzialności środowiskowej przez
przemnożenie wartości środowiskowych i wag dla analogicznych
komórek.

Metody macierzowe

Macierz

ERPA

Macierz

ERPA

Metody macierzowe

Macierz

ERPA

Wybór

materiał

u

Zużyci

e

Energi

i

Odpad

y

Stałe

Odpady

Ciekłe

Emisje

gazów

Etap

Przedprodukcyjn

y

0,105

0,04

0,005

0,005

0,015

Produkcja

0,7

0,8

0,025

0,025

0,15

Dystrybucja

0,07

0,04

0,0025 0,0025

0,015

Użytkowanie

0,42

0,48

0,03

0,015

0,045

Końcowe

Zagospodarowan

ie

0,035

0,02

0,0025 0,0025

0,015

Metody macierzowe

Macierz

ERPA

Ocena produktów przy użyciu tej macierzy
następuje w 4 krokach:

•

Należy określić wartość wskaźnika środowiskowego( w zakresie 0-
4). Powinien on charakteryzować związek pomiędzy etapem cyklu
życia a kryterium środowiskowym.

•

współczynników wagowych poszczególnym komórką macierzy
poprzez przemnożenie współczynnika wagowego przypisanego
odpowiedniemu etapowi cyklu życia i danego kryterium
środowiskowego.

•

Określa się w nim wartość odpowiedzialności środowiskowej przez
przemnożenie wartości środowiskowych i wag dla analogicznych
komórek.

•

polega on na ustaleniu kierunków dalszego rozwoju produktu na
podstawie uzyskanych wyników.

Metody macierzowe

Macierz

ERPA