MIN SYN EN PU-PROCESS FÖR HÅLLBARHET

Transkript

1 KPP306 PRODUKT- OCH PROCESSUTVECKLING INL1, DAVID BIZZOZERO MIN SYN EN PU-PROCESS FÖR HÅLLBARHET INNEHÅLLSFÖRTECKNING Inledning... 1 Verktyg... 3 Belastningsindex... 3 MERU matris... 4 MERU matris... 6 Filosofi... 8 Systemvillkor... 8 Biomimicry... 9 Slutord... 9 INLEDNING Grundtanken med hållbar utveckling är att samhällets ekonomiska tillväxt inte bara skall styras av vår egen enorma förmåga att genom kreativitet och driftighet förbättra vår levnadsstandard, utan även anpassas till planetens förmåga att vidhålla denna standard. Genom att ta upp råolja kan vi utnyttja energi från fotosyntes som skedde för miljoner år sedan och är därigenom inte bundna till att utnyttja det mer svårtillvaratagliga energiflödet i vår omgivning. På detta sätt har vi på sätt och vis hamnat lite utanför kretslopp och självbalanserande mekanismer i naturen. Detta har stimulerat en oerhört snabb och positiv teknikutveckling under det senaste seklet, men nu finns en växande oro för vad som händer med ett en ekonomi som är baserad på och kräver en accelererande tillväxt när resurserna börjar tryta. Dessa omständigheter skapar en allt starkare marknad för gröna produkter och tjänster och många affärsverksamheter jobbar intensivt med att miljöanpassa konstruktion, funktion och produktion för att på så sätt vinna konkurrensfördelar. Och allt eftersom allmänhetens medvetande och insikt i miljöfrågorna ökar växer också kraven på kvaliteten i miljöarbetet. Helhetsperspektivet är en hörnsten eftersom sambanden mellan miljö och produkt ofta är mångfacetterade och komplexa. Olika aspekter i produkten, så som materialval, tillverkningsmetoder och energianvändning leder till miljöbelastning. Miljöbelastningen leder sedan till miljöpåverkan och miljöpåverkan kan sedan, om den är tillräckligt alvarlig mer eller mindre subjektivt bedömas som ett miljöproblem. 1

2 För att på ett effektivt sätt kunna jobba med dessa frågor i en process krävs två saker, dels ett metodiskt tillvägagångssätt för att hitta de lösningar som orsakar minst miljöbelastning och dessutom, i återkopplande syfte, ett system för att bedöma och utvärdera miljöbelastningarna hos en produkt. Verktyg, filosofier och metoder för båda dessa aktiviteter bör bygga på vetenskapligt inhämtad kunskap om hur en produkt kan påverka klimat och ekosystem under hela sin livscykel. Detta kräver kunskap inom ekologi, en bra bild av produktens livscykel och en förstålelse för hur det ena påverkar det andra. För en designer eller produktutvecklingsingenjör är naturligt nog ekologibiten svårare att greppa än produktens livscykel eftersom det inte är lika relaterat till det egna huvudsakliga kompetensområdet. Det finns dock specifika verktyg som kan användas för att överbygga detta kunskapsglapp så att man inte behöver bli en fullfjädrad biolog för att kunna skapa ekologiskt hållbara produkter. Något som de flesta metoder för utvärdering av miljöeffekterna av en produkt har gemensamt är att de behandlar produkten som ett system av produktion, användning, transport och slutgiltig kassering. Begreppen input och output (som tycks sakna en bra svensk översättning) används sedan för att identifiera vad som går ut och in ur produktens eget system och ut i ett större kretslopp (se flödesschema). När detta identifierats och kvantifierats görs en bedömning av tänkbara effekter och konsekvenser. Detta kallas för en Livscykelanalys. Det är en komplicerad process som är indelad i flera steg och kräver mycket stora resurser. Att avgöra vilka miljöbelastningar som uppstår på grund av output och input, och hur allvarliga konsekvenserna kan bli är speciellt omständigt och komplicerat, och här är kunskaper i ekologi och miljövetenskap betydligt mer relevanta än kunskaper i produktutveckling. Tursamt nog finns det genvägar runt detta problem. Om målet med livscykelanalysen är att påvisa tillräcklig kvalitet för en eller annan miljöcertifiering kan formalia ofta kräva att analysen utförts med ett standardiserat förfarande, och då behövs naturligtvis specialiserad kompetens, men om målet bara är att skaffa stöd för egna designbeslut kan till exempel belastningsindex användas. 2

3 VERKTYG BELASTNINGSINDEX Ett belastningsindex är en lista med belastningstal (ofta kallade eko-indikator) för specifika material, tillverkningsprocesser, transportmetoder och avfallshanteringssystem. Belastningstalet är en representation för hur allvarlig miljöbelastningen från materialet eller processen anses vara. Det belastningsindex som jag senare tänker använda i ett praktiskt exempel kommer från företaget PRé Consultants (ett företag som utvecklar mjukvarustöd för livscykelanalyser), och det går att hitta på företagets hemsida eller som bilaga i häftet Miljödriven Produktutveckling (Se källförteckning). I detta fall anges belastningstalen i måttenheten millipoints (mp) per mängdenhet (olika mängdenheter förekommer) och är baserade på en fullskalig livscykelanalys där resultatet har sammanställts till ett enkelt siffervärde, ju högre värde, desto högre miljöbelastning. Naturligtvis innebär detta att man måste lita på de data man får, och man måste vara medveten om att subjektiva värderingar från den som sammanställde dessa data kan överföras till den egna processen på detta sätt. På gott och ont har den enorma mängd av data som ligger till grund för ett belastningstal reducerats ner till ett enkelt siffervärde. Några subjektiva bedömningar måste då ske under vägen eftersom man måste jämföra olika typer av miljöpåverkan med varandra för att kunna addera ihop dessa till ett slutvärde. Eftersom det bara bygger på typdata och snittvärden blir inte heller så exakt. Men om man har en källa man litar på så är ett belastningsindex ett ovärderligt verktyg, både för jämförelser som leder till ett riktigt beslut och för att göra utvärderingar. Att ha enkla och konkreta siffervärden för miljöbelastning är även mycket användbart i QFD och kravspecifikation där man strävar efter tydliga mätpunkter. 3

4 MERU-MATRIS Detta verktyg används för att systematiskt skaffa en överblick över, och analysera en produkts miljöbelastning under hela livscykeln. Principen är att man gruppera de olika sätten på vilken produkten kan påverka sin omgivning i fyra kategorier. Material, Energi, Restprodukter och Utsläpp (de två sista kategorierna kan även behandlas gemensamt som Toxiditet och då kallas det MET-matris). Matrisen konstrueras så att den vertikalt visar produktens livsspann indelat i fem faser: 1. Produktion och utvinning av material och komponenter. Detta är hela produktionsfasen före produktionen inom det egna företaget. Ofta svårt att utvärdera och omöjligt att påverka, men viktigt att ta med i analysen för att till exempel upptäcka om det finns behov av att byta till mer miljöanpassade underleverantörer. 2. Egen produktion Den egna produktionsverksamheten. 3. Distribution All transport som behöver ske, från underleverantörer till eget företag, från eget företag till återförsäljare/slutanvändare, och eventuellt även från slutanvändare till den platts där produkten skall sluta sina dagar. Den sistnämnda transporten är ofta slutanvändarens ansvar och är således svår att ha kontroll över, men där produkten till exempel kan göras biologiskt nedbrytbar eller anpassas så att den passar i ett hushålls ordinarie avfallshanteringssystem finns det naturligtvis en möjlighet som är viktig att beakta. 4. Användning Detta inkluderar även reparationer och underhåll. T.ex. energianvändning utvärderas och för en riktigt bra helhetsbild bör även förbrukningsprodukter och kemikalier som hör till produktens drift beaktas. 5. Slutfas Den uttjänta produktens öde. Återvinning, förbränning, deponi eller naturlig nedbrytning. Kategorierna material, energi, restprodukter och utsläpp sorteras sedan horisontellt. Hur detaljerat man väljer att göra detta kan justeras efter ändamålet. Tankesättet är det samma som vid en livscykelanalys, baserat på att man för varje fas försöker identifiera input och output, men MERU-matrisen är ett lättare verktyg som lämpar sig väl för att anpassa till olika ambitionsnivåer och till olika sammanhang. I konceptgenerering och konceptval kan det användas i mycket förenklad form för att ge idéer till hur produkten kan förbättras eller göra snabba utvärderingar av flera koncept. Det kan även anpassas för mer detaljerade analyser för att förfina ett valt koncept eller som en förstudie för att redan från början lokalisera alvarliga miljöbelastningar som måste beaktas i processen. 4

5 Om man inkluderar exakta kvantiteter tillsammans med belastningsindex i matrisen får man en bra helhetsbild av miljöpåverkan under produktens livscykel, dessutom kan man då ofta helt stryka många av fälten i matrisen. För produktion av råvaror gäller till exempel att energiförbrukning, utsläpp och restprodukter från den fasen redan är inräknade i belastningstalet för materialen och processelserna som sker innan den egna produktionen börjar. Exemplet nedan visar hur en sådan analys för en kesoförpackning skulle kunna se ut. Kesoförpackningen är av polypropenplast och har ett extra lock i form av ett tunt aluminiumfolie. Som återvinningsmetod valdes enbart förbränning för att hålla det kortfattat, vanligen brukar man försöka göra en ungefärlig uppskattning av hur många enheter som hamnar i återvinningssystemet. Värdena är bara en uppskattning av vilka materialmängder som skulle kunna tänkas gå åt till att tillverka enheter. I ovanstående exempel har faserna transport och användning utelämnats för att hålla det enkelt (när det handlar om enkla och kortlivade engångsprodukter kan användningen oftast ses som en relativt oviktig fas i vilket fall som helst). Materialfasen har skurits ner till att bara innehålla belastningsindex för använda material, och processer som sker hos underleverantörerna så som beskrevs ovan. Av samma anledning har Egen produktion förenklats till Energiförbrukning och restprodukter, och Slutfas förenklats till att bara ta upp slutfas och restprodukter. Naturligtvis blir felmarginalen stor för en så förenklad analys, men den går å andra sidan mycket fort att utföra. 5

6 EKOSTRATEGIHJULET Detta består av 8 grundläggande riktlinjer för hur man kan minska miljöbelastningen från en produkt. Namnet kommer av att dessa strategier vanligen presentera inskrivna i ett hjul med åtta ekrar. Nedan har jag valt att skriva det som en lista i stället eftersom det gör det lättare att få med underrubriker. 1. Val av material Giftfria Förnyelsebara Energisnåla vid tillverkning Är återvunna Kan återvinnas 2. Minimering av material Reducera vikt Reducera volym 3. Optimera tillverkningsprocessen Minska antalet delprocesser Minska energianvändningen Byt till en förnyelsebar energikälla Ta bättre vara på spillmaterial Använd färre, eller mer miljöanpassade kemikalier 4. Optimera distribution Emballage som är miljöanpassade Emballage som kan återanvändas eller återvinnas Energieffektivare transportmedel Effektivare logistik 5. Optimera användandet Minska energianvändningen Byt ut produktens energikälla Försök att förebygga behov av kemikalier eller andra förbrukningsvaror i för användning, underhåll och rengöring. 6. Optimera livslängden Robust och hållbar konstruktion Lättare underhåll och reparation Modulbaserad struktur Tidlös formgivning 7. Återvinning och avfallshantering Återanvändning av produkten Renovering eller uppgradering Återvinning av material Säkrare förbränning 8. Nytt konceptet Gå från produkt till tjänst Gå från personlig till kollektiv produkt Integrera flera funktioner i produkten Optimera mot huvudfunktionen Vilken eller vilka av dessa strategier man väljer att jobba med beror på flera faktorer. Företagets egen miljöpolicy och vilka förutsättningar som gäller för den specifika produkten är oftast avgörande. I specifikt miljöorienterade projekt kan en MERU-matris och/eller en Checklista för ekologisk design användas för att avgöra var behovet av förbättring är störst. I de flesta projekt är strategierna 2 till 6 de som är enklast att implementera. Strategi 2, 3 och 4 går ofta hand i hand med ekonomiska besparingar vid inköp, produktion och distribution. Samtidigt ger strategi 5 och 6 (i kombination med bra marknadsföring) ofta en konkurrensfördel eftersom den kan ge ekonomiska fördelar och mervärde till kunden. Men just därför är dessa strategier ofta redan implementerade och väl genomarbetade så att uppenbara och lättgenomförbara möjligheter till förbättring redan har utnyttjats. 6

7 Om miljöaspekten är en mycket viktig del i projektet kan även strategi 1 och 7 användas. Här ryms blad annat möjligheterna till att utveckla ett bättre kretsloppstänkande i produkten. För att detta skall bli lönsamt krävs förmodligen bra marknadsföring och profilering av produkten eller företaget som särskilt miljövänligt. I vissa fall kan lagstiftning, miljöskatter och regler om producentansvar för produkten göra dessa strategier lönsamma. Vad allting i slutändan kommer att handla om är att göra kunden nöjd, och det gör naturligtvis de strategier där miljöförbättringarna är svårare att påvisa för kunden svårare att jobba med, men detta förändras raskt dels p.g.a. att konsumenter tycks bli mer och mer insatta och informerad (t.ex. genom olika typer av miljömärkning) men möjligen också på att ett stort antal olika råvaror och processer vars pris är nära kopplade till oljepriset inom en snar kan börja öka i pris. Strategi 8, som oftast i stället betecknas för att understryka att den står lite för sig själv, representerar en lite annan infallsvinkel än de övriga sju. Den rymmer de åtgärder som förändrar hela produktkonceptet i stället för att bara försöka förbättra det. Att göra något helt nytt är betydligt svårare än att vidareutveckla något gammalt, å andra sidan ger det möjlighet till de verkligt innovativa idéerna som kan förändra hela samhällen. Om en livscykelanalys, en MERU-matris eller något annat verktyg med en liknande indelning av produkten i olika livsfaser redan har använts (till exempel som förstudie om man gör en redesign av en befintlig produkt) kan även det ge en vägledning om vilka strategier som är kloka att jobba med eftersom det finns uppenbara kopplingar mellan strategierna och de olika faserna i produktens livscykel. Materialfasen är länkad till strategi 1 och 2 Produktionsfasen är länkad till strategi 3 Transport är länkat till strategi 2 och 4 Användning är länkat till strategi 5 Slutfas är länkat till strategi 1, 6 och 7 Strategi 8/@ är relevant för alla faser. 7

8 FILOSOFI DET NATURLIGA STEGETS SYSTEMVILLKOR Detta är en samling principer som är framtagna för att på ett så överskådligt vis som möjligt illustrera hur ett hållbart samhälle skall se ut. Värdet av detta är att man genom att under alla faser i PU-processen ha dessa principer i bakhuvudet får riktlinjer för vad som är klok strategi för hållbar design utan att behöva använda särskilda verktyg. De fyra villkoren, hämtade från Det Naturliga Stegets Hemsida (egna kommentarer i kursivt): I det hållbara samhället utsätts inte naturen för systematisk koncentrationsökning av ämnen från berggrunden (t ex fossilt kol och tungmetaller). Mineraler som är sällsynta i på jordytan måste användas med sparsamhet och försiktighet. Fossila bränslen bör undvikas. 2..koncentrationsökning av ämnen från samhällets produktion (t ex NOx, hormonstörande ämnen, m.m). Mycket av materian i som vi använder är skapad i kemiska processer som kräver stor energitillförsel eller att ett naturligt ämne med stor möda samlas in i onaturligt hög koncentration. Sådana ämnen uppstår sällan i naturen eftersom energi alltid är en bristvara i ekosystemen. Dessa främmande ämnen kan rubba balansen och bryts dessutom ofta ner mycket långsamt. Eftersom de inte har någon naturlig platts i kretsloppet har inga organismer specialiserat sig på att bryta ner dem. 3..undanträngning med fysiska metoder (t ex från trafikinfrastruktur, skogsskövling, överfiske m.m). Rent principmässigt är det inget fel att påverka och förändra ett ekosystem, ekosystem förändras naturligt hela tiden, men de mänskligt konstruerade ekosystemen är ofta helt oplanerade och långt mindre komplexa än de naturliga system som ersätts. Detta minskar stabiliteten och mångfalden. Därför bör Städer och Jordbruk så nära som möjligt likna de system vars platts de tar. När resurser tas ur ett naturligt ekosystem bör detta ske försiktigt. Och, i det samhället hindras inte människor systematiskt 4..från att tillgodose sina behov (t ex via missbruk av politisk och ekonomisk makt). Detta villkor handlar egentligen mer om frihet och rättvisa än om miljö, men det ska knappast utelämnas, det är trotts allt för att bevara samhället vi vill bevara naturen, inte tvärt om. 8

9 BIOMIMICRY Life creates conditions conducive to life -- Janine Benyus Biomimicry, dvs att härma naturen, är inte bara ett bra sätt att få in kreativa idéer och lösningar i processen, det är även en mycket bra metod för att hitta just de lösningar som resulterar i smart och hållbar design. Naturens egna lösningar har utvecklats successivt under miljoner år av evolution i ett system där solenergi är det enda drivmedlet och avvägningen mellan storlek och behov av energi är en fråga på liv och död. Detta sträcker sig längre än till att bara ge designlösningar på specifika problem. Genom att studera naturen kan man till exempel få uppslag till hur hela kretslopp kan fungera, hur symbiotiskt samarbeta kan ge ömsesidiga fördelar och hur begreppet Avfall kan elimineras. De levande organismernas formgivning är präglade av de förutsättningar de utvecklats under och därför har naturen blivit expert på att uppnå storslagna och komplexa resultat med lättillgängliga material och små energiresurser där människan i stället ofta använder sig av mycket specifika material med extra gynnsamma egenskaper och tillsätter stora mängder energi. SLUTORD Citatet överst på sidan kommer från en av de stora frontfigurerna inom biomimicry. Jag tolkar det som en påminnelse om att levande organismer alltid kan och bör dra nytta av andra levande organismer i sin omgivning. Detta sker hela tiden och det har präglat evolutionen så att djur och växter sällan skadar sitt eget habitat. Stora rovdjur som inte har några naturliga fiender har till exempel långsam fortplantning för att inte riskera att bli för många och utrota sina bytesdjur. Detta pekar tydligt på den långsiktiga egennyttan i hållbar design, men det är tyvärr också här den verkliga utmaningen kan ses, eftersom den kortsiktiga egennyttan är lättare att sälja måste miljövänliga produkter kunna konkurera både på det långsiktiga och det kortsiktiga planet, att bygga en miljöbil som är så obekväm eller dyr att ingen vill köra den kommer inte att leda till några lysande resultat varken för biltillverkaren eller för miljön. 9

10 KÄLLFÖRTECKNING OCH LÄNKAR BÖCKER Grön Design - Naturskyddsföreningens temabok 2008 ISBN: Papanek, Victor - The Green Imperative 1995 ISBN: INTERNETBASSERADE KÄLLOR Miljödriven produktutveckling Det naturliga seteget - Systemvillkor WikID, the Industrial Design Engineering Wiki ÖVRIG MEDIA Filmad föreläsning med Janine Benyus (om Biomimicry) ÖVRIGA LÄNKAR Stiftelsen Svensk industridesigns Hållbarhetsguide PRé Consultants 10