Elektronikprojekt och hållbar utveckling Föreläsning 1 Ellie Cijvat Inst. för Elektro- och Informationsteknik ellie.cijvat@eit.lth.se
Föreläsningarna m.m. Tisdagar kl 10-12, sal E:B 16 mars 1. Hållbar utveckling; 2. Naturresurser och miljöpåverkan 23 mars Klimatförändringar och energi 20 april Elektroniken och livscykelanalys 27 april 1. Lagstiftning; 2. Positiva exempel 5 maj (ons kl 13-15) - E.ON-s vindkraftprojekt Rødsand 2 Övriga aktiviteter och datum: 24 mars, kl 13-15, sal E:3316: kort presentation av projekt 28 april, kl 13-15: posterutställning miljöuppgift 4 maj, kl 10-12: studiebesök IIIEE 18 maj, kl 10-12 + 19 maj, kl 13-15: redovisning projekt
Projekten och postrarna Vid frågor, kontakta Olof! Hemsidan: http://www.iea.lth.se/ephu/ Projekten: Har alla fått kontakt med sin handledare? Postrarna: De flesta grupper har fått Go dvs godkänd uppgift och godkänd litteratur.
Innehåll Föreläsningarnas upplägg: Hållbar utveckling, miljöhistoria Naturresurser, biologisk mångfald Klimat, energi och utsläpp Miljöförstöring avfall, gifter 5 föreläsningar Allmänna miljöämnen Livscykelanalys (LCA) Elektronikavfall Lagstiftning Elektronik för miljön Elektronikens miljöpåverkan + studiebesök hos IIIEE i Lund 100210 Ellie Cijvat
Hållbar utveckling Nyckelord: miljöhistoria, avskiljning & utspädning, lagstiftning, internationella överenskommelser, hållbar utveckling, ekodesign Ellie Cijvat Inst. för Elektro- och Informationsteknik ellie.cijvat@eit.lth.se
Miljöhistoria Trender: Innan 70-talet: Utspädning 70-talet: Avskiljning Nationell lagstiftning 80-talet: Avfall, återvinning 1962, USA: Rachel Carson - Silent Spring (Tyst Vår) 1978, New York: Love Canal-skandalen 1977, Teckomatorp: BT Kemi skandalen 1971, Ramsar: Första moderna internationella miljö-konvention 1972, Stockholm: Första FN miljökonferens
Miljöhistoria, forts. Trender: 90-talet: Livscykelanalys, Agenda 21, hållbar utveckling, 00-talet: Ekodesign EU lagstiftning 1992, Rio de Janeiro: Uppföljning av Stockholms-konferensen 1997, Kyoto: Klimatöverenskommelsen 2002, Johannesburg: Uppföljning av Rio
Hållbar utveckling HU fick sitt genombrott 1987 Brundtland Kommissionen, Our common future HU består utav 3 pelare: Miljömässig hållbarhet Social hållbarhet Ekonomisk hållbarhet Tillgodose dagens behov utan att äventyra kommande generationers möjligheter att tillgodose sina behov HU kan ses som en process Ständiga förbättringar Arbeta med indikatorer men hur definieras t ex socialt hållbart? och har alla samma definition?
Naturresurser och miljöpåverkan Nyckelord: förnybara och icke-förnybara resurser, biologisk mångfald, arter och nischar, utrotning, utsläpp, föroreningar, avfall Ellie Cijvat Inst. för Elektro- och Informationsteknik ellie.cijvat@eit.lth.se
Innehåll Naturresurser: Förnyelsebara resurser Icke-förnyelsebara resurser Kontinuerliga resurser Biologisk mångfald: Varför är det viktigt? Om arter och nischar Utrotning - naturligt eller onaturligt? Några siffror Globalt I Sverige Miljöpåverkan Luftföroreningar Vattenföroreningar Avfall Elektronikresurser
Naturresurser Förnybar resurs: Förnybar resurs är en naturlig resurs som tömms långsammare än den fylls på. En resurs måste ha ett sätt att återhämta sig för att kunna kallas förnybar. - Wikipedia Exempel: Skog, gräs Djur Färskvatten, frisk luft Bördig jord
Naturresurser Vilka processer utarmar de förnybara resurserna? Urbanisering på bekostnad av bördig mark Erosion av jordens toppskikt Avskogning Minskning av den biologiska mångfalden Minskning/nedsmutsning av grundvatten
Några siffror Vatten, globalt: Källa: UNEP
Några siffror Vattenanvändning i Sverige: 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 Hushåll Industri Jordbruk Övrig användning Totalt Enskilda uttag Kommunala uttag Källa: SCB
Naturresurser Icke-förnybar resurs: En resurs som finns i begränsad mängd på jorden. Den kan utvinnas till det inte längre är lönsamt att göra det. På en mänsklig tidsskala (100- eller 1 000-tals år) förnyas resursen inte. Exempel: Fossila bränslen - olja, gas, kol Metaller - koppar, aluminium, guld, järn Mineraler (ej metalliska) - sand, fosfater, lera
Några siffror Uran, globalt: Källa: BGS
Några siffror Olja: Källa: Wikipedia
Naturresurser Kontinuerlig resurs: En resurs som förnyas kontinuerligt, eller som alltid finns. Exempel: Solenergi Vind Vatten (tidvattnet, strömmar, osv.)
Några siffror Solenergi globalt: Se: http://www.desertec.org/en Potential solenergi i Sverige: 10 TWh/år solel 30 TWh/år solvärme (källa: Greenpeace) Solenergi nu: 7 GWh i 2008, solel 100 GWh i 2008, solvärme (källa: Svensk solenergi) Totala elanvändningen i Sverige: 170 TWh år 2005 (källa: SCB)
Elektronikresurser Det krävs resurser som t ex el, vatten, metaller, mineraler, kemikalier för att: Tillverka elektronikprodukter Använda elektronikprodukter och tjänster Kisel som råvara för integrerade kretsar: 20 kg SiO 2 behövs för 1 kg rent kisel 2 000 kwh behövs för att få 1 kg kisel som är tillräckligt rent 7 000 liter vatten används per 200 mm wafer (som väger drygt 50 gram)
Elektronikresurser Vad innehåller en laptop? Ett exempel. En dator med monitor behöver 1,8 ton i råvaror, inkl. vatten, bränsle, kvarts, Källa: Shrivastava et al. (IEEE artikel)
Elektronikresurser Materialer som används vid tillverkning: Kretskort: Ammoniumklorid, ammoniumsulfid, svavelsyra, blyfri lödpasta, bromerade flamskyddsmedel, Integrerade kretsar: Silan, ammonia, ammoniumnitrat, kväveoxid, hexafluoroetan, trikloroetan, klorin, fosfin, arsin, kväve, (lätt upp till 1 000 kemikalier) Mer om detta om några veckor.
Länkar naturresurser www.unep.org - FN:s Environmental Programme www.bgs.ac.uk - British Geological Survey http://www.greenpeace.org/international/campaigns/toxics/ electronics/how-the-companies-line-up - Greenpeace, Guide to greener electronics computersweden.idg.se/2.2683/1.79337 - Nyhetssite, IT & miljö
Biologisk mångfald Innehåll: Varför är det viktigt? Om arter och nischar Utrotning - naturligt eller onaturligt? Några siffror
Biologisk mångfald Varför är biologisk mångfald viktig? Ekosystem: Består av ett antal organismer som fungerar ihop (djur och växter, producenter och konsumenter) Är komplexa system Utför viktiga funktioner som att förse oss med mat, bördig jord, frisk luft, rent vatten, avfallshantering, Biologisk mångfald behövs för att upprätthålla ekosystem - fast det är svårt att veta exakt vilken art har vilken funktion i systemet! Ju mer mångfald desto stabilare ekosystemet
Arter och nischar En art är populationer vars individer kan föröka sig tillsammans men inte med någon individ som tillhör en population som inte tillhör arten. - den vanligaste definitionen enligt Wikipedia Vissa arter har många underarter En ekologisk nisch är det levnadsområde där en enskild art kan överleva och reproducera sig. Detta avser egenskaper som temperatur, vegetation och mattillgång. För varje egenskap finns ett visst intervall där arten kan leva. - Wikipedia Det finns smala eller breda nischar, dvs specialister och generalister
Några siffror Hur många arter finns det ungefär?
Utrotning Naturlig eller s k bakgrundsutrotning är den graden av utrotning av arter som alltid förekommer, t ex pga geografisk spridning av grupper och ändrade ekosystem Bakgrundsutrotningen uppskattas till 1-5 arter per miljon arter per år (jorden uppskattas ha ungefär 10-14 miljoner arter) Massutarmning av arter definieras som en högre utrotningshasighet än bakgrundsutrotning Massutrotning är en signifikant ökning av utrotningshastigheten 25-70+% av alla arter kan dö ut under en relativ kort tid De senaste 500 miljoner år har det antagligen hänt 3 massutarmningar och två massutrotningar. (källa: Miller, Living in the Environment, p. 96)
Utrotning Vad är orsakerna till utrotning? Naturliga variationer Habitatdegradering Och vad är människans roll? Sedan år 1900 är utrotningshastigheten 100-1000 ggr bakgrundsutrotningen
Några siffror Utrotning:
Länkar biologisk mångfald www.millenniumassessment.org - Millennium Ecosystem Assessment http://www.cbd.int/2010/ - FN:s Convention on Biological Diversity
Miljöpåverkan Innehåll: föroreningar och avfall Luftföroreningar Partiklar Gaser som skadar ozonlagret Gaser som bidrar till försurning Växthusgaser Vattenföroreningar Giftiga kemikalier, bekämpningsmedel Övergödning Sediment Avfall Farligt avfall Hushålls- och industriavfall
Luftföroreningar Partiklar: Från förbränning av fossila bränslen Från vulkanutbrott, vågor, bränder, dammoln osv. De kan orsaka astma, lungcancer, hjärtproblem, Ozonlagret: Gaser som CFC (framförallt klor- och bromradikaler) kan bryta ner ozonet så att lagret blir tunnare Ett tunnare lager kan orsaka fler fall av hudcancer och grå starr, och kan orsaka stor skada på plankton
Luftföroreningar Försurning: Det är bl a en konsekvens av förbränning av fossila bränslen, då kväveoxid (NO x ) och svaveldioxid (SO 2 ) släpps ut Det kan orsaka stor skada på djur- och växtlivet i sjöar, samt skada skogarna och jorden Växthusgaser: De uppstår vid förbränning av fossila bränslen, avskogning, och förruttningsprocesser De orsakar klimatförändringar
Vattenföroreningar Kemikalier och bekämpningsmedel: Organiska kemikalier är t ex olja, plast, bensin, bekämpningsmedel, upplösningsmedel, diskmedel Vissa kan vara cancerogena, ge fosterskada, eller nervskada Oorganiska kemikalier är t ex metallföreningar (bly, arsenik), salt, syror Vissa kan skada nervsystemet, levern, njurarna Aktiviteter som orsakar dessa föroreningar är bl a industri, jordbruk, och hushåll
Vattenföroreningar Övergödning: Det orsakas av utsläpp av ammoniak från jordbruket, av kväve och fosfor från konstgödsel, och av utsläpp av kväveoxider vid förbränning Det orsakar syrebrist och algblommning i sjöar och hav Sediment: Det orsakas framför allt av erosion Det kan ha som följd att marina näringskedjor störs, och att strömmar, sjöar och hamn täpps till
Avfall Farligt avfall: Flytande eller fast substans som är giftig, lättantändlig, korrosiv, eller reaktiv och orsakar giftmoln e d Det är ett problem om avfallet släpps ut i naturen, men det är inte heller lätt att omhänderta Exempel är radioaktivt avfall, hushållsavfall eller industriavfall som färg, upplösningsmedel, olja, rengöringsmedel, mm mm Hushålls- och industriavfall (fast): Avfall är allt som innehavaren kastar bort, vill kasta bort eller måste kasta bort - EU definitionen Problemet är mängden och hur att ta hand om det; soptippar är ingen bra lösning i längden. Förbränning kan ge energi, men kan också ge en del farligt utsläpp som måste tas om hand. Återvinning är viktig för resursbesparing samt återanvändnign och förebyggande av avfallsgenerering. I EU producerades 3,5 ton avfall per person år 2006.
Avfall Av allt avfall i EU kommer 14% från hushåll (ungefär 520 kg per person)
Länkar miljöpåverkan www.naturvardsverket.se - Myndighet www.airclim.org - Luftförorening- och klimatsekretariatet waste.eionet.europa.eu/waste - Expertiscentrum från EEA, European Environmental Agency
Kom ihåg: Hållbar utveckling Nyckelord: miljöhistoria, avskiljning & utspädning, lagstiftning, internationella överenskommelser, hållbar utveckling, ekodesign Naturresurser och miljöpåverkan Nyckelord: förnybara och icke-förnybara resurser, biologisk mångfald, arter och nischar, utrotning, utsläpp, föroreningar, avfall