Holdbarhed vs. genanvendelighed:Duellerende mål for at gøre elektronik mere bæredygtig

De faldende omkostninger til solenergi har ført til et boom i de senere år, med flere og flere solcellepaneler, der dukker op på hustage og solcellegårde rundt om i verden.

Men hvad sker der med alle disse solpaneler om et par årtier, når de når slutningen af ​​deres levetid? Og hvad med elektroniske enheder med endnu kortere levetid?

Disse spørgsmål er kernen i ny forskning udgivet af et hold ved Georgia Institute of Technology, hvor forskere undersøgte virkningen af ​​regeringens politikker, der er indført for at reducere mængden af ​​elektronikaffald, der fylder lossepladser.

"Der er stor bekymring i bæredygtighedskredse over, at producenter laver ting med kortere og kortere levetid, og produkter er måske endda med vilje lavet til at blive forældede for at fremkalde erstatningskøb, " sagde Beril Toktay, en professor ved Georgia Techs Scheller College of Business.

Studiet, som blev offentliggjort 4. april i tidsskriftet Ledelsesvidenskab , fokuseret på regeringspolitikker, der bruges til at tilskynde elektronikproducenter til at tænke mere over, hvad der sker i slutningen af ​​produktets livscyklus. Disse programmer, som kaldes udvidet producentansvar (EPR) love og allerede er i brug i nogle stater, har to fælles mål:at få producenter til at designe deres produkter, så de er nemmere at genbruge, eller at øge deres holdbarhed for at forlænge enhedens levetid.

Imidlertid, forskerne rapporterede, at disse mål ofte er i modstrid.

"Det, vi har fundet ud af, er, at nogle gange, når du designer med henblik på genanvendelighed, du opgiver holdbarheden, og når holdbarhed er målet, genanvendelighed er ofret, " sagde Toktay.

I teorien, et produkt, der både er nemt at genbruge og mere holdbart, ville være toppen af ​​et miljømæssigt ansvarligt produktdesign. Forskerne pegede på biler med tykkere metalrammer, der holder længere og også har mere genanvendelige materialer. I et sådant scenarie, EPR-politikker, der lægger vægt på holdbarhed og genanvendelighed, arbejder hånd i hånd.

"Nogle gange er simple valg, som produktdesignere træffer, såsom at bruge lim eller fastgørelseselementer til at sammensætte en enhed, virkelig påvirke genanvendeligheden ved slutningen af ​​levetiden, " sagde Natalie Huang, en tidligere kandidatstuderende ved Georgia Tech og nu adjunkt ved University of Minnesota.

Oftere end ikke, imidlertid, der er ingen sådan synergi. I tilfælde af solcellepaneler, forskerne fremhævede, hvordan tyndfilmspaneler er meget mere omkostningseffektive at genbruge end andre paneler, fordi de indeholder ædle metaller. I mellemtiden krystallinske silicium paneler, som ikke er så omkostningseffektive at genbruge, har meget længere levetid, fordi deres komponenter nedbrydes meget langsommere.

"Denne slags afvejninger er almindelige, og så fra et politisk perspektiv, der er ikke en ensartet tilgang, der vil fungere, " sagde Atalay Atasu, professor ved Scheller College of Business. "Du er virkelig nødt til at skelne mellem forskellige produktkategorier for at overveje genanvendeligheden og holdbarhedens implikationer og sikre, at din politik ikke er i konflikt med målet."

Forskerne sagde, at i nogle tilfælde, EPR-politikker kan faktisk føre til øget affaldsgenerering, hvis produktdesignere gør produkter mere genanvendelige, men mindre holdbare, eller føre til øget drivhusgasudledning, hvis produkterne gøres mere holdbare, men mindre genanvendelige.

For at hjælpe med at bestemme, hvordan regeringens politikker kan påvirke individuelle produkter, forskerne byggede en matematisk model for at hjælpe med at forudsige, hvilken effekt disse politikker ville have på produkter baseret på deres materialer og designegenskaber. Blandt de faktorer, som modellen tager højde for, er produktets basisproduktionsomkostninger, sværhedsgraden ved at øge genanvendeligheden og holdbarheden, graden af ​​interaktion mellem genanvendelighed og holdbarhed i produktdesignet, og produktets genbrugsegenskaber.

"I sidste ende er det, vi leder efter, at finde en måde at lave scenarieanalyser på for at bestemme, hvad der ville være den bedste politik for forskellige produktkategorier, " sagde Toktay. "Femten til 20 år fra nu, en masse paneler kommer til at komme af tagene. Bliver de designet med slutningen af ​​deres levetid i tankerne og med overvejelser om, hvad der er den bedste måde at reducere virkningen af ​​at producere disse paneler på?"