Doc. Ing. Ivan Szendiuch, CSc., Fellow IMAPS. Vysoké Učení Technické v Brně, FEKT, ÚMEL

egislativa a životní prostředí – vod do strategií návrhu ekologických výrobků v elektronice a elektrotechnice WEEE – RoHS – EuP (EcoDesign) Proč, co, jak? (10) Doc. Ing. Ivan Szendiuch, CSc., Fellow IMAPS Vysoké Učení Technické v Brně, FEKT, ÚMEL e-mail: [email protected]

.

Bez komentáře …

Cílem této přednášky je upozornit na některé vlivy elektrotechnických výrob na životní prostředí a lidské zdraví. Pro získání podrobnějších znalostí se doporučuje studium další literatury.

Obsah  Elektronika a zdraví • Zakázané materiály • Vliv elektromagnetických polí  Eco Design • • • •

Co je předmětem zájmu o ekologické výrobky a proč? Jak je ovlivňováno prostředí a vliv elektroniky na životní prostředí Zelené výrobky“ – obchodní výhody Přizpůsobení se legislativě EU

 Jak dělat Eco-Design? • Presentace strategií, nástrojů a metod • Environmentální management  Zdraví a elektrotechnický odpad

Vyhláška Ministerstva životního prostředí (MŽP) č. 339/97 Nebezpečné vlastnosti odpadů jsou uvedeny ve vyhlášce Ministerstva životního prostředí (MŽP) č. 339/97, kde jsou klasifikovány následovně:  výbušnost,  hořlavost,  oxidační schopnost,  tepelná nestálost organických peroxidů,  schopnost uvolňovat při styku se vzduchem nebo s vodou jedovaté plyny,  ekotoxicita,  následná nebezpečnost,  akutní toxicita,  toxicita s pozdním účinkem,  žíravost,  infekčnost,  radioaktivita. 4

Materiály pro elektrotechnické procesy 

Materiály, které se používají v mikroelektronice pro výrobu čipů integrovaných obvodů, lze rozdělit podle skupenství na plyny, kapaliny a tuhou fázi.



Využití plynů má široký charakter a lze ho rozdělit do následujících oblastí: - leptání, - odmašťování, - dopování, - vytváření pevných vrstev (monolitických struktur), - iontová implantace.



Využití kapalin: - čistící procesy, pomocné materiály … ale i tixotropní materiály (pasty)

5

Toxické a netoxické materiály - RoHS

 Z hlediska toxicity v elektronice používaných kovů lze sestavit následující pořadí (od nejméně toxického po nejvíce toxický): Bi  Zn  Sn  Cu  Sb  In, Ag  Pb Z kovů se za netoxické materiály v kompaktním stavu považují zlato, stříbro, měď, hliník a zinek. Avšak i tzv. „ušlechtilé“ kovy v práškové formě, jež se často v elektronice používá, mohou být pro vnímavé jedince velmi toxické. 6

Toxicita materiálů Riziko plynoucí z výroby jedné křemíkové polovodičové desky o průměru 6 palců, tj. přibližně 15 cm, používané pro výrobu integrovaných obvodů je patrné z následujících údajů. Při výrobě křemíkové desky o průměru 6 palců se spotřebuje přibližně:  2 275 galonů deionizované vody (1 galon = 3,785 l);  45 kubických stop plynů (1 kubická stopa = 0,0283 m3);  22 kubických stop nebezpečných plynů (1 kubická stopa = 0,0283 m3);  20 liber chemikálií (1 libra = 0,4536 kg);  300 kWh elektrické energie. 7

Vlivy elektrických a magnetických polí na lidský organizmus

8

Ukazatelé působení elektrických a magnetických polí  Výsledky epidemiologických studií dosud potvrdily tzv. předpokládaná rizika působení elektromagnetických polí  Při působení EMP vyšších než 0,2 T = 200 nT je riziko onemocnění leukemií v dětském věku znatelně vyšší. Podobně odkazuje tato studie na zvýšené riziko vzniku rakoviny prsu nebo nádorů na mozku. Přesto zůstává velmi obtížné dokázat jednoznačnou souvislost mezi elektromagnetickým zářením a přímým účinkem na lidské zdraví.

9

Ukazatelé působení elektrických a magnetických polí K ochraně životního prostředí před zdraví škodlivými vlivy jsou stanoveny jisté mezní hodnoty. Tyto mezní hodnoty však musíme hodnotit velmi kriticky, neboť jen zřídka bývají stanovovány v souladu s požadavkem na úplné odstranění škodlivých vlivů. Jako ukazatele přípustného zatížení bývají uváděny různé ukazatele pro definování přípustného zatížení lidského organizmu elektrickými nebo magnetickými poli. Jsou to např.:  DIN ukazatel  Ukazatele Světové zdravotnické organizace (WHO)  Ukazatele stavebních biologů  Průmyslové ukazatele 10

Průmyslové ukazatele

Např. v Německu platí nařízení, které má zabránit zatěžování civilního obyvatelstva elektromagnetickými poli. Toto nařízení se vztahuje na rozmáhající se zařízení:    

vedení vysokého napětí a trolejová vedení, vysílače, Elektrické  zemní kabely, střídavé transformátory. pole (50Hz)

Magnetické střídavé pole (50Hz)

Vysoko‐frekvenční  pole

E1ektrické  stejnosměrné pole

Magnetické stejnosměrné pole

V/m

nT

mW/ cm2

V/m

nT

DIN/VDE Pro obyvatelstvo  ICNIRP  pro civilisty

7000 5000 (při 162/3 Hz:  10000)

400 100 (při 162/3 Hz: 300)

200‐1000 200‐2000 SNS1, USA 1000

10000

21200

DIN/VDE 0848 pracovník/den

10000‐20000

500‐5000

2500‐10000

40000

67900

WHO

25 10

0,25 0,20

2000 1‐5

0,1‐0,5 USA v 25 %: 0,2 v 5 %: 0,45 0,02‐0,1

Běžné zatížení  v bytě Doporučení staveb.biologů

Naměřené  hodnoty ve volné  přírodě

500 V 500 V

0,1 0,01‐0,1

500‐5000 200‐1000

1‐10 odchylka < 2°

20‐200

45‐50

Slunce 0,00001 0

0

Zemský povrch 0,06‐0,08

l kV/m = 1000 V/m; l mT = 1000 uT = 1000000 nT; 0,01 mT = l uT = 1000 nT Tyto doporučené ukazatele byly vytvořeny stavebním biologem Maesem. Spolu se podíleli také další odborníci a vědci. Tato doporučení jsou užívána stavebními biology,  analytiky životního prostředí a instituty v Německu a německy hovořících zemích, v USA a v anglicky hovořících zemích.

11

Typické zdroje elektromagnetických polí

Kmitočtový rozsah

Kmitočet

Příklady zdrojů

Statické

0 Hz

VDU (video displays); MRI and other diagnostic / scientific instrumentation; Industrial electrolysis; Welding devices

ELF

0 – 300 Hz

Powerlines; Domestic distribution lines, Domestic appliances; Electric engines in cars, train and tramway; Welding devices

300 Hz – 100 kHz

VDU; anti theft devices in shops, hands free access control systems, card readers and metal detectors; MRI; Welding devices

100 kHz – 300 GHz

Mobile telephony; Broadcasting and TV; Microwave oven; Radar, portable and stationary radio transceivers, personal mobile radio; MRI

(extrémně nízké)

IF (střední)

RF (rádiové)

Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks SCENIHR

Vysokofrekvenční pole

 U analogových přístrojů dosahoval vyzařovaný výkon až 600 mW, ale u moderních digitálních přístrojů již nepřevyšuje 125 mW, navíc mají zabudován vlastní kontrolní systém pro nastavení nezbytné úrovně signálu. I když výzkumy byly vedeny jak v epidemiologické oblasti, tak i standardními testy, přesto dodnes nejsou jednoznačně prokázány účinky na lidský organizmus v negativním smyslu. www.humantruth.info/radiation.html 13

Elektromagnetické záření – ionizující a neionizující Neionizující záření je elektromagnetické záření jehož energie je nedostatečná pro ionizaci atomů nebo molekul, to znamená, že nevybudí elektrony z atomů nebo z molekul.

14

Počítačový model lidské hlavy s rozložením energie záření absorbovaného z mobilního telefonu (výkon 600 mW, 835 MHz)

Je nutné přiznat, že elektromagnetické záření jako takové v obecném smyslu není neškodné. Avšak pomineme-li záření ionizující (reprezentované radioaktivním zářením gama a rentgenovým zářením), které představuje zdravotní riziko i při velmi slabých intenzitách, může i neionizující záření, tedy i záření s frekvencí používanou např. mobilními telefony, poškodit zdraví. Záleží to na intenzitě záření - je popsáno nemálo případů především ze starší doby, kdy například došlo k popálení elektromagnetickým polem vysokofrekvenčního generátoru s vysokým výkonem. Bylo to v situacích, kdy se nyní platné nejvyšší přípustné hodnoty pro expozici člověka překročily i o několik řádů. Poškození zdraví neionizujícím zářením při expozici nepřekračující stanovené nejvyšší přípustné hodnoty nebylo nikdy prokázáno ani vyvráceno. 15

Další zdroje záření  Radonový plyn (44 %) Je plyn vznikající rozpadem radia v zemské kůře, jenž potom proniká do budov a také do pitné vody. Spolková vláda nabádá k sanaci, pokud je radonové zatížení v domě vyšší než 250 Bq/m3, u nových staveb je třeba provádět izolaci Za prostředí nezatížené radonem považuje WHO jen takové, kde jsou naměřené hodnoty rovny 0 Bq/m3. Prostředí s hodnotou 70 Bq/m3 by mělo již vzbuzovat obavy. Za ukazatel pro sanaci považují stavební biologové hodnotu 50 Bq/m3, tedy jednu pětinu hodnoty, kterou stanoví Komise pro ochranu před zářením. Ostatní zdroje  Zahrnují potraviny (asi 20 %), zemskou kůru (10 %), lékařské aplikace (přibližně 12 %), sluneční paprsky (8 %) a malé umělé zdroje včetně jaderné energetiky (několik %).  Geografická poloha a přírodní uskupení přispívá výrazným způsobem k velikosti záření. Každý obyvatel Země obdrží za rok dávku v průměru 2,5 mSv (jednotkou pro vyčíslení dávky je Sievert  Sv). 16

ECO-Design obsah 1.

Co je předmětem zájmu o ekologické výrobky a proč? –

Jak je ovlivňováno prostředí a vliv elektroniky na životní prostředí

– –

„Zelené výrobky“ – obchodní výhody Přizpůsobení se legislativě EU

2.

Jak dělat Eco-Design? –

Presentace strategií, nástrojů a metod

EcoDesign - Definice EcoDesign = Ekologický návrh a konstrukce výrobků EcoDesign - základní filozofie z pohledu prostředí:  omezení vlivu na životní prostředí během celého životního cyklu výrobku + návrh a konstrukce stále dokonalejších ekologických výrobků Konec XX. století - nástup manažerů jakosti (TQM) Začátek XXI. století – nástup manažerů životního prostředí (EMAS)

Jak je ovlivňováno životní prostředí? Příklady vlivu na životní prostředí  Snižování zásob surovin ve světě  Spotřeba energií  Spotřeba vody  Globální oteplování  Úbytek ozonu  Smog  Kyselé ovzduší

    

Znečisťování ovzduší Vysušování vodních ploch Znečisťování vodních zdrojů Hluk – 85 dB Záření - EMC

….celosvětový problém

V některých zemích došlo k tomu, že hlavní ekosystémy, které zabezpečují lidem přežití, jako jsou lesy, systémy pitné vody, pobřežní mořské vody, pastviny a zemědělská půda, stojí těsně před limitem svého vyčerpání. Neudržitelná spotřeba a produkce, krátkodobé ekonomické zájmy, důsledky dané nárůstem obyvatelstva a jeho chudobou, vytváří na tyto ekosystémy obrovský tlak …. ze zprávy UN Department of Economic and Social Affairs

Jak je ovlivňováno životní prostředí? Životní cyklus výrobku zahrnuje :  Získávání surovin a materiálů  Výroba dílů a součástek  Montáž výrobků  Distribuce a prodej  Používání výrobků  Servis a oprava výrobků Marketing  Opakované užívání  Konec životního cyklu plus: veškerá doprava!!! (logistika)

Komplexní přístup k posuzování požadavků životního prostředí na výrobky a služby Součástky Materiály Vývoj Výrobku

Prodej

DFM Výroba

Trhy Servis

Procesy Zařízení

Jakost a ekologie ~ cena

Likvidace

Jak je ovlivňováno životní prostředí? Příklad vlivu na prostředí: Montáž a použití DPS – 6 fází (1/6) 1. Fáze životního cyklu: těžba surovin Vliv na prostředí: získávání a současně úbytek surovin – –

Prvotní vliv: těžba a zpracování surovin – Cu, Au, získávání pryskyřic atd. Druhotný vliv na životní prostředí - nevhodné technologické postupy a manipulace (používání látek škodlivých lidskému zdraví – olovo, benzen, kyanidy, chrom, kadmium, tetrachloridy, trichloretyleny atd.)

Jak je ovlivňováno životní prostředí? Příklad vlivu na prostředí: Montáž a použití DPS (2/6) 2. Fáze životního cyklu : výroba DPS

Vliv na prostředí : zpracování materiálů a čistící procesy (v minulosti byly pro čištění užívány freony a různé škodlivé chemikálie) – Zmenšování ozónové vrstvy a zhoršování ovzduší • Vliv na zdraví vyjádřený zdravotními a ekologickými riziky – hygiena práce! (leptání, odmašťování, dopování prvky atd.)

Jak je ovlivňováno životní prostředí? Příklad vlivu na prostředí: Montáž a použití DPS (3/6) 3. Fáze životního cyklu : montáž DPS  Vliv na prostředí : znečištění ovzduší – Kontrola povolené koncentrace znečistění na pracovišti (NPK) uvedené v Dokumentaci o bezpečnosti práce (hygiena práce) Bezolovnaté pájky, problém je řešen • Ale při jaké energetické spotřebě? • Co tavidla a čistění? • Použití ochranné atmosféry a její spotřeba

Jak je ovlivňováno životní prostředí? Příklad vlivu na prostředí: Montáž a použití DPS (4/6) 4. Fáze životního cyklu : používání DPS I  Vliv na prostředí: spotřeba energie a globální oteplování – Spotřeba energie, vylučování CO2 a spotřeba plynu, uhlí nebo olejů – CO2 způsobuje globální oteplování – Kyotský protokol zavazuje všechny státy k redukci CO2

Jak je ovlivňováno životní prostředí? Příklad vlivu na prostředí : Montáž a použití DPS (5/6)

5.Fáze životního cyklu : používání DPS II Vliv na prostředí : elektromagnetické záření a elektromagnetická pole(EMC) – Nejsou známy skutečné účinky na lidské zdraví – Zákazník to chápe jako hlavní problém ale neřeší to

Jak je ovlivňováno životní prostředí? Příklad vlivu na prostředí: Montáž a použití DPS (6/6)

 6. Fáze životního cyklu : likvidace vyřazených DPS  Vliv na prostředí : znečištění půdy a vodních zdrojů – Únik nebezpečných látek, např. olova, laminátů a celé řady dalších materiálů do půdy a do spodních vod

Vlivy elektroniky na životní prostředí Typické kritické oblasti  Energetická spotřeba domácích/kancelářských přístrojů: > 25% celkové elektrické spotřeby  Domácí osvětlení: 17% celkové elektrické spotřeby  Elektrická a elektronická zařízení využívají 75% z 1,2 mil. tun speciálního skla produkovaného ročně v EU  Krátký životní cyklus výrobků a pomalá inovace  Složité opravy a údržba  Široká pestrost materiálů – složitá recyklace a třídění  Všudypřítomná elektronika: elektronika je dnes obsažena ve všech průmyslových oblastech, zejména v materiálově různorodých výrobcích

„Zelený“ výrobek 1. Co je předmětem zájmu a proč? – – –

Jak je ovlivňováno prostředí a vliv elektroniky na životní prostředí „Zelené výrobky“ – přináší obchodní výhody Přizpůsobení se legislativě EU

2. Jak dělat Eco-Design? –

Presentace strategií, nástrojů a metod

Jedna z cest ke zlepšení – výhody které přináší “zelené” výrobky        

Zmenšování rozměrů a hmotnosti výrobků, Miniaturizace, Sofistikovanost (více informací a dat např. MP3 přehrávač), Digitalizace, Přenosné provedení, Energeticky úsporná zařízení, Hodně funkcí za méně peněz, Globalní sítě.

„Zelený“ výrobek Významné aspekty z hlediska trhu:  Konkurence  Motivace zaměstnanců  Tlak trhu  Programy pod záštitou  Veřejné mínění ekologických značek  Požadavky zákazníků  Firemní odpovědnost  Bezpečnost zákazníků  Masová komunikace  Zelená se lépe prodává  Spojení s distribučními řetězci  Inovace  Jakost výrobků  Úspora nákladů  Legislativní předpisy  Omezení rizik

„Zelený“ – ekologicky šetrný výrobek Povědomí zákazníků • Výsledky studie v Německu (2005): • Jste ochotni platit více za ekologicky šetrné produkty? ano

10

spíše ano

53

spíše ne

26

ne

11

0

10

20

30

40

50

60

• Poznámka: Obecně neplatí, že tyto produkty musí být dražší

„Zelený“ – ekologicky šetrný výrobek Ekologické označení výrobků (známky) Počet výrobků s udělenou ekologickou známkou v na počátku XXI. století

Země

Výrobkové skupiny

Firmy

Výrobky

Německo

94

995

3114

Severské země

69

1275

4098

Španělsko

29

150

944

Rakousko

44

334

645

Francie

15

47

443

Nizozemí

69

257

360

Ostatní země EU

21

185

576 (reference: Rubik, 2004)

Dnes několikanásobně více !

„Zelený“ – ekologicky šetrný výrobek Agentura pro ekologicky šetrné výrobky

Odpovědný a výkonný orgán Národního programu označování ekologicky šetrných výrobků. Přijímá a vyřizuje přihlášky žadatelů o propůjčení ochranné známky "Ekologicky šetrný výrobek" konkrétním výrobkům a samozřejmě také kontroluje dodržování kritérií a podmínek u držitelů této známky. Je odpovědným a výkonným orgánem programu udělování ekoznačky EU. Poskytuje informace o kritériích ověřovaných pro ekoznačku EU a spolupracuje s European Ecolabelling Board. www: http://www.ceu.cz/esv/

www.ekoznacka.cz

Obsah 1. Co je předmětem zájmu a proč? – Jak je ovlivňováno prostředí a vliv elektroniky na životní prostředí – „Zelené výrobky“ – obchodní výhody – Přizpůsobení se legislativě EU

2. Jak dělat Eco-Design? – Presentace strategií, nástrojů a metod

Politika a legislativa EU zaměření: výroba  Rámcové normy pro ovzduší  Regulace látek poškozujících ozonovou vrstvu  Normy týkající se vypouštění emisí  ...

zaměření: výrobek

zaměření: podnik

 EuP  IPP(Integrated Product Policy)  RoHS  WEEE  ELV  ELD (Energy Labelling Directive)  ...

 EMAS (Environmental Management and Audit Scheme)

„tradiční“ end-of-pipe přístup Integrovaný přístup  Integrated Pollution Prevention & Control (IPPC)

http://europa.eu.int/comm/environment/ipp/home.htm

Politika a legislativa EU zaměření: výrobek Integrovaná politika pro výrobky

zaměření: podnik

specifické předpisy

 EcoDesign EuP

 Směrnice týkající se energií

 Požadovaná nařízení  Již existující směrnice energetické účinnosti

CE

 El. odpad: WEEE  Zakázané materiály: RoHS  (automobilový průmysl: ELV)

 Management životního prostředí: EMAS

Směrnice EuP Souhrn "Energy using Products (EuP)" - směrnice je základem pro konstrukci nových výrobků budoucnosti  Sjednocuje zákony EU v souladu s označením CE  Výrobky v EU označované jako ekologické mají předpoklad splnit i požadavky EuP

Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council On establishing a framework for the setting of Eco-design requirements for Energy-Using Products and amending Council Directive 92/42/EEC/* COM/2003/0453 final - COD 2003/0172 */

http://europa.eu.int/comm/enterprise/eco_design/index.htm

Směrnice EuP Filozofie  EuP v souladu s “Integrated Product Policy”  Cíl: optimalizace životního cyklu celého výrobku  Perspektiva: vyvážení účinků výrobku na životní prostředí v různých fázích životního cyklu

Směrnice EuP Shrnutí cílů  Integrace otázek životního prostředí do návrhu a vývoje  Nastavení požadavků na ekologii výrobků  Povinnost vykazovat některý z následujících dokumentů: • • • • •

V systému managementu životního prostředí (EuP příloha V) V řízení interního auditu (EuP příloha IV) EMAS (EU Environmental Management Audit Scheme) ISO 14.000 A další systémy řízení (vyhovující požadavkům v příloze V)

 Neovlivnit nepříznivě • Výkon výrobku • Bezpečnost používání • Zájem a spokojenost spotřebitelů

Směrnice EuP Hlediska ekologického návrhu – otázky životního prostředí  Spotřeba materiálů, energií a jiných zdrojů  Emise produktů do vzduchu, vody nebo půdy  Znečištění pomocí fyzikálních jevů jako je hluk, vibrace, záření, elektromagnetické pole  Tvorba odpadů  Možnosti znovu použití, recyklace a obnovení materiálů a/nebo energií Hlediska ekologického návrhu – parametry, např.:  Hmotnost a objem výrobku  Použití recyklovaných materiálů  Spotřeba energií během životního cyklu  Použití nebezpečných látek  Množství a druhy spotřebních materiálů potřebných pro správné používání a údržbu  Využití použitých součástí  …

RoHS v detailu RoHS je zaměřena na výběr materiálů ! Členské státy musí zaručit, že od 1. 7. 2006, že nebudou elektrické a elektronické společnosti uvádět na trh výrobky obsahující  Olovo  Rtuť  Kadmium  Šestimocný chróm  Polybrombifenyl (PBB)  Polybromdifenylether (PBDE) ...a další vybrané látky s negativním dopadem na životní prostředí http://europa.eu.int/comm/environment/waste/weee_index.htm

RoHS v detailu RoHS čl. 2: Rozsah (Příloha I A WEEE)       

Velká a malá domácí zařízení IT a telekomunikační přístroje Spotřební elektronika Světelné zdroje Elektrické a elektronické nářadí Hračky, vybavení pro sport a volný čas Automatizovaná technika

RoHS v detailu RoHS čl. 2: Rozsah (Příloha I a WEEE)  Výjimky: • Zdravotnická zařízení • Monitorovací a řídící přístroje • Rozměrné nepřenosné průmyslové zařízení • Elektrické a elektronické výrobky uvedené na trh před 1. 7. 2006 • Náhradní součástky pro opravu

WEEE  Řeší kontrolu odpadů a likvidaci výrobků  Stanovuje recyklační kvóty Skutečnosti a předpoklady     

Množství elektrotechnického odpadu: 6 milionů tun v EU za rok Trend: růst 3 až 5% ročně Míra sběru, zpracování a obnovení je doposud nízká Zpracování je často náročné WEEE zahrnuje především: – Těžké kovy, problematické chemikálie – Vzácné materiály jako drahé kovy, měď, cín

WEEE v detailu Příloha I A: Rozsah  Velká a malá domácí zařízení  IT a telekomunikační přístroje  Spotřební elektronika  Světelné zdroje  Elektrické a elektronické nářadí  Hračky, vybavení pro sport a volný čas  Automatizační technika

http://europa.eu.int/comm/environment/waste/weee_index.htm

WEEE v detailu Zapojené strany  Pouze „distributor“ nebo „výrobce“ je zavázán dodržovat požadavky uvedené ve WEEE směrnicích  Pravidla nejsou přímo závazná pro dílčí dodavatele  … ale pokud jste zapojeni v prodejním řetězci dbejte požadavků, které budou vzneseny od dodavatelského řetězce a vašich zákazníků!

WEEE v detailu Míry pro sběr, obnovu a recyklaci Tříděný sběr ≥ 4 kg na obyvatele za rok Velké domácí zařízení, automatizační technika ≥ 80 hm.-% zpracovatelných ≥ 75 hm.-% znovu použití*, recyklace

ICT, spotřební elektronika ≥ 75 hm.-% zpracovatelných ≥ 65 hm.-% znovu použití*, recyklace

Ostatní Malé domácnosti, světelná zařízení, elektrické a elektronické přístroje (bez rozměrných nepřenosných průmyslových přístrojů), hračky, vybavení pro volný čas a sport, monitorovací a řídící technika

≥ 70 hm.-% zpracovatelných

≥ 50 hm.-% znovu použití*/recyklace

*Od 31.12. 2008 nejsou započítávány znovu použité el. zařízení

WEEE v detailu Odpovědnost výrobců  WEEE z pohledu domácností : – Výrobci zdarma nainstalují systém pro sběr koncovým uživatelům, vytvoření veřejných sběrných bodů – Výrobci přejímají náklady na znovu užití, recyklaci a likvidaci – Je možný Individuální nebo hromadný systém sběru – Distributoři mohou dobrovolně (zdarma) odebírat odložené zboží

 WEEE z pohledu ostatních : – Výrobce musí zajistit vhodné řešení pro sběr výrobků od zákazníků z průmyslového sektoru po ukončení jejich funkce – Výrobce odpovídá za sběr, znovu použití, recyklaci, likvidaci

WEEE v detailu Informace o výrobcích pro recyklátory  Výrobci musí poskytnout informace o znovu použití a zpracování pro každý nový typ elektrotechnického výrobku uvedený na trh, a to nejpozději do jednoho roku od uvedení na trh  Pokud je třeba provádět třídění, zpracování nebo recyklaci s pomocí zařízení, je třeba dále uvádět:  rozdílné části a materiály pro třídění,  umístění nebezpečných látek a přípravků

Management životního prostředí Standardy řízení životního prostředí  ISO 14.001  EU Environmental Management and Audit Scheme (EMAS), - 1995, 2001 http://europa.eu.int/comm/environment/emas/index_en.htm

 Aktuální požadavky EuP

Management životního prostředí Existuje propojení systému řízení životního prostředí s ekologickým návrhem

 Nákladová strategie Krok 1: Rozdělte vaše výrobní náklady, určete “náklady živ. prostředí” energie

Krok 2: - Definujte klíčové otázky - Určete řízení hlavních nákladů

chemikálie

% nákladů na energie

voda

% nákladů na chemikálie

ostatní zdroje

% nákladů na vodu ...

Krok 3: Zlepšete výrobu, snižte výrobní náklady, řiďte klíčové otázky, (testujte)

Obsah 1. Co je předmětem zájmu a proč? – Jak je ovlivňováno prostředí a vliv elektroniky na životní prostředí – „Zelené výrobky“ – obchodní výhody – Přizpůsobení se legislativě EU

2. Jak dělat Eco-Design? – Presentace strategií, nástrojů a metod

Co je Eco-Design? Vliv návrhové fáze výrobku na životní prostředí a na náklady během výroby a používání (životního cyklu)  Spotřeba energií a zpracování materiálů během výroby, doprava, používání a likvidace působí na životní prostředí  Přibližně 80% všech vlivů na životní prostředí spojených s výrobou je předurčeno již během návrhu výrobku  Zahrnutí environmentálních hledisek již ve fázi návrhu výrobku je efektivním přístupem ke zlepšení výrobků

Co je Eco-Design? Proč se zaměřit na návrh výrobku? €, vliv na životní prostředí

Vliv na živ. prostředí Míra stanovení nákladů a dopadů na životní prostředí

Náklady na životní cyklus placené zákazníkem Výrobní náklady

x Myšlenka

Návrh

(odpovědnost výrobce za likvidaci)

x x Prototyp Výroba Zavedená Doba životnosti 1. série výroba výrobku

Konec života výrobku

• I když návrh výrobku je “čistý” proces, určuje převážnou část dopadu na životní prostředí!

Co je Eco-Design? Proč se zaměřit na návrh výrobku? EcoDesign

Čistá výroba

Připravenost zákazníků

aplikace WEEE

€, vliv na životní prostředí

~80%

x Myšlenka

Návrh

x x Prototyp Výroba Zavedená Doba životnosti 1. série výroba výrobku

Konec života výrobku

První cvičení v ekologickém návrhu  První a základní krok:  Jaké jsou závažné vlivy Vašeho výrobku na životní prostředí? Představme si celou dobu života: Váš výrobek Vám napoví klíčové problémy! Tyto Vás přivedou k vytvoření náhledu na působení na životní prostředí.

 Jaký je Váš výrobek? (nebo: jaký výrobek dodáváte/prodáváte?) – – – –

Hlavní účel / použití Předpokládaná doba života Typ uživatele (B2B, B2C?) Rozměry

První cvičení v Eco-Designu Příklad: Osobní počítač – – – –

Často používaný výrobek ( “stále požadovaný”) Velmi komplexní, nejvíce je elektroniky B2C Průměrná životnost 3-5 let

 Hlediska životního prostředí – – – –

Energetická účinnost – otázka hardware a software! Výroba má pravděpodobně hlavní podíl Opravitelné Recyklovatelné

Typický životní cyklus výrobku Osobní počítač  Výrobní proces: přibližně 535 kWh – Doprava: 50 kWh (hlavní dodavatelské řetězce!) – Výroba elektroniky: • • • •

IC: PCB: Pasivní prvky Konstrukční díly / různý spotřební materiál:

– Motorky, větráky – Skladování – …

Typický životní cyklus výrobku Osobní počítač  Fáze používání – Záleží na době života, použitých modelech, spotřebě energie v úsporném módu, stand-by režimu – Průměrně používaný PC má životnost po dobu čtyř let

 Celkem zhruba 1.600 kWh* *Poznámka: je započítána také primární energie

Typický životní cyklus výrobku Osobní počítač  Konec života • Předpoklad: bude využita recyklace a obnova druhotných surovin (zejména oceli, mědi, drahých kovů, hliníku) • Kalkulace: úspory z náhrady primárních materiálů

 Celkem zhruba 70 kWh – Proč je tato hodnota energie podstatně menší, než energie potřebná pro výrobu? • Logistika při recyklaci, ale ještě navíc: Náročnou výrobu IO nelze nahradit

Typický životní cyklus výrobku Osobní počítač  Školení Primární spotřeba energie

Zlepšení ve výrobě je vždy důležité!

Výroba

Velký vliv má školitel – využijte vašeho vlivu na používání výrobku!

Používání

Recyklace

Nespoléhejte se na samotnou recyklaci jako na hlavní aktivitu v oblasti eco-designu

Kdo je to ekologický návrhář

Stěžejní body ekologického návrhu ve firmě Výroba. Zvyšuje efektivnost Nákup-logistika. Redukuje variabilitu zásob, omezuje nebezpečné materiály Marketing. Zelené výrobky se prodávají lépe Výzkum a vývoj. Vytváří nové výrobky, přináší inovaci Životní prostředí, zdraví & bezpečnost (EHS). Zlepšení výrob a pracovních podmínek  Management jakosti. Jakostní výrobky namísto nespolehlivých, nešetrných

    

Zlepšování a inovace výrobku je interdisciplinární záležitost. Může vycházet z různých oblastí (nemusí to být právě EHS manager)

Materiálová shoda Od materiálové deklarace k eco-designu  Oblast zájmu : spotřeba primární energie jako klíčový faktor – poznámka: nezahrnuje materiálové ztráty během výroby Spotřeba primární energie Měrná spotřeba primární Objem ve

Materiál

na výrobek

energie MJ/kg

výrobku g

Část, funkce

Měď (Cu)

...

...

...

...

Polypropylen

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

MJ

... ... Určete kritická místa! ...

Materiálová shoda Příklad: Montáž PCB Spotřeba primární energie MJ/kg

Množství ve výrobku %

Zlato (Au)

157 000

0,05

úpravy, kontakty

78,5

Křemí (Si)

8 990

0,05

IC

4,5

Epoxid

196

30

substrát

58,8

Cín (Sn)

240

3,5

úpravy, pájka

8,4

3 600

0,15

úpravy, lepidla

5,4

Nikl (Ni)

300

0,5

úpravy

1,5

Olovo (Pb)

74

2

úpravy, pájka

1,5

Měď (Cu)

49

23

vodiče

11,3

Materiál

Stříbro (Ag)

Spotřeba energie na kg výrobku Část, funkce MJ

Materiálová shoda Od materiálové deklarace k eco-designu  Oblast zájmu : toxicita jako klíčový faktor Hodnoty potenciálního znečištění (Toxic Potential Indicator) TPI/mg

Množství ve výrobku g

Měď (Cu)

...

...

...

...

Polypropylen

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

Materiál

Část, funkce TPI na výrobek

... ... Určete kritická místa! ...

... ...

Materiálová shoda

Od materiálové deklarace k eco-designu  podklad: toxicita jako klíčový faktor  příklad “Toxic Potential Indicator” – vyvinut Fraunhoferovým institutem – zaměřen na toxické látky – myšlenka: vytvořit srovnání toxicity různých materiálů materiálů, určit velikost potenciální nebezpečnosti a poskytnout jednoduše dostupná data

Jak dělat EcoDesign? Ukazatel úrovně toxicity  Základem je správné třídění (bývá uvedeno v technických dokumentech materiálů týkajících se bezpečnosti)

– R-věty – Povolená pracovní koncentrace (Zákon č. 309/1991 Sb. , Zákon č. 211/1994 Sb. o ochraně ovzduší a poplatcích za jeho znečišťování Zákon č. 86/1995 Sb. o ochraně ozonové vrstvy Země )

– Klasifikace znečištění vody (Ochrana vod Zákon č. 11/1955 Sb. ,Vyhláška č.55/1966 Sb. Zákon č. 138/1973 Sb. o vodách, Nařízení vlády č. 17/1992 Sb., kterým se stanoví ukazatele přípustného stupně znečištění vod…)

Seznam nebezpečných látek (R-věty

Povolená pracovní koncentrace (MAK)

Klasifikace znečištění vody (WGK)

Pohled na numerickou stupnici a seskupení TPI/jednotka množství 100 Poměr ekologických materiálů (bodů na jednotku množství) 0

Jak dělat EcoDesign?  Ukazatel úrovně toxicity Závažnost a standardy – Výpočet hodnoty TPI pro konkrétní materiály – Nejmenší nebezpečí: 0 – Největší nebezpečí: 100

Materiál CAS*-číslo.

TPI [mg-1]

Al 7429-90-5 0,7 Cd 7440-43-9 68,0 Cu 7440-50-8 1,6 Fe 743 9-89-6 0 Hg 7439-97-6 39,5 Ni 7440-02-0 33,5 Pb 7439-92-1 20,8 PVC 0,5** Sn 7440-31-5 1,2 Zn 7440-66-6 0,6 *Chemical Abstracts Service ** poznámka: PVC je samo o sobě neškodné, ale měkčené výrobky a jejich spalování může způsobit těžké škody

Jak dělat EcoDesign? Ukazatel úrovně toxicity – případová studie  Vyzkoušejte!  TPI kalkulačka online @ http://www.pb.izm.fhg.de/ee/070_services /75_toolbox/index.html  …a kde najdete klasifikaci nebezpečných materiálů?  Například zde: http://www.hvbg.de/bgia/gestis-database

Jak dělat EcoDesign? Třídící nástroje – správná volba  Která hlediska hodnotit? – Ve vztahu s vaším podnikáním / strategií ekologického návrhu – Hodnotit a zlepšovat se pravděpodobně nebude pouze toto jediné hledisko

 Které nástroje vyhovují vašim požadavkům – Jaké nástroje jsou na trhu? – Vytvoříte si vlastní nástroje nebo budete potřebovat pomoc s vývojem metodologie?

 Na jakém základě potřebuji aplikovat nástroje? – např. externí databáze, seznamy a analýzy materiálů

Jak dělat EcoDesign? Spotřeba materiálu (M) Spotřeba energie(E) Výroba a dodávka materiálů a součástí Kompletní montáž Distribuce zákazníkům

Toxické emise(T)

 potřebné materiály a součásti  nákup surových materiálů

 spotřeba energie při těžbě surovin  doprava

 toxické odpady vzniklé při těžbě surových materiálů

 další pomocné materiály/součásti

 spotřeba energie při výrobním procesu

 toxický odpad  nepoužitelné odpady

 doprava, hromadné & prodejní balení

 Spotřeba energie při balení  doprava

 odpad při balení  emise pří dopravě

 druh, spotřebované  spotřeba energie množství Používání výrobku během užívání  pomocné materiály  použití surových a  spotřeba energie na pomocných materiálů Konec života výrobku rozebrání či recyklaci pro úpravu

 odpad vyměněných částí a spotřební materiál  toxický odpad  recyklace  skládka odpadů

Jiný pohled na matici MET

LCA  

Metodika LCA byla vyvinuta jako podpůrný nástroj pro rozhodování mezi jednotlivými výrobky. Později se objevily další možné aplikace jako např.: - použití pro vnitřní potřebu podniku ve vývoji a zlepšování výrobku, - pro vnitřní plánování podniku, - pro externí prezentaci výrobku (marketingové účely), - jako podklady pro ekologickou politiku.

Zdroj: LCA elektrotechnického výrobku (Manuál pro posuzování životního cyklu výrobku) SVUOM.Praha

LCA pro pouzdro PLCC Název části

Váha materiálu (mg)

Název materiálu

Materiálová analýza (složky)

Procentuální zastoupení složek (%)

Přívody

739

Cu slitina

Cu Fe P

97,5 2,4 0,1

Pouzdro

1520

Epoxidová pryskyřice

SiO2 Epoxid Sb2O3 Br

70 27 2 1

Čip

21

Křemík

Si Al

99,4 0,6

Přikládací epoxid

6,4

lepidlo

Ag epoxid

75 25

Spoje

1,6

zlato

Au

99,99

Pájka

12

Cín/měď/Ag

Sn Cu Ag

95 2 3

Tento integrovaný obvod je jen jedna z mnoha částí elektrického systému. S rostoucím množstvím komponent narůstají i požadavky na data vypovídající o náročnosti získávání surovin, dopravě, zpracování a likvidací.

LCA a eco-indikátor Typický eco-indikátor 99 hodnot  Data pro surový materiál, nezpracovaný! Eco-indikátor 99 [millipoint/kg]

Materiál Měď (Cu), 0% Obnov. Olovo (Pb), 50Obnov. Zinek (Zn), 0% Obnov. Nikl (Ni), 0% Obnov. Platina (Pt), 0% Obnov. Hliník (Al), 0% Obnov. Hliník (Al), 100% Obnov. Chrom (Cr), 0% Obnov. Ocel, 20% Obnov. ABS PVC (pružný)

1 400 640 3 200 5 200 7 000 000 780 60 970 86 400 240

Hlídejte si vzácné kovy! Dbejte na recyklování! poznámka: nezahrnuje konec života!

(zdroj: The Eco-Indicator 99, Manual for Designers, www.pre.nl)

Shrnutí: Začínáme … 6 RE Filozofie  Re-think – přemýšlejte o výrobku a jeho funkcích, např. výrobek může být využíván efektivněji.

 Re-duce – snižte spotřebu energií a materiálů během celého životního cyklu výrobků

 Re-place – nahraďte škodlivé látky alternativou šetrnou k životnímu prostředí

 Re-cycle – třiďte materiály které mohou být recyklovány a výrobky konstruujte tak, aby mohli být snadno rozebrány a recyklovány.

 Re-use – navrhujte výrobek tak, aby se dali jeho části znovu použít.  Re-pair – dělejte výrobek opravitelný tak, aby výrobek nemusel být transportován. [UNEP návod LCM], nebo např. www.pre.nl

Zdraví a elektrotechnický odpad  Úsilí řídit výrobní procesy a jejich vstupy tak, aby se minimalizovaly technologické odpady a současně se snižovaly náklady na odpadové hospodářství se musí promítat nejen do norem ISO 14 001 a 14 004, ale i do upravených norem řízení jakosti ISO 9000, což platí bezezbytku i o normách QS 9000 a následně i ISO 16000, uplatňovaných důrazně zejména v automobilovém průmyslu.  Navíc dnes platí směrnice RoHS, WEEE a EuP transformované do národních norem jednotlivých členských států EU. Výsledkem tohoto vývoje je i rostoucí tlak auditorů na snižování technologických odpadů a jejich škodlivých vlivů.

Zdraví a elektrotechnický odpad Elektronický odpad je velmi různorodá směs kovů, jejich slitin a sloučenin, spojená nebo promíchaná s plasty, keramikou a sklem. Se stále postupující miniaturizací v něm neustále snižuje možný podíl odpadu pro recyklaci zajímavých složek, jimiž jsou především drahé kovy. Orientační složení na počátku XXI. století bylo následující:  40 % kovů (20 % Cu, 8 % Fe, 4 % Sn, 2 % Pb, 2 % Al, 1 % Zn, 0,2 % Ag, 0,1 % Au atd.),  30 % plastů,  30 % keramických materiálů (15 % SiO2, 7 % Al2O3 atd.).

Zdraví a elektrotechnický odpad  Třídění odpadu včetně demontáže vyžaduje určité znalosti a kvalifikovanou ruční práci. Dosahovaný stupeň recyklace je jedním z ukazatelů plnění požadavků na životní prostředí. Na vysoké úrovni je v Evropě např. v Německu, kde existuje kolem stovky firem zabývajících se recyklací odpadů. Dosahovaný stupeň recyklace je nejvyšší u informační techniky (95 %), u přístrojů s obrazovkou již je jen kolem 80 %.

Zdraví a elektrotechnický odpad  Oblast životního prostředí se stává každým dnem více aktuální, neboť rostoucí množství odpadů, nejen ve formě pevných odpadových surovin, ale i ve formě plynů, kapalin a také záření, ovlivňuje naše životní prostředí a tím také i naše zdraví. S tím úzce souvisí i ekologický vývoj na naší planetě, jež se týká bez výhrady všeho lidstva a také budoucích generací.  Veřejná informovanost podložená legislativou se ukazuje jako jeden z nejúčinnějších způsobů kontroly dodržování ekologické legislativy.

Kontrolní otázky 1. Vysvětlete pojem „Eco-desgn“ a popište typy materiálů používaných v elektrotechnických výrobách 2. Popište vlivy elektrických a magnetických polí, definujte jejich zdroje a rozdělení 3. Popište, jak ovlivňují elektrotechnické výroby životní prostředí a uveďte příklad životního cyklu DPS 4. Popište politiku EU a význam její legislativy (RoHS, WEEE, EuP) 5. Vysvětlete jak souvisí management životního prostředí s nákladovou strategií 6. Vysvětlete, proč je třeba se zaměřovat na fázi návrhu výrobku 7. Popište stěžejní body ekologického návrhu ve firmě a kdo je ekologický návrhář 8. Popište MET matici a výynam jednotlivých sloupců včetně určování kritických hodnot 9. Co je to „Toxic Potential Index“ a jak se určuje 10.Co znamená zkratka LCA a jak souvisí s ekologickými ukazateli