Dylunio Ar Gyfer Yr Economi Gylchol

Beth ydych chi'n ei wneud gyda thostiwr pan nad ydych chi ei eisiau mwyach? Tan yn ddiweddar, doedd neb wedi meddwl am y cwestiwn hwnnw nes bod y tostiwr yn barod ar gyfer y domen sgrap. Heddiw, mae cefnogwyr yr economi gylchol yn awgrymu mai'r amser gorau i fynd i'r afael â materion diwedd oes yw pan fydd cynnyrch yn cael ei ddylunio gyntaf. Ar yr adeg honno y mae ganddo'r potensial mwyaf ar gyfer cylchredoldeb. Pe bai dylunwyr eich tostiwr wedi meddwl amdano nid fel teclyn tafladwy ond fel cynnyrch â gwerth sy'n werth ei gadw, byddai eich opsiynau wedi gwella'n sylweddol.

Dyna, mewn gwirionedd, a wnaeth y dylunwyr yn Asiantaeth Ddylunio (AoD) yn Llundain. Fel rhan o brosiect a “edrychodd ar ddiwedd oes cynhyrchion trydanol a dyluniodd ffyrdd amgen o wneud y gorau o’r deunydd y maent yn ei gynnwys,” ymgymryd â’r her o ailystyried y tostiwr gostyngedig. Daethant i fyny â thri dull gwahanol, pob un ohonynt, meddai’r cwmni, “yn ymgorffori strategaeth wahanol i ddylunio cylchredoldeb o’r cychwyn cyntaf.”

Dylunio ar gyfer Hirhoedledd

Dechreuodd AoD drwy ymosod ar y darfodiad bwriadedig sydd wedi dominyddu dylunio cynhyrchion ers cyhyd. Gan wybod bod alwminiwm yn ailgylchu “heb golli ei briodweddau deunydd” a bod y deunydd yn debygol o barhau i fod yn werthfawr i ailgylchwyr am y dyfodol rhagweladwy, gweithiodd y tîm dylunio i wneud pob rhan o'r tostiwr cyntaf, a elwir yn Optimist, allan o alwminiwm, “gan ddechrau gyda chynnwys wedi'i ailgylchu 100% a gwybod y gellir ei ailgylchu'n ddiddiwedd i gynhyrchion eraill ar ddiwedd ei oes.”

Er mwyn sicrhau bod y cynnyrch yn para cymaint â phosibl, chwiliodd dylunwyr AoD am ddyluniad “mor syml fel nad oedd dim i’w dorri.” Yn y diwedd, roedd gan yr Optimist ychydig iawn o rannau symudol a chyda elfennau gwresogi — y cydrannau byrraf eu hoes mewn tostiwr — a oedd yn syml i’w tynnu a’u disodli.

Ystyriodd y tîm dylunio hefyd werth canfyddedig y tostiwr i berchnogion a fyddai’n mwynhau ei hirhoedledd. Rhoddwyd “gwead arwyneb garw i’r tostiwr, gan ganiatáu iddo heneiddio’n rasol” a chafodd ei ddyddiad geni ei gastio i’r alwminiwm fel y gallai perchnogion fwynhau dathlu ei wasanaeth flwyddyn ar ôl blwyddyn. Roedd yr Optimist hyd yn oed yn cynnwys cownter tost syml fel, “Pan fyddwch chi’n trosglwyddo’r tostiwr i lawr drwy’r cenedlaethau, bydd eich plant yn gwybod eich bod chi wedi mwynhau 55,613 rownd o dost!”

Yr her fwyaf i wneud cynnyrch mor hirhoedlog yw llunio cynllun busnes ymarferol. Ers i'r term "darfodiad cynlluniedig" gael ei fathu yn ystod y Dirwasgiad Mawr, mae'r Unol Daleithiau a llawer o economïau'r byd wedi dibynnu ar waredu ac amnewid cynhyrchion â hyd oes penodol. Fel y mae'r awdur Giles Slade yn ei nodi yn Made to Break , mae darfodiad cynlluniedig wedi dod yn "faen prawf o ymwybyddiaeth America".

Mae'r diwydiant goleuo wedi bod yn ymgodymu â'r cwestiwn hwn ers i'r bylbiau LED hirhoedlog gael eu cyflwyno gyntaf i'r farchnad breswyl yn 2008. Yn ôl JB MacKinnon yn ei erthygl yn y New Yorker , “The LED Quandary: Why There’s No Such Thing as 'Built to Last',” mae'r atebion hyd yn hyn wedi bod yn llai na ysbrydoledig. Mae rhai cwmnïau'n dychwelyd i ddarfodiad wedi'i gynllunio trwy greu bylbiau golau sy'n rhatach byth gyda hyd oes sy'n fyrrach byth, tra bod eraill wedi gadael y busnes goleuo preswyl. Ym mis Hydref 2015, er enghraifft, mae MacKinnon yn nodi bod General Electric wedi “chwalu GE Lighting i adael cwmni bach ar ôl — yr adran bylbiau golau, yn y bôn — a fyddai'n hawdd ei werthu.”

Er bod rhai marchnadoedd ar ôl o hyd ar gyfer goleuadau sydd wedi darfod eu hoedran — yn fwyaf nodedig y sector modurol — mae'r diwydiant yn mynd ati i chwilio am ffyrdd eraill o wneud i hirhoedledd dalu. Mae newid eisoes ar y gweill, yn Phillips er enghraifft, o werthu goleuadau fel cynnyrch i werthu goleuadau fel gwasanaeth. Mae'n duedd gynyddol, yn ôl adroddiad diweddar Navigant Consulting “Third-Party Management of Lighting Systems in Commercial Buildings: Global Market Analysis and Forecasts”.

Mae cwmnïau hefyd yn edrych i gynnwys technoleg glyfar sy'n gwahaniaethu eu cynnyrch LED oddi wrth eraill ac yn cynnig cyfleoedd ar gyfer diweddariadau parhaus. Yn y maes masnachol, mae GE, er enghraifft, yn datblygu goleuadau stryd sy'n rhybuddio awdurdodau pryd bynnag y bydd synhwyrydd adeiledig yn canfod ergydion gwn yn yr ardal. O ran y farchnad breswyl, mae MacKinnon yn dyfynnu Philip Smallwood, cyfarwyddwr ymchwil LED a goleuadau ar gyfer Strategies Unlimited, sydd wedi'i leoli yn Silicon Valley: “Goleuadau yw'r cyfrwng perffaith i chi fewnosod y cynhyrchion cysylltedd eraill i lenwi'r tŷ, oherwydd eich bod chi'n defnyddio golau ym mhobman.”

Gall rheoleiddio hefyd helpu i baratoi'r ffordd ar gyfer modelau busnes yn seiliedig ar gynhyrchion hirhoedlog. Mae Tim Cooper, athro dylunio ym Mhrifysgol Nottingham Trent a golygydd y llyfr Longer-Lasting Products , yn gweld atebion posibl mewn rheoliadau llywodraeth sy'n cosbi darfodedigaeth neu'n gwobrwyo hirhoedledd. Ond fel y mae Cooper yn ei gydnabod, mae rheoliadau'n dilyn diwylliant, ac mae'r diwylliant taflu wedi bod yn araf iawn i newid.

Dylunio Modiwlaidd: Amnewid Rhannau, nid Cynhyrchion

Ffordd arall o ymestyn oes cynnyrch yw defnyddio dull modiwlaidd sy'n caniatáu i berchnogion ailosod rhannau heb orfod ailosod yr uned gyfan. Dyma oedd yr ail strategaeth a gymerodd AoD i ailystyried y tostiwr. Dyluniwyd y model Pragmatist gyda slotiau tostio modiwlaidd y gellid eu cysylltu â'i gilydd i wneud unrhyw dostiwr maint yr oedd cwsmer ei eisiau. Gwnaeth y dyluniad modiwlaidd hefyd hi'n bosibl dadglipio slot tostio diffygiol fel y gellid ei gyfnewid heb amharu ar allu'r perchennog i barhau i wneud tost. A dyluniodd AoD y modiwlau hyn i fod yn "ddigon tenau i ffitio trwy flwch llythyrau, gan wneud y broses ddychwelyd mor hawdd â phosibl i'r defnyddiwr."

Mae Sefydliad Ellen MacArthur yn tynnu sylw at enghraifft arall o ddylunio modiwlaidd lle mae perfformiad yn llawer pwysicach. Gan nodi bod ambiwlansys yn cael eu gwerthu mewn arwerthiant ar ôl dim ond ychydig flynyddoedd, ymchwiliodd DLL, darparwr byd-eang o atebion ariannol yn seiliedig ar asedau, a chanfod mai cost uchel cynnal a chadw cydrannau siasi, fel yr injan a'r blwch gêr, a arweiniodd perchnogion i ddychwelyd y cerbydau.

Roedd rhan fwyaf gwerthfawr yr ambiwlans, y blwch mawr a oedd yn cynnwys yr holl offer meddygol ac yn cludo'r claf, mewn cyflwr da ar y cyfan. Gostyngodd DLL gostau cwsmeriaid 20% a dyblodd oes ddefnyddiol y cerbydau trwy ddylunio modiwl gofal cleifion y gellid ei dynnu'n hawdd a'i ailosod ar siasi newydd.

Dylunio ar gyfer Dadosod

Mae adeiladu modiwlaidd yn caniatáu i'r unigolyn ddadosod, ond nid yw o fawr o ddefnydd i gwmni sy'n ceisio echdynnu gwerth o gynhyrchion mewn cyfaint. Ar gyfer eu trydydd dyluniad tostiwr, aeth dylunwyr AoD ati i greu tostiwr rhad y gellid ei ddadosod yn gyflym ac yn hawdd heb ddiraddio'r rhannau cydrannol na chymysgu eu deunyddiau. Yr ateb oedd tostiwr wedi'i roi at ei gilydd gyda chymalau snap-fit ​​a oedd yn cynnwys pelenni bach. Wedi'u gosod mewn siambr gwactod ("darn rhad o offer cyfalaf," meddai AoD), mae'r pelenni'n ehangu, yn agor yr holl gymalau, ac yn gadael cynnyrch wedi'i ddadosod.

Mae'r strategaeth AoD yn debyg i gysyniad o'r enw Active Disassembly using Smart Materials (ADSM), a arloeswyd gan Joseph Chiodo o Active Disassembly Research. Gan ddefnyddio "deunyddiau cof", sy'n dal siâp nes iddynt gyrraedd tymheredd sbarduno (naill ai'n boethach neu'n oerach nag a geir fel arfer), creodd Chiodo sgriwiau a mathau eraill o gysylltwyr.

Unwaith y bydd y cynnyrch wedi'i gynhesu neu ei oeri i'r tymheredd sbarduno, mae'r holl sgriwiau'n colli eu hedafedd ac mae'r cynnyrch yn cwympo'n ddarnau heb unrhyw ddifrod i'r rhannau cydrannol. Nid tymheredd yw'r unig ffordd o sbarduno'r newid. Fel gyda'r tostiwr, gall newid mewn pwysau weithio, neu gellir sbarduno dadosod gan "microdon, is-goch, sain, rheolaeth gyfrifiadurol a robotig, cerrynt trydan neu feysydd magnetig," yn ôl gwefan Active Disassembly.

Plastigau ar gyfer Economi Gylchol

Mae plastig yn peri un o'r heriau mwyaf i'r economi gylchol. Mae'n hollbresennol, wedi'i wneud o betroliwm ac mae'n cymryd cannoedd o flynyddoedd i ddadelfennu. Yn ôl adroddiad yn 2016 gan Fforwm Economaidd y Byd, “The New Plastics Economy: Rethinking the Future of Plastics,” mae pecynnu plastig yn destun pryder arbennig. “Ar ôl cylch defnydd cyntaf byr, mae 95% o werth deunydd pecynnu plastig, neu $80 biliwn i $120 biliwn y flwyddyn, yn cael ei golli i'r economi. Mae 32% syfrdanol o becynnu plastig yn dianc rhag systemau casglu, gan gynhyrchu costau economaidd sylweddol.” Mewn gwirionedd, meddai'r adroddiad, “Amcangyfrifir yn geidwadol fod cost allanolion ôl-ddefnydd o'r fath ar gyfer pecynnu plastig, ynghyd â'r gost sy'n gysylltiedig ag allyriadau nwyon tŷ gwydr o'i gynhyrchu, yn $40 biliwn y flwyddyn - sy'n fwy na chyfanswm elw'r diwydiant pecynnu plastig.”

Un o'r rhesymau pam mae cyfraddau ailgylchu plastig mor isel yw oherwydd bod dau fath neu fwy o ddeunyddiau anghydnaws yn aml yn cael eu cyfuno i gyflawni'r rhinweddau sydd eu hangen ar gyfer pecynnau penodol. Yn ôl Jeff Wooster, cyfarwyddwr cynaliadwyedd byd-eang yn Dow, mae'r cwdyn plastig a ddefnyddir ar gyfer popeth o fwyd wedi'i rewi i godennau glanedydd dillad, yn cynnig enghraifft dda.

Yn draddodiadol, cânt eu gwneud o polyethylen tereffthalad (PET), wedi'i lamineiddio i ffilm wedi'i gwneud o polyethylen. Mae defnyddio'r ddau blastig gwahanol hyn yn rhoi "golwg sgleiniog braf, ac anystwythder sy'n gadael iddynt sefyll ar y silff," meddai Wooster, a "y gallu i redeg ar gyflymder uchel ar beiriannau pecynnu." Mae hefyd yn gwneud y pocedi'n amhosibl eu hailgylchu.

I ddatrys y broblem hon, lluniodd gwyddonwyr Dow strwythur pecynnu newydd sy'n bodloni holl fanylebau dylunio'r cynnyrch ond sydd wedi'i wneud nid o PET ond o ddau fath o polyethylen yn lle. "Drwy gyfuno gwahanol fathau o polyethylen sy'n gydnaws â'i gilydd," eglura Wooster, creodd Dow god sefyll y gellir ei ailgylchu mewn biniau archfarchnadoedd ynghyd â bagiau siopa plastig. Un o'r cymwysiadau cyntaf o'r deunydd arloesol oedd fel y god ar gyfer codennau peiriant golchi llestri Seithfed Genhedlaeth. Y prif ddefnyddiau ar gyfer y polyethylen wedi'i ailgylchu yw bagiau siopa newydd, sy'n cadw llawer o werth gwreiddiol y cynnyrch, a lumber cyfansawdd pren-plastig, sy'n effeithiol yn rhoi'r plastig yn ôl i ddefnydd da am o leiaf 50 mlynedd.

Mae'r cwdyn sefyll ymhell o fod yr unig gyfraniad gan Dow i'r economi gylchol. Arloesedd arall a gyhoeddwyd yn hydref 2016 yw cynnyrch wedi'i wneud o gopolymerau bloc olefin wedi'u seilio ar polypropylen. Yn y gorffennol, roedd ffrydiau ôl-ddefnyddwyr a oedd yn cynnwys polypropylen a polyethylen yn anodd eu hailgylchu. Mae arloesedd Dow yn ei gwneud hi'n bosibl cyfuno'r ddau resin hyn a ddefnyddir yn gyffredin yn llu o gynhyrchion - gan gynnwys cynwysyddion a drymiau anhyblyg, cynwysyddion cartref, tanciau diwydiannol, caiacau, a phecynnu hyblyg - sydd i gyd yn "cynnig cyfleoedd ailgylchu i ailgylchwyr a pherchnogion brandiau," yn ôl y cwmni.

Cynhyrchion Sy'n Tracio Eu Hunain

Mae syniad rhyfeddol o syml yn gyrru mwy o arloesedd sy'n cefnogi'r economi gylchol: cadw golwg ar yr hyn sydd gennych. Mae technoleg ddigidol, gan gynnwys "rhyngrwyd pethau," yn ei gwneud hi'n bosibl i gwmnïau ddylunio "asedau deallus" a all adrodd yn ôl ar eu lleoliad, eu hargaeledd a'u cyflwr. Mae'r gallu i sianelu, cronni a phrosesu'r wybodaeth hon fel "data mawr" yn galluogi cwmnïau i wneud y mwyaf o werth yr asedau hyn dros amser.

Mae Caterpillar, er enghraifft, yn defnyddio synwyryddion mewnol sy'n monitro ei offer yn y maes, ynghyd â diagnosteg ragfynegol, i ymestyn oes ei gynhyrchion. Mae'r dechnoleg yn caniatáu i'r cwmni symud o atgyweirio-ar-ôl-methiant i atgyweirio-cyn-methiant ac i wella cynnal a chadw yn seiliedig ar sut mae peiriant yn cael ei ddefnyddio - sydd i gyd yn arbed amser segur a chost i gwsmeriaid.

Mae IBM wedi defnyddio technoleg debyg i ddatblygu ased dadansoddeg cynhwysfawr o'r enw'r Offeryn Dewis Ailddefnyddio, i helpu rheolwyr cynnyrch i ddewis y defnydd gorau posibl nesaf ar gyfer cynnyrch. Nawr mewn prototeip, mae'r offeryn yn amlyncu ystod eang o ddata manwl - gan gynnwys gwybodaeth am fodiwlaredd yr offer a'i botensial ailddefnyddio, rheoliadau, pris y farchnad, cost ailweithgynhyrchu, a chyflenwad a galw - gan alluogi'r rheolwr cynnyrch i benderfynu fesul uned a ddylid ailweithgynhyrchu, ailgylchu, neu sgrapio. Mae hefyd yn archwilio'r posibilrwydd o ddefnyddio cyfrifiadura gwybyddol, a arloeswyd gan system Watson, i helpu i ddehongli'r data.

Mae platfform rhannu busnes-i-fusnes newydd, FLOOW2, yn cymryd dull symlach. Yn lle dibynnu ar asedau deallus sy'n cadw golwg arnyn nhw eu hunain, mae wedi creu marchnad debyg i Craigslist lle gall cwmnïau hysbysebu offer, cyfleusterau, a'u gwneud ar gael i'w rhentu yn hytrach na'u prynu. Mae defnydd cydweithredol o'r fath eisoes yn pweru'r economi rhannu ar lefel y defnyddiwr. Arloesedd FLOOW2 yw ymestyn y syniad i fyd busnes.

Dylunio Cynhyrchion sy'n Defnyddio CO²

Un o brif nodau'r economi gylchol yw atal tymheredd byd-eang cyfartalog rhag codi 2°C uwchlaw lefelau cyn-ddiwydiannol. Yn ôl yr Asiantaeth Ynni Ryngwladol, bydd cyflawni'r nod hwn yn gofyn am fuddsoddiad mewn ynni adnewyddadwy ac effeithlonrwydd ynni o $1 triliwn y flwyddyn am y 34 mlynedd nesaf, cynnydd tair gwaith yn y lefel fuddsoddi bresennol. “Nid yw'n digwydd,” meddai Bernard David, uwch gymrawd yn IGEL a chadeirydd CO² Sciences, Inc. Hyd yn oed gyda'r holl weithgareddau ar y gorwel, bydd faint o garbon deuocsid sy'n aros yn yr atmosffer yn golygu cynnydd annerbyniol mewn cynhesu byd-eang.

Un ateb posibl i'r broblem hon yw dal a storio carbon (CCS), sy'n claddu'r nwy tŷ gwydr o dan y ddaear. Ond nid yw'r strategaeth yn dechnegol ymarferol eto. “Mae'r rhan fwyaf o dechnegau CCS cyfredol yn aneconomaidd oherwydd eu bod yn defnyddio gormod o ynni i storio'r carbon, felly nid ydynt wedi'u defnyddio ar raddfa fawr eto,” yn adrodd erthygl ddiweddar gan GreenBiz, “Saith Cwmni i'w Gwylio mewn Dal a Storio Carbon.”

Mae Menter CO² Byd-eang, sydd hefyd yn syniad Bernard David, yn cymryd dull gwahanol. Yn lle claddu'r nwy fel cynnyrch gwastraff dinistriol, mae'r fenter yn anelu at drawsnewid yr economi fyd-eang trwy ddyfeisiadau a buddsoddiadau newydd i ddefnyddio cymaint â 10% o CO² byd-eang i wneud cynhyrchion defnyddiol a phroffidiol ar raddfa fawr. Nododd asesiad marchnad gan McKinsey & Co. 25 o gynhyrchion posibl, sy'n cynrychioli marchnad a allai gyrraedd $1 triliwn erbyn 2030. Mae pob un o'r cynhyrchion hyn ar lefel wahanol o barodrwydd, y mae'r fenter yn ei raddio ar raddfa naw pwynt. “Er mwyn cael effaith ystyrlon,” meddai David, “mae'n rhaid i chi gael yr holl bethau hyn i lefel 9.”

Sment yw'r cynnyrch sy'n hongian isaf. Mae un broses, sydd eisoes yn cael ei defnyddio, yn addo lleihau allyriadau CO² y diwydiant 70%, trwy ddal y nwy yn y sment a thrwy leihau allyriadau'n sylweddol yn ystod y broses halltu. Gan fod gweithgynhyrchu sment yn cyfrif am 7% o CO², meddai David, “O bosibl, gyda'r un diwydiant hwnnw, gallwn leihau allyriadau CO² 5% yn flynyddol.”

Mae'r fenter, a lansiwyd ym mis Ionawr 2016, yn gweithio i adeiladu “ecosystem gyfan i greu cynhyrchion sy'n seiliedig ar CO² ar raddfa fawr,” eglura David. Mae'n dasg aruthrol, ond ym mis Hydref 2017, llai na blwyddyn ar ôl iddi ddechrau, rhyddhaodd y fenter ddrafft o “Fap Ffordd o Botensial Masnacheiddio Byd-eang Technolegau Dal a Defnyddio Carbon hyd at 2030.” Rhyddhawyd map ffordd llawn ym Marrakesh, Moroco, ym mis Tachwedd 2016 yng nghyfarfod Cynhadledd y Partïon a gynhaliwyd i hyrwyddo Cytundeb Paris ar Newid Hinsawdd.

Fel mae map ffordd y fenter yn ei awgrymu, mae'r ffordd ymlaen wedi'i phalmantu â phosibiliadau. Yn ddiamau, bydd tyllau a gwyriadau wrth i gwmnïau ailystyried dylunio cynnyrch gyda chylchredoldeb mewn golwg. Ond diolch i'r strategaethau dylunio a grybwyllir uchod, ac eraill nad ydynt wedi'u dychmygu eto, mae'r daith tuag at economi gylchol wedi dechrau'n gryf.