Pagdidisenyo Para Sa Circular Economy

Ano ang gagawin mo sa isang toaster kapag hindi mo na ito gusto? Hanggang kamakailan, walang nag-isip tungkol sa tanong na iyon hanggang sa ang toaster ay handa na para sa scrap heap. Ngayon, iminumungkahi ng mga tagapagtaguyod ng pabilog na ekonomiya na ang pinakamagandang oras upang matugunan ang mga isyu sa katapusan ng buhay ay kapag ang isang produkto ay unang idinisenyo. Sa puntong iyon na ito ay may pinakamalaking potensyal para sa circularity. Kung ang mga taga-disenyo ng iyong toaster ay nag-isip tungkol dito hindi bilang isang disposable na appliance ngunit bilang isang produkto na may halaga na dapat pangalagaan, ang iyong mga pagpipilian ay lubos na mapapahusay.

Iyan, sa katunayan, ang ginawa ng mga taga-disenyo sa Agency of Design (AoD) na nakabase sa London. Bilang bahagi ng isang proyekto na "tumingin sa katapusan ng buhay ng mga produktong elektrikal at nagdisenyo ng mga alternatibong paraan upang masulit ang materyal na kanilang kinakatawan," tinanggap ng koponan ng disenyo ng AoD ang hamon na muling pag-isipan ang hamak na toaster. Gumawa sila ng tatlong magkakaibang mga diskarte, bawat isa, sabi ng kumpanya, "naglalaman ng ibang diskarte sa pagdidisenyo ng circularity mula sa simula."

Pagdidisenyo para sa Longevity

Nagsimula ang AoD sa pamamagitan ng pag-atake sa nakaplanong pagkaluma na nangibabaw sa disenyo ng produkto sa loob ng mahabang panahon. Dahil alam na ang aluminyo ay nagre-recycle “nang walang pagkawala ng mga materyal na katangian nito” at ang materyal ay malamang na manatiling mahalaga sa mga recycler para sa nakikinita na hinaharap, ang koponan ng disenyo ay nagsikap na gawin ang bawat bahagi ng unang toaster, na kilala bilang Optimist, mula sa aluminyo, "nagsisimula sa 100% na recycled na nilalaman at alam na ito ay maaaring ma-recycle nang walang katapusan sa iba pang mga produkto nito sa pagtatapos ng buhay."

Upang i-maximize ang mahabang buhay ng produkto, ang mga taga-disenyo ng AoD ay naghanap ng isang disenyo na "napakasimple na walang masisira." Natapos ang Optimist na may napakakaunting gumagalaw na bahagi at may mga heating element — ang pinakamaikling buhay na bahagi sa isang toaster — na simpleng tanggalin at palitan.

Isinasaalang-alang din ng team ng disenyo ang nakikitang halaga ng toaster sa mga may-ari na magugustuhan ang mahabang buhay nito. Ang toaster ay binigyan ng "magaspang na texture sa ibabaw, na nagpapahintulot sa ito na tumanda nang maganda" at ang petsa ng kapanganakan nito ay inilagay sa aluminyo upang masiyahan ang mga may-ari na ipagdiwang ang serbisyo nito taon-taon. Ang Optimist ay nagsama pa ng isang simpleng toast counter upang, "Kapag ipinasa mo ang toaster sa mga henerasyon, malalaman ng iyong mga anak na nasiyahan ka sa 55,613 round ng toast!"

Ang pinakamalaking hamon sa paggawa ng ganoong pangmatagalang produkto ay ang pagbuo ng isang maisasagawang plano sa negosyo. Mula nang mabuo ang terminong “planned obsolescence” noong Great Depression, ang US at karamihan sa mga ekonomiya ng mundo ay umasa sa pagtatapon at pagpapalit ng mga produkto na may tinukoy na habang-buhay. Gaya ng itinala ng may-akda na si Giles Slade sa Made to Break , ang nakaplanong pagkaluma ay naging "isang bato ng kamalayan ng Amerikano."

Ang industriya ng pag-iilaw ay nakikipagbuno sa tanong na ito mula noong unang ipinakilala ang matagal nang LED na bombilya sa residential market noong 2008. Ayon kay JB MacKinnon sa kanyang artikulo sa New Yorker , "The LED Quandary: Why There's No Such Thing as 'Built to Last'," ang mga sagot sa ngayon ay hindi gaanong nagbibigay inspirasyon. Ang ilang kumpanya ay bumabalik sa nakaplanong pagkaluma sa pamamagitan ng paggawa ng mas murang mga bombilya na may mas maiikling habang-buhay, habang ang iba ay umalis sa negosyong pang-ilaw ng tirahan. Noong Oktubre ng 2015, halimbawa, sinabi ni MacKinnon na ang General Electric ay "sinira ang GE Lighting upang iwanan ang isang rump firm - ang light-bulb division, sa esensya - na magiging madaling ibenta."

Bagama't mayroon pa ring ilang mga merkado na natitira para sa pag-iilaw na may built-in na pagkaluma — lalo na ang sektor ng sasakyan — ang industriya ay aktibong gumagawa ng iba pang mga paraan upang makagawa ng longevity pay. Ang isang pagbabago ay isinasagawa na, sa Phillips halimbawa, mula sa pagbebenta ng mga ilaw bilang isang produkto hanggang sa pagbebenta ng ilaw bilang isang serbisyo. Ito ay isang lumalagong kalakaran, ayon sa kamakailang Navigant Consulting na “Third-Party Management of Lighting Systems in Commercial Buildings: Global Market Analysis and Forecasts” na ulat.

Ang mga kumpanya ay naghahanap din na bumuo sa matalinong teknolohiya na nagpapakilala sa kanilang LED na produkto mula sa iba at nag-aalok ng mga pagkakataon para sa patuloy na pag-update. Sa larangan ng komersyo, ang GE, halimbawa, ay gumagawa ng mga ilaw sa kalye na nag-aalerto sa mga awtoridad sa tuwing may na-detect na built-in na sensor ang mga putok ng baril sa lugar. Tulad ng para sa residential market, sinipi ni MacKinnon si Philip Smallwood, ang direktor ng LED at lighting research para sa Silicon Valley-based Strategies Unlimited: "Ang pag-iilaw ay ang perpektong daluyan para sa iyo upang ipasok ang iba pang mga produkto ng koneksyon upang punan ang bahay, dahil gumagamit ka ng liwanag sa lahat ng dako."

Ang regulasyon ay maaari ring tumulong sa pagbibigay daan para sa mga modelo ng negosyo batay sa mga pangmatagalang produkto. Si Tim Cooper, isang propesor sa disenyo sa Nottingham Trent University at editor ng aklat na Longer-Lasting Products , ay nakakakita ng mga posibleng solusyon sa mga regulasyon ng gobyerno na nagpaparusa sa pagiging luma o nagbibigay ng gantimpala sa mahabang buhay. Ngunit tulad ng kinikilala ni Cooper, ang mga regulasyon ay sumusunod sa kultura, at ang kulturang itinapon ay napakabagal sa pagbabago.

Modular na Disenyo: Pagpapalit ng mga Bahagi, hindi Mga Produkto

Ang isa pang paraan ng pagpapahaba ng buhay ng produkto ay ang paggamit ng modular na diskarte na nagpapahintulot sa mga may-ari na palitan ang mga bahagi nang hindi kinakailangang palitan ang buong unit. Ito ang pangalawang diskarte na ginawa ng AoD upang muling pag-isipan ang toaster. Ang modelong Pragmatist ay idinisenyo na may mga modular na slot ng toasting na maaaring pagsamahin upang makagawa ng anumang laki ng toaster na gusto ng customer. Ginawa rin ng modular na disenyo na i-unclip ang isang may sira na slot ng toasting upang ito ay mapalitan nang hindi nakakaabala sa kakayahan ng may-ari na patuloy na gumawa ng toast. At idinisenyo ng AoD ang mga module na ito upang maging "sapat na manipis upang magkasya sa isang letterbox, na ginagawang mas madali ang proseso ng pagbabalik hangga't maaari para sa consumer."

Itinatampok ng Ellen MacArthur Foundation ang isa pang halimbawa ng modular na disenyo kung saan ang pagganap ay higit na kritikal. Nang mapansin na ang mga ambulansya ay ibinebenta sa auction pagkatapos lamang ng ilang taon, ang DLL, isang pandaigdigang tagapagbigay ng mga solusyon sa pananalapi na nakabatay sa asset, ay nag-imbestiga at nalaman na ito ay ang mataas na halaga ng pagpapanatili ng mga bahagi ng chassis, tulad ng makina at gearbox, na humantong sa mga may-ari na ibalik ang mga sasakyan.

Ang pinakamahalagang bahagi ng ambulansya, ang malaking kahon na kinalalagyan ng lahat ng kagamitang medikal at dinala ang pasyente, ay karaniwang nasa maayos na kondisyon. Binawasan ng DLL ang mga gastos ng customer ng 20% ​​at dinoble ang kapaki-pakinabang na buhay ng mga sasakyan sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng module ng pangangalaga sa pasyente na madaling maalis at mai-mount muli sa isang bagong chassis.

Disenyo para sa Pag-disassembly

Ang modular construction ay nagbibigay-daan para sa disassembly ng indibidwal, ngunit ito ay hindi gaanong pakinabang sa isang kumpanyang naghahanap upang kunin ang halaga mula sa mga produkto sa dami. Para sa kanilang pangatlong disenyo ng toaster, nagtakda ang mga taga-disenyo ng AoD na lumikha ng murang toaster na maaaring mabilis at madaling ma-disassemble nang hindi nadudulas ang mga bahagi ng bahagi o pinaghahalo ang kanilang mga materyales. Ang solusyon ay isang toaster na pinagsama sa mga snap-fit ​​joints na naglalaman ng maliliit na pellets. Inilagay sa isang vacuum chamber ("isang murang piraso ng kapital na kagamitan," sabi ng AoD), ang mga pellets ay lumalawak, binubuksan ang lahat ng mga joints, at nag-iiwan ng disassembled na produkto.

Ang diskarte sa AoD ay katulad ng isang konsepto na kilala bilang Active Disassembly gamit ang Smart Materials (ADSM), na pinasimunuan ni Joseph Chiodo ng Active Disassembly Research. Gamit ang "mga materyales sa memorya," na may hugis hanggang umabot sila sa temperatura ng pag-trigger (mas mainit o mas malamig kaysa sa karaniwang nakikita), gumawa si Chiodo ng mga turnilyo at iba pang uri ng mga konektor.

Sa sandaling ang produkto ay pinainit o pinalamig sa temperatura ng pag-trigger, ang lahat ng mga turnilyo ay mawawala ang kanilang mga thread at ang produkto ay bumagsak nang walang anumang pinsala sa mga bahagi ng bahagi. Ang temperatura ay hindi lamang ang paraan ng pag-trigger ng pagbabago. Tulad ng toaster, maaaring gumana ang pagbabago sa presyon, o maaaring ma-trigger ang disassembly ng "microwave, infrared, sound, computer at robotic control, electric current o magnetic field," ayon sa website ng Active Disassembly.

Mga Plastic para sa Circular Economy

Ang plastik ay nagdudulot ng isa sa pinakamalaking hamon sa pabilog na ekonomiya. Ito ay nasa lahat ng dako, gawa sa petrolyo at tumatagal ng daan-daang taon upang mabulok. Ayon sa isang ulat noong 2016 ng World Economic Forum, "The New Plastics Economy: Rethinking the Future of Plastics," partikular na pinag-aalala ang plastic packaging. "Pagkatapos ng maikling unang-gamit na cycle, 95% ng plastic packaging material value, o $80 billion hanggang $120 billion taun-taon, ay nawala sa ekonomiya. Ang nakakagulat na 32% ng plastic packaging ay lumalabas sa mga sistema ng koleksyon, na bumubuo ng malaking gastos sa ekonomiya." Sa katunayan, sabi ng ulat, "Ang gastos ng mga panlabas na panlabas pagkatapos gamitin para sa plastic packaging, kasama ang gastos na nauugnay sa mga greenhouse gas emissions mula sa produksyon nito, ay konserbatibong tinatantya sa $40 bilyon taun-taon - na lumalampas sa kabuuang kita ng industriya ng plastic packaging."

Ang isa sa mga dahilan kung bakit napakababa ng mga rate ng pag-recycle ng plastik ay dahil ang dalawa o higit pang hindi magkatugmang uri ng materyal ay madalas na pinagsama upang makamit ang mga katangiang kailangan para sa mga partikular na pakete. Ayon kay Jeff Wooster, pandaigdigang sustainability director sa Dow, ang mga plastic pouch na ginagamit para sa lahat mula sa frozen na pagkain hanggang sa laundry detergent pod, ay nag-aalok ng magandang halimbawa.

Ang mga ito ay tradisyonal na gawa sa polyethylene terephthalate (PET), na nakalamina sa isang pelikulang gawa sa polyethylene. Ang paggamit ng dalawang magkaibang plastik na ito ay nagbibigay sa mga supot ng parehong "isang magandang makintab na hitsura, at paninigas na hinahayaan itong tumayo sa istante," sabi ni Wooster, at "ang kakayahang tumakbo sa mataas na bilis sa mga packaging machine." Ginagawa rin nitong imposibleng ma-recycle ang mga supot.

Upang malutas ang problemang ito, gumawa ang mga siyentipiko ng Dow ng isang bagong istraktura ng packaging na nakakatugon sa lahat ng mga detalye ng disenyo ng produkto ngunit hindi gawa sa PET ngunit sa halip ay dalawang uri ng polyethylene. "Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng iba't ibang uri ng polyethylene na magkatugma sa isa't isa," paliwanag ni Wooster, gumawa si Dow ng stand-up pouch na maaaring i-recycle sa mga supermarket bin kasama ng mga plastic shopping bag. Ang isa sa mga unang aplikasyon ng makabagong materyal ay bilang pouch para sa mga dishwasher pod ng Seventh Generation. Ang mga pangunahing gamit para sa recycled polyethylene ay mga bagong shopping bag, na nagpapanatili ng karamihan sa orihinal na halaga ng produkto, at wood-plastic composite lumber, na epektibong ibinalik ang plastic sa mabuting paggamit nang hindi bababa sa 50 taon.

Ang stand-up pouch ay malayo sa tanging kontribusyon ng Dow sa circular economy. Ang isa pang innovation na inihayag sa taglagas ng 2016 ay isang produktong gawa sa polypropylene-based olefin block copolymer. Noong nakaraan, ang mga post-consumer stream na may kasamang polypropylene at polyethylene ay mahirap i-recycle. Ginagawang posible ng inobasyon ng Dow na pagsamahin ang dalawang karaniwang ginagamit na resin na ito sa isang host ng mga produkto — kabilang ang mga matibay na lalagyan at drum, lalagyan ng sambahayan, tangke ng industriya, kayaks, at flexible na packaging — na lahat ay “nag-aalok ng mga pagkakataon sa pag-upcycling para sa mga recycler at may-ari ng brand,” ayon sa kumpanya.

Mga Produktong Sinusubaybayan ang Sarili

Ang isang nakakagulat na simpleng ideya ay nagtutulak ng higit pang pagbabago na sumusuporta sa pabilog na ekonomiya: pagsubaybay sa kung ano ang pagmamay-ari mo. Ang digital na teknolohiya, kabilang ang "internet ng mga bagay," ay ginagawang posible para sa mga kumpanya na magdisenyo ng "matalinong mga asset" na maaaring mag-ulat ng kanilang lokasyon, availability at kundisyon. Ang kakayahang i-channel, maipon, at iproseso ang impormasyong ito bilang "malaking data" ay nagbibigay-daan sa mga kumpanya na i-maximize ang halaga ng mga asset na ito sa paglipas ng panahon.

Ang Caterpillar, halimbawa, ay gumagamit ng mga on-board na sensor na sumusubaybay sa mga kagamitan nito sa field, na sinamahan ng predictive diagnostics, upang pahabain ang buhay ng mga produkto nito. Ang teknolohiya ay nagbibigay-daan sa kumpanya na lumipat mula sa repair-after-failure patungo sa repair-before-failure at pahusayin ang maintenance batay sa kung paano ginagamit ang isang makina — na lahat ay nakakatipid sa downtime at gastos ng mga customer.

Gumamit ang IBM ng katulad na teknolohiya upang bumuo ng isang komprehensibong asset ng analytics na tinatawag na Reuse Selection Tool, upang matulungan ang mga tagapamahala ng produkto na piliin ang susunod na pinakamainam na paggamit para sa isang produkto. Ngayon sa prototype, ang tool ay nakakakuha ng malawak na hanay ng granular data — kabilang ang impormasyon tungkol sa modularity at muling paggamit ng kagamitan, mga regulasyon, presyo sa merkado, halaga ng remanufacturing, at supply at demand — na nagbibigay-daan sa tagapamahala ng produkto na magpasya sa bawat unit na batayan kung magre-remanufacture, mag-recycle, o mag-scrap. Sinasaliksik din nito ang posibilidad ng paggamit ng cognitive computing, na pinasimunuan ng Watson system, upang makatulong sa pagbibigay kahulugan sa data.

Ang isang bagong business-to-business sharing platform, FLOOW2, ay gumagamit ng mas simpleng diskarte. Sa halip na umasa sa mga matatalinong asset na sumusubaybay sa kanilang mga sarili, lumikha ito ng isang Craigslist-type na marketplace kung saan maaaring mag-advertise ang mga kumpanya ng mga kagamitan, pasilidad, at gawing available ang mga ito para sa upa sa halip na bilhin. Ang nasabing collaborative na pagkonsumo ay nagpapalakas na sa pagbabahagi ng ekonomiya sa antas ng consumer. Ang inobasyon ng FLOOW2 ay upang palawigin ang ideya sa mundo ng negosyo.

Pagdidisenyo ng Mga Produktong Gumagamit ng CO²

Ang isa sa mga pangunahing layunin ng pabilog na ekonomiya ay upang maiwasan ang average na temperatura ng mundo mula sa pagtaas ng 2°C sa itaas ng mga antas ng preindustrial. Ayon sa International Energy Agency, ang pagkamit ng layuning ito ay mangangailangan ng pamumuhunan sa renewable energy at energy efficiency na $1 trilyon sa isang taon para sa susunod na 34 na taon, isang tatlong beses na pagtaas sa kasalukuyang antas ng pamumuhunan. "Hindi ito nangyayari," sabi ni Bernard David, senior fellow sa IGEL at chairman ng CO² Sciences, Inc. Kahit na sa lahat ng aktibidad sa abot-tanaw, ang dami ng carbon dioxide na nananatili sa atmospera ay mangangahulugan ng hindi katanggap-tanggap na pagtaas sa global warming.

Ang isang potensyal na solusyon sa problemang ito ay ang carbon capture and sequestration (CCS), na bumabaon sa greenhouse gas sa ilalim ng lupa. Ngunit ang diskarte ay hindi pa teknikal na magagawa. "Karamihan sa mga kasalukuyang pamamaraan ng CCS ay hindi matipid dahil kumokonsumo ang mga ito ng masyadong maraming enerhiya upang i-sequester ang carbon, kaya kailangan pa nilang i-deploy sa sukat," ulat ng isang kamakailang artikulo sa GreenBiz, "Pitong Kumpanya na Panoorin sa Pagkuha at Pag-iimbak ng Carbon."

Ang Global CO² Initiative, na brainchild din ni Bernard David, ay gumagamit ng ibang diskarte. Sa halip na ilibing lang ang gas bilang isang mapanirang produkto ng basura, ang inisyatiba ay naglalayong baguhin ang pandaigdigang ekonomiya sa pamamagitan ng mga bagong imbensyon at pamumuhunan upang magamit ang hanggang 10% ng pandaigdigang CO² upang makagawa ng kapaki-pakinabang at kumikitang mga produkto sa sukat. Tinukoy ng isang pagtatasa sa merkado ng McKinsey & Co. ang 25 potensyal na produkto, na kumakatawan sa isang merkado na maaaring umabot sa $1 trilyon pagsapit ng 2030. Ang bawat isa sa mga produktong ito ay nasa iba't ibang antas ng kahandaan, na ang inisyatiba ay namarkahan sa isang siyam na puntong sukat. "Upang magkaroon ng makabuluhang epekto," sabi ni David, "kailangan mong makuha ang lahat ng mga bagay na ito sa antas 9."

Ang semento ang pinakamababang nakabitin na prutas. Ang isang proseso, na ginagamit na, ay nangangako na bawasan ang mga emisyon ng CO² ng industriya ng 70%, kapwa sa pamamagitan ng pagkuha ng gas sa semento at sa pamamagitan ng kapansin-pansing pagbabawas ng mga emisyon sa panahon ng paggamot. Dahil ang pagmamanupaktura ng semento ay nagkakahalaga ng 7% ng CO², sabi ni David, "Potensyal, sa isang industriyang iyon, maaari nating bawasan ang mga CO² na emisyon ng 5% taun-taon."

Ang inisyatiba, na inilunsad noong Enero 2016, ay nagsusumikap na bumuo ng "isang buong ecosystem upang lumikha ng mga produktong nakabatay sa CO² sa sukat," paliwanag ni David. Ito ay isang napakalaking gawain, ngunit noong Oktubre 2017, wala pang isang taon matapos itong magsimula, ang inisyatiba ay naglabas ng draft na "Roadmap ng Global Commercialization Potential of Carbon Capture and Utilization Technologies hanggang 2030." Isang buong roadmap ang inilabas sa Marrakesh, Morocco, noong Nobyembre 2016 sa Conference of Parties meeting na ginanap upang isulong ang Paris Agreement on Climate Change.

Gaya ng iminumungkahi ng roadmap ng inisyatiba, ang daan pasulong ay may mga posibilidad. Walang alinlangan na magkakaroon ng mga lubak at pasikut-sikot habang ang mga kumpanya ay muling nag-iisip ng disenyo ng produkto na may circularity sa isip. Ngunit salamat sa mga diskarte sa disenyo na binanggit sa itaas, at iba pang hindi pa naiisip, ang paglalakbay patungo sa isang pabilog na ekonomiya ay nagsisimula sa isang malakas na simula.