Navrhovanie Pre obehové hospodárstvo

Čo urobíte s hriankovačom, keď ho už nebudete potrebovať? Až donedávna sa nad touto otázkou nikto nezamýšľal, kým nebol hriankovač pripravený na šrot. Dnes zástancovia obehového hospodárstva naznačujú, že najlepší čas na riešenie problémov s koncom životnosti je v čase, keď sa produkt vôbec navrhuje. V tomto bode má najväčší potenciál pre obehové hospodárstvo. Ak by ho konštruktéri vášho hriankovača neuvažovali ako o jednorazovom spotrebiči, ale ako o produkte s hodnotou, ktorú sa oplatí zachovať, vaše možnosti by sa výrazne rozšírili.

Presne to urobili dizajnéri z londýnskej agentúry Agency of Design (AoD). V rámci projektu, ktorý sa „zaoberal koncom životnosti elektrických výrobkov a navrhol alternatívne spôsoby, ako čo najlepšie využiť materiál, ktorý sú súčasťou“, sa dizajnérsky tím AoD pustil do výzvy prehodnotiť obyčajný hriankovač. Prišli s tromi rôznymi prístupmi, z ktorých každý, ako spoločnosť uvádza, „stelesňuje inú stratégiu navrhovania obehového hospodárstva od samého začiatku“.

Navrhovanie pre dlhovekosť

Spoločnosť AoD začala útokom na plánované zastarávanie, ktoré tak dlho dominovalo dizajnu produktov. S vedomím, že hliník sa recykluje „bez straty svojich materiálových vlastností“ a že tento materiál pravdepodobne zostane pre recyklačných spoločností cenný v dohľadnej budúcnosti, dizajnérsky tím pracoval na tom, aby každá časť prvého hriankovača, známeho ako Optimist, bola vyrobená z hliníka, „začínajúc so 100 % recyklovaným obsahom a s vedomím, že sa dá na konci svojej životnosti donekonečna recyklovať do iných produktov“.

Aby sa maximalizovala životnosť produktu, dizajnéri spoločnosti AoD hľadali dizajn „tak jednoduchý, aby sa nič nerozbilo“. Optimist mal nakoniec veľmi málo pohyblivých častí a vykurovacie telesá – komponenty s najkratšou životnosťou v hriankovači – ktoré sa dali ľahko vybrať a vymeniť.

Dizajnérsky tím zohľadnil aj vnímanú hodnotu hriankovača pre majiteľov, ktorí by si užívali jeho dlhú životnosť. Hriankovač dostal „drsnú povrchovú textúru, ktorá mu umožnila elegantne starnúť“ a jeho dátum narodenia bol vyliaty do hliníka, aby si majitelia mohli rok čo rok užívať oslavu jeho služby. Optimist dokonca obsahoval jednoduchý počítadlo hriankov, takže „keď budete hriankovač odovzdávať z generácie na generáciu, vaše deti budú vedieť, že ste si vychutnali 55 613 kôl hrianky!“

Najväčšou výzvou pri výrobe takéhoto produktu s dlhou životnosťou je vypracovať funkčný podnikateľský plán. Odkedy sa počas Veľkej hospodárskej krízy objavil pojem „plánované zastarávanie“, ekonomiky USA a väčšina svetových krajín sa spoliehajú na likvidáciu a nahrádzanie produktov s definovanou životnosťou. Ako poznamenáva autor Giles Slade v knihe Made to Break , plánované zastarávanie sa stalo „pruhovým kameňom amerického vedomia“.

Osvetľovací priemysel sa s touto otázkou potýka už od roku 2008, keď sa na rezidenčný trh prvýkrát dostali dlhotrvajúce LED žiarovky. Podľa JB MacKinnona v jeho článku v New Yorkeri s názvom „LED dilema: Prečo neexistuje nič také ako ‚Vyrobené tak, aby vydržali‘“ boli doterajšie odpovede menej než inšpirujúce. Niektoré spoločnosti sa vracajú k plánovanému zastarávaniu tým, že vytvárajú stále lacnejšie žiarovky s čoraz kratšou životnosťou, zatiaľ čo iné sa z odvetvia rezidenčného osvetlenia stiahli. Napríklad v októbri 2015 MacKinnon poznamenáva, že spoločnosť General Electric „rozdelila spoločnosť GE Lighting, aby po sebe zanechala zvyšok firmy – v podstate divíziu žiaroviek – ktorú by bolo ľahké predať“.

Hoci stále existujú trhy s osvetlením so zabudovanou zastaranosťou – najmä v automobilovom sektore – toto odvetvie aktívne hľadá iné spôsoby, ako dosiahnuť, aby sa dlhovekosť vyplatila. Napríklad v spoločnosti Phillips už prebieha prechod od predaja svetiel ako produktu k predaju osvetlenia ako služby. Podľa nedávnej správy spoločnosti Navigant Consulting s názvom „Správa osvetľovacích systémov v komerčných budovách tretími stranami: Analýza a prognózy globálneho trhu“ je to rastúci trend.

Spoločnosti sa tiež snažia zabudovať inteligentné technológie, ktoré odlišujú ich LED produkty od ostatných a ponúkajú príležitosti na ich neustále aktualizácie. V komerčnej oblasti napríklad spoločnosť GE vyvíja pouličné osvetlenie, ktoré upozorní úrady vždy, keď zabudovaný senzor zaznamená výstrely v danej oblasti. Pokiaľ ide o rezidenčný trh, MacKinnon cituje Philipa Smallwooda, riaditeľa výskumu LED a osvetlenia v spoločnosti Strategies Unlimited so sídlom v Silicon Valley: „Osvetlenie je perfektným médiom na vloženie ďalších produktov na pripojenie, ktoré naplnia dom, pretože svetlo používate všade.“

Regulácia môže tiež pomôcť pripraviť cestu pre obchodné modely založené na produktoch s dlhou životnosťou. Tim Cooper, profesor dizajnu na Nottingham Trent University a editor knihy Longer-Lasting Products (Produkty s dlhou životnosťou), vidí možné riešenia vo vládnych nariadeniach, ktoré penalizujú zastarávanie alebo odmeňujú dlhovekosť. Ako si však Cooper uvedomuje, nariadenia sa riadia kultúrou a kultúra vyhadzovania sa mení notoricky pomaly.

Modulárny dizajn: Výmena dielov, nie produktov

Ďalším spôsobom, ako predĺžiť životnosť produktu, je použitie modulárneho prístupu, ktorý umožňuje majiteľom vymieňať diely bez toho, aby museli vymieňať celú jednotku. Toto bola druhá stratégia, ktorú spoločnosť AoD zvolila pri prehodnotení hriankovača. Model Pragmatist bol navrhnutý s modulárnymi otvormi na opekanie, ktoré sa dali spojiť, aby sa vytvoril hriankovač akejkoľvek veľkosti, akú si zákazník želá. Modulárny dizajn tiež umožňoval odopnúť chybný otvor na opekanie, aby sa dal vymeniť bez toho, aby to prerušilo majiteľovu schopnosť pokračovať v príprave hrianok. A spoločnosť AoD navrhla tieto moduly tak, aby boli „dostatočne tenké, aby sa zmestili cez poštovú schránku, čím sa proces vrátenia pre spotrebiteľa čo najviac zjednodušil“.

Nadácia Ellen MacArthurovej zdôrazňuje ďalší príklad modulárneho dizajnu, kde je výkon oveľa dôležitejší. Spoločnosť DLL, globálny poskytovateľ finančných riešení založených na aktívach, poznamenala, že sanitky sa predávali v aukciách už po niekoľkých rokoch. Zistila, že práve vysoké náklady na údržbu komponentov podvozku, ako je motor a prevodovka, viedli majiteľov k vráteniu vozidiel.

Najcennejšia časť sanitky, veľký box, v ktorom sa nachádzalo všetko zdravotnícke vybavenie a prevážal sa pacient, bol vo všeobecnosti v dobrom stave. Spoločnosť DLL znížila náklady zákazníkov o 20 % a zdvojnásobila životnosť vozidiel tým, že navrhla modul starostlivosti o pacienta, ktorý sa dal ľahko odstrániť a namontovať na nový podvozok.

Návrh na demontáž

Modulárna konštrukcia umožňuje jednotlivcovi rozobrať ju, ale pre spoločnosť, ktorá sa snaží vyťažiť hodnotu z produktov vo veľkom, je málo užitočná. Pri svojom treťom návrhu hriankovača sa dizajnéri z AoD rozhodli vytvoriť lacný hriankovač, ktorý by sa dal rýchlo a jednoducho rozobrať bez toho, aby sa znehodnotili jednotlivé diely alebo zmiešali ich materiály. Riešením bol hriankovač zostavený pomocou zacvakávacích spojov, ktoré obsahovali malé pelety. Po umiestnení do vákuovej komory („lacný kus kapitálového vybavenia“, hovorí AoD), pelety sa roztiahnu, otvoria všetky spoje a zanechajú rozobratý produkt.

Stratégia AoD je podobná konceptu známemu ako Active Disassembly s použitím inteligentných materiálov (ADSM), ktorého priekopníkom bol Joseph Chiodo zo spoločnosti Active Disassembly Research. Chiodo vytvoril skrutky a iné druhy konektorov pomocou „pamäťových materiálov“, ktoré si držia tvar, kým nedosiahnu spúšťaciu teplotu (buď teplejšiu, alebo chladnejšiu, ako sa bežne vyskytuje).

Keď sa výrobok zahreje alebo ochladí na spúšťaciu teplotu, všetky skrutky stratia závit a výrobok sa rozpadne bez poškodenia jeho súčiastok. Teplota nie je jediným spôsobom spustenia zmeny. Rovnako ako v prípade hriankovača môže fungovať zmena tlaku alebo demontáž môže byť spustená „mikrovlnnou rúrou, infračerveným žiarením, zvukom, počítačovým a robotickým ovládaním, elektrickým prúdom alebo magnetickými poľami“, uvádza sa na webovej stránke Active Disassembly.

Plasty pre obehové hospodárstvo

Plast predstavuje jednu z najväčších výziev pre obehové hospodárstvo. Je všadeprítomný, vyrába sa z ropy a jeho rozklad trvá stovky rokov. Podľa správy Svetového ekonomického fóra z roku 2016 s názvom „Nová plastová ekonomika: Prehodnotenie budúcnosti plastov“ sú plastové obaly obzvlášť znepokojujúce. „Po krátkom cykle prvého použitia sa pre ekonomiku stráca 95 % hodnoty plastového obalového materiálu, čiže 80 až 120 miliárd dolárov ročne. Ohromujúcich 32 % plastových obalov uniká zberným systémom, čo vytvára značné ekonomické náklady.“ V správe sa dokonca uvádza, že „náklady na takéto externality po použití plastových obalov plus náklady spojené s emisiami skleníkových plynov z ich výroby sa konzervatívne odhadujú na 40 miliárd dolárov ročne – čo prevyšuje celkové zisky odvetvia plastových obalov.“

Jedným z dôvodov nízkej miery recyklácie plastov je to, že sa často kombinujú dva alebo viac nekompatibilných typov materiálov, aby sa dosiahli vlastnosti potrebné pre konkrétne obaly. Podľa Jeffa Woostera, globálneho riaditeľa pre udržateľnosť v spoločnosti Dow, sú dobrým príkladom plastové vrecká používané na všetko od mrazených potravín až po kapsuly s pracím prostriedkom.

Tradične sa vyrábajú z polyetyléntereftalátu (PET) laminovaného na polyetylénovú fóliu. Použitie týchto dvoch rôznych plastov dodáva vreckám „pekný lesklý vzhľad a tuhosť, ktorá im umožňuje stáť na polici,“ hovorí Wooster, a „schopnosť pracovať pri vysokých rýchlostiach na baliacich strojoch“. Zároveň znemožňuje recykláciu vrecká.

Aby sa tento problém vyriešil, vedci zo spoločnosti Dow prišli s novou štruktúrou balenia, ktorá spĺňa všetky špecifikácie dizajnu produktu, ale nie je vyrobená z PET, ale z dvoch typov polyetylénu. „Kombináciou rôznych typov polyetylénu, ktoré sú navzájom kompatibilné,“ vysvetľuje Wooster, spoločnosť Dow vytvorila stojace vrecko, ktoré sa dá recyklovať v košoch supermarketov spolu s plastovými nákupnými taškami. Jednou z prvých aplikácií tohto inovatívneho materiálu bolo vrecko na umývačky riadu siedmej generácie. Recyklovaný polyetylén sa primárne používa na nové nákupné tašky, ktoré si zachovávajú veľkú časť pôvodnej hodnoty produktu, a na drevoplastové kompozitné rezivo, ktoré efektívne umožňuje plastu opäť slúžiť najmenej 50 rokov.

Stojacie vrecko nie je ani zďaleka jediným príspevkom spoločnosti Dow k obehovému hospodárstvu. Ďalšou inováciou oznámenou na jeseň roku 2016 je produkt vyrobený z olefínových blokových kopolymérov na báze polypropylénu. V minulosti bolo ťažké recyklovať spotrebný materiál, ktorý obsahoval polypropylén a polyetylén. Inovácia spoločnosti Dow umožňuje kombinovať tieto dve bežne používané živice do množstva produktov – vrátane pevných nádob a sudov, nádob pre domácnosť, priemyselných nádrží, kajakov a flexibilných obalov – ktoré podľa spoločnosti „ponúkajú príležitosti na upcykláciu pre recyklačných spoločností a majiteľov značiek“.

Produkty, ktoré sa samy sledujú

Prekvapivo jednoduchá myšlienka je hnacou silou ešte väčšieho množstva inovácií, ktoré podporujú obehové hospodárstvo: sledovanie toho, čo vlastníte. Digitálne technológie vrátane „internetu vecí“ umožňujú spoločnostiam navrhovať „inteligentné aktíva“, ktoré dokážu hlásiť svoju polohu, dostupnosť a stav. Schopnosť smerovať, zhromažďovať a spracovávať tieto informácie ako „veľké dáta“ umožňuje spoločnostiam maximalizovať hodnotu týchto aktív v priebehu času.

Napríklad spoločnosť Caterpillar používa palubné senzory, ktoré monitorujú jej zariadenia v teréne, v kombinácii s prediktívnou diagnostikou na predĺženie životnosti svojich produktov. Táto technológia umožňuje spoločnosti prejsť od opravy po poruche k oprave pred poruchou a zlepšiť údržbu na základe toho, ako sa stroj používa – čo všetko šetrí zákazníkom prestoje a náklady.

Spoločnosť IBM použila podobnú technológiu na vývoj komplexného analytického nástroja s názvom Reuse Selection Tool, ktorý má pomôcť produktovým manažérom vybrať si ďalšie optimálne využitie produktu. Nástroj, ktorý je teraz v prototype, prijíma širokú škálu podrobných údajov – vrátane informácií o modularite zariadenia a potenciáli jeho opätovného použitia, predpisoch, trhovej cene, nákladoch na repasovanie a ponuke a dopyte – čo umožňuje produktovému manažérovi rozhodnúť sa na základe jednotlivých kusov, či zariadenie repasovať, recyklovať alebo zošrotovať. Skúma tiež možnosť využitia kognitívnych výpočtov, ktorých priekopníkom je systém Watson, na pomoc s interpretáciou údajov.

Nová platforma na zdieľanie medzi podnikmi s názvom FLOOW2 zvolila jednoduchší prístup. Namiesto spoliehania sa na inteligentné aktíva, ktoré sa samy sledujú, vytvorila trhovisko podobné Craigslistu, kde môžu spoločnosti inzerovať vybavenie, zariadenia a sprístupniť ich na prenájom, a nie na kúpu. Takáto kolaboratívna spotreba už poháňa ekonomiku zdieľania na úrovni spotrebiteľov. Inováciou FLOOW2 je rozšírenie tejto myšlienky do podnikateľského sveta.

Navrhovanie produktov, ktoré využívajú CO²

Jedným z hlavných cieľov obehového hospodárstva je zabrániť nárastu priemernej globálnej teploty o 2 °C nad predindustriálnu úroveň. Podľa Medzinárodnej energetickej agentúry si dosiahnutie tohto cieľa bude vyžadovať investície do obnoviteľných zdrojov energie a energetickej efektívnosti vo výške 1 bilióna dolárov ročne počas nasledujúcich 34 rokov, čo predstavuje trojnásobný nárast oproti súčasnej úrovni investícií. „To sa nedeje,“ hovorí Bernard David, vedúci pracovník IGEL a predseda CO² Sciences, Inc. Aj napriek všetkým aktivitám na obzore bude množstvo oxidu uhličitého zostávajúceho v atmosfére znamenať neprijateľný nárast globálneho otepľovania.

Jedným z možných riešení tohto problému je zachytávanie a sekvestrácia uhlíka (CCS), ktorá ukladá skleníkový plyn do podzemia. Táto stratégia však zatiaľ nie je technicky uskutočniteľná. „Väčšina súčasných techník CCS je neekonomická, pretože spotrebúva príliš veľa energie na sekvestráciu uhlíka, takže ich zavedenie vo veľkom rozsahu ešte nebolo úspešné,“ uvádza sa v nedávnom článku GreenBiz s názvom „Sedem spoločností, ktoré treba sledovať v oblasti zachytávania a ukladania uhlíka“.

Globálna iniciatíva CO², ktorú tiež vytvoril Bernard David, volí iný prístup. Namiesto jednoduchého zakopávania plynu ako deštruktívneho odpadového produktu sa iniciatíva zameriava na transformáciu globálnej ekonomiky prostredníctvom nových vynálezov a investícií s cieľom využiť až 10 % globálneho CO² na výrobu užitočných a ziskových produktov vo veľkom meradle. Hodnotenie trhu spoločnosťou McKinsey & Co. identifikovalo 25 potenciálnych produktov, ktoré predstavujú trh, ktorý by do roku 2030 mohol dosiahnuť 1 bilión dolárov. Každý z týchto produktov je na inej úrovni pripravenosti, ktorú iniciatíva hodnotí na deväťbodovej stupnici. „Aby ste mali zmysluplný vplyv,“ hovorí David, „musíte všetky tieto veci dostať na úroveň 9.“

Cement je najnižšie visíacim ovocím. Jeden proces, ktorý sa už používa, sľubuje zníženie emisií CO² v tomto odvetví o 70 %, a to jednak zachytávaním plynu v cemente, jednak dramatickým znížením emisií počas vytvrdzovania. Keďže výroba cementu predstavuje 7 % emisií CO², David hovorí: „S týmto jedným odvetvím môžeme potenciálne znížiť emisie CO² o 5 % ročne.“

Iniciatíva, ktorá bola spustená v januári 2016, pracuje na vybudovaní „celého ekosystému na výrobu produktov na báze CO² vo veľkom meradle,“ vysvetľuje David. Je to monumentálna úloha, ale v októbri 2017, necelý rok po jej začiatku, iniciatíva zverejnila návrh „Plánu globálneho komercializačného potenciálu technológií zachytávania a využívania uhlíka do roku 2030“. Úplný plán bol zverejnený v novembri 2016 v Marrákeši v Maroku na konferencii zmluvných strán, ktorá sa konala s cieľom presadiť Parížsku dohodu o zmene klímy.

Ako naznačuje plán iniciatívy, cesta vpred je dláždená možnosťami. Nepochybne sa objavia výmole a obchádzky, keďže spoločnosti prehodnocujú dizajn produktov s ohľadom na obehovosť. Vďaka vyššie uvedeným dizajnovým stratégiám a ďalším, ktoré ešte nie sú predstavené, sa však cesta k obehovému hospodárstvu úspešne rozbehla.