Спираль устойчивого развития
Спираль устойчивости — это концепция, призванная помочь обрабатывающей промышленности перейти к более устойчивым практикам путем сопоставления ее моделей использования и повторного использования сырья с моделями природы. Экологические выгоды от использования экологически чистых материалов сельскохозяйственного происхождения считаются самоочевидными, но, как показывают дебаты о продуктах питания и топливе , весь жизненный цикл продукта должен рассматриваться в свете социальных и экологических последствий в дополнение к технической пригодности. и рентабельность.
Спираль устойчивого развития [1] [2] [3] Это концепция, созданная как отражение целостного системного подхода, позволяющего получить все преимущества от производства с использованием экологически чистых материалов , особенно биополимеров и биокомпозитов . В 2004 году концепция была представлена профессором Джоном Вудом, тогдашним председателем группы по прогнозированию материалов, на мероприятии DTI , организованном тогдашним государственным секретарем промышленности ( Жаки Смит ). [4] В том же году он также использовался на исследовательском семинаре Европейского научного фонда по экологически чистым композитам. [5]
Преимущества работы с сырьем сельскохозяйственного происхождения легко заметить, если принять во внимание социальные и экологические последствия, а также денежные затраты ( тройной практический результат ), и спираль устойчивости помогает продемонстрировать это. Для полной реализации потенциала биополимеров важно, чтобы внимание уделялось каждому аспекту производственного процесса, начиная с проектирования (как справиться с неопределенностями в свойствах, связанных с материалами растительного происхождения?), производства (можно ли использовать существующие технологии? ), вплоть до окончания срока службы (можно ли избыточное изделие вернуть в цикл материалов?). Необходимо учитывать всю цепочку поставок, поскольку решения, принятые на этапе проектирования, оказывают существенное влияние на протяжении всего срока службы изделия. Недорогие методы сборки (например, защелкивания) могут сделать демонтаж или ремонт неэкономичными. Однако, если, скажем, будет построен легко разбираемый автомобиль, окажет ли это какое-либо влияние на способность транспортного средства поглощать энергию при аварии? На еще более фундаментальном уровне, каковы будут социальные и экологические изменения в моделях выращивания сельскохозяйственных культур? Такой подход к производству с низким воздействием на окружающую среду рассматривается как продолжение методы сокращения отходов , такие как бережливое производство .
Обычные циклы использования и повторного использования являются циклическими. Рассмотрим механическое восстановление обычных полимеров . сложная инфраструктура Для восстановления материала в конце срока службы изделия необходима . В конце срока службы изделия (например, ПЭТ- бутылки для газированных напитков) изделие должно быть отделено от потока отходов либо потребителем, который его выбрасывает, либо ручным трудом на свалке. Затем его необходимо транспортировать на какое-то предприятие для переработки (с использованием большего количества труда и энергии) обратно в сырье. Тепловые и сдвиговые силы, связанные с процессом восстановления, имеют тенденцию производить материал со слегка ухудшенными свойствами по сравнению с исходным материалом.
Для изделий из экологически чистых материалов не существует такой большой потребности в специальной инфраструктуре восстановления. Если мусорщик бросит биоразлагаемый на землю предмет сельскохозяйственного происхождения, он в конечном итоге разложится до перегноя , воды и неископаемого CO 2 . Если изделие поместить в поток компостируемых отходов, перегной можно будет использовать в качестве удобрения для следующего поколения сельскохозяйственных культур; также нет необходимости сортировать изделия из биополимеров, как это происходит при переработке ископаемого полимера. Обратите внимание на разницу между свалкой и компостом : ограниченная биологическая активность на свалке медленная и в основном анаэробная , что приводит к образованию метана , тогда как компостирование представляет собой быстрый аэробный процесс, приводящий к образованию перегноя, воды и неископаемого CO 2 . Затраты на электроэнергию для расщепления биоразлагаемых материалов на фундаментальные молекулы строительных блоков и их последующую сборку в пригодное для использования сырье велики, но при этом используется прямая солнечная энергия, а не дозированное электричество. Также не происходит потери свойств при последовательных поездках по циклу.
См. также
[ редактировать ]- Иерархия отходов
- Промышленная экология
- Моттенай
- Биополимеры
- Биопластики
- Непродовольственная культура
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Путь природы - устойчивые полимеры и композиты» К. Кирван, Н. Такер, М.Р. Джонсон, Materials World, Vol. 11, № 10, октябрь 2003 г.
- ^ Кирван, К., «Дело жизни», Engineering, Vol. 246, №3, стр. 30-31, май 2005 г.
- ^ Такер Н., Кирван К., Джейкобс Д., Джонсон М., «Решение проблемы горы полимерных отходов - спираль устойчивого развития и цветущий сотовый телефон», Третий международный семинар по зеленым композитам, 16–17 марта. , 2005, Син-Дайгаку Кайкан из кампуса Имадегава, Университет Досися, Киото, Япония.
- ^ «Возможности в садоводстве: предложение об академических должностях в WMG», отчет WMG, Дэвид Маллинз, 26 апреля 2004 г.
- ^ «Семинар по экологически чистым европейским композитам», К. Кирван, Н. Такер, М. Джонсон, К. Холстед, Д. Джейкобс, Отчет, Европейский научный фонд, апрель 2004 г.
