Падение стоимости солнечной энергии привело к буму в последние годы, когда все больше и больше фотоэлектрических панелей появляется на крышах и солнечных фермах на заднем дворе по всему миру.
Но что происходит со всеми этими солнечными панелями через пару десятилетий, когда они достигают конца своего срока службы? А как насчет электронных устройств с еще более коротким сроком службы?
Эти вопросы лежат в основе нового исследования, опубликованного группой Технологического института Джорджии, в ходе которого исследователи изучили влияние государственной политики, направленной на сокращение количества электронных отходов, заполняющих свалки.
«В кругах устойчивого развития существует большое беспокойство по поводу того, что производители производят вещи с все более и более коротким сроком службы, а продукты, возможно, даже намеренно устаревают, чтобы побудить к покупкам взамен», - сказал Берил Токтай, профессор в Колледж бизнеса Шеллера Технологического института Джорджии.
Исследование, которое было опубликовано 4 апреля в журнале Management Science, было сосредоточено на государственной политике, используемой для поощрения производителей электроники к тому, чтобы больше думать о том, что происходит в конце жизненного цикла продукта. Эти программы, которые называются законами о расширенной ответственности производителя (EPR) и уже используются в некоторых штатах, преследуют две общие цели: заставить производителей проектировать свою продукцию так, чтобы ее было легче утилизировать, или повысить ее долговечность для увеличения срока службы устройства.
Однако исследователи сообщили, что эти цели часто расходятся.
«Мы обнаружили, что иногда, когда вы проектируете возможность вторичной переработки, вы отказываетесь от долговечности, а когда целью является долговечность, приносится в жертву возможность вторичной переработки», - сказал Токтай.
Теоретически, продукт, который легко перерабатывается и более долговечен, будет вершиной экологически ответственного дизайна продукта. Исследователи указали на автомобили с более толстыми металлическими рамами, которые служат дольше, а также содержат больше материалов, пригодных для вторичной переработки. В таком сценарии политики EPR, подчеркивающие долговечность и возможность вторичной переработки, работают рука об руку.
«Иногда простой выбор, который делают дизайнеры продукта, например, использование клея или крепежа для сборки устройства, действительно влияет на возможность вторичной переработки в конце срока службы», - сказала Натали Хуанг, бывшая аспирантка Технологического института Джорджии, а ныне доцент Миннесотского университета.
Чаще всего такой синергии нет. В случае с фотогальваническими панелями исследователи подчеркнули, что тонкопленочные панели гораздо выгоднее перерабатывать с точки зрения затрат, чем другие панели, поскольку они содержат драгоценные металлы. Между тем, панели из кристаллического кремния, которые не так рентабельны для переработки, имеют гораздо более длительный срок службы, поскольку их компоненты разлагаются гораздо медленнее.
«Такого рода компромиссы распространены, поэтому с точки зрения разработки политики не существует универсального подхода, который будет работать», - сказал Аталай Атасу, профессор Колледжа Шеллера. бизнеса. «Вы действительно должны различать разные категории продуктов, чтобы учитывать возможность вторичной переработки и последствия долговечности и убедиться, что ваша политика не противоречит цели».
Исследователи заявили, что в некоторых случаях политика РОП может фактически привести к увеличению образования отходов, если разработчики продуктов сделают продукты более пригодными для вторичной переработки, но менее долговечными, или привести к увеличению выбросов парниковых газов, если продукты будут более долговечными, но менее пригодными для повторного использования.
Чтобы помочь определить, как государственная политика может повлиять на отдельные продукты, исследователи построили математическую модель, которая поможет предсказать влияние этих политик на продукты на основе их материалов и характеристик конструкции. Среди факторов, которые учитывает модель, - базовая себестоимость продукта, степень сложности повышения пригодности к переработке и долговечности, степень взаимодействия между возможностью вторичной переработки и долговечностью в конструкции продукта, а также свойства продукта при переработке.
«В конечном итоге нам нужно найти способ анализа сценариев, чтобы определить, какая политика будет наилучшей для различных категорий продуктов», - сказал Токтай. «Через пятнадцать-двадцать лет с крыш будет сходить много панелей. Разрабатываются ли они с учетом конца срока службы и с учетом того, как лучше всего уменьшить воздействие производства этих панелей?»