1
Q
Beskriv hur hållbar produktutveckling kan definieras.
A
Hållbar produktutveckling innebär att utveckla produkter som uppfyller dagens behov utan att äventyra framtida generationers möjligheter. Det innebär att integrera miljömässiga, sociala och ekonomiska aspekter i hela produktens livscykel (material, tillverkning, användning och slutskede).
2
Q
Redogör för varför, när och vem som genomför hållbar produktutveckling.
A
Varför: minska miljöpåverkan, uppfylla lagkrav, möta kundkrav och skapa konkurrensfördelar.
När: främst tidigt i produktutvecklingsprocessen där designbeslut påverkar mest.
Vem: företag, ingenjörer, designers, forskare och beslutsfattare.
3
Q
Beskriv hur industrin har hanterat miljö- och hållbarhetsfrågor över tid.
A
Utvecklingen har gått från:
- End-of-pipe lösningar (hantera utsläpp efter produktion)
- Renare produktion (effektivare processer)
- Livscykelperspektiv
- Strategisk hållbar produktutveckling där hållbarhet integreras i design.
4
Q
Förklara motiven för industrin att arbeta mer proaktivt och systematiskt med hållbarhet.
A
lagstiftning och regler
kundkrav
konkurrensfördelar
riskminimering
kostnadsbesparingar
varumärkesvärde
långsiktig affärsutveckling
5
Q
Redogör i grova drag för livets utveckling på jorden.
A
- livet uppstod för ca 3,5–4 miljarder år sedan
- utveckling från enkla mikroorganismer
- fotosyntes skapade syre i atmosfären
- evolution ledde till komplexa organismer
- människans aktiviteter påverkar nu jordens system.
6
Q
Förstå och använda ekvationen I = P × A × T
A
I = miljöpåverkan (Impact)
P = befolkning (Population)
A = konsumtion per person (Affluence)
T = teknikens miljöpåverkan (Technology)
Formeln visar att miljöpåverkan beror på antal människor, konsumtion och teknikens effektivitet.
7
Q
Känna till de planetära gränserna och deras orsaker, risker och status.
A
Planetära gränser är gränser för hur mycket människan kan påverka jordens system utan att riskera instabilitet.
Exempel:
klimatförändringar
biologisk mångfald
kväve- och fosforcykler
landanvändning
färskvattenanvändning
kemiska föroreningar
havsförsurning
ozonlager
aerosoler
Vissa gränser är redan överskridna.
8
Q
Beskriv ekosystemtjänster.
A
Ekosystemtjänster är naturens funktioner som gynnar människor.
Fyra kategorier:
1. Försörjande – mat, vatten, råmaterial
2. Reglerande – klimatreglering, pollinering
3. Kulturella – rekreation, estetiska värden
4. Stödjande – näringscykler, fotosyntes
9
Q
Identifiera hållbarhetsaspekter vid kravsättning.
A
Exempel:
materialval
energi- och resursanvändning
utsläpp och avfall
sociala aspekter
livslängd
återvinning och cirkularitet.
10
Q
Illustrera en produkts livscykel.
A
- råmaterialutvinning
- materialproduktion
- tillverkning
- transport
- användning
- återanvändning / återvinning / avfall
11
Q
Beskriv system-value mapping.
A
- värdeflöden
- resursanvändning
- aktörer i systemet
- hållbarhetspåverkan i hela värdekedjan
12
Q
Beskriv socio-ekologiska hållbarhetsprinciper.
A
Ett samhälle är hållbart när naturen inte systematiskt utsätts för:
- ökande koncentrationer av ämnen från berggrunden
- ökande koncentrationer av syntetiska ämnen
- fysisk nedbrytning av naturen
samt att människor inte hindras från att uppfylla sina behov.
13
Q
Skillnaden mellan backcasting och forecasting
A
Forecasting
→ utgår från nutid och projicerar framtiden
Backcasting
→ börjar med en önskad framtid och planerar bakåt hur man når dit.
14
Q
Förklara grundläggande begrepp inom LCA.
A
-livscykel
-systemgränser
-funktionell enhet
-inventeringsanalys (LCI)
-miljöpåverkansbedömning (LCIA).
LCA analyserar miljöpåverkan från råmaterial till slutskede.
15
Q
Vad kan uppnås med en LCA och när används den?
A
-identifiera miljöhotspots
-jämföra designalternativ
-stödja beslutsfattande
-minska miljöpåverkan
-undvika greenwashing
16
Q
Steg i en LCA.
A
- mål och omfattning
- definiera systemgränser
- funktionell enhet
- inventeringsanalys
- miljöpåverkansbedömning
- tolkning och kommunikation
17
Q
Ge exempel på sustainable design-strategier.
A
- dematerialisering (mindre material)
- substituera material
- design för hållbart beteende
- biomimicry (inspiration från naturen)
18
Q
Förklara 9R-ramverket.
A
Refuse
Rethink
Reduce
Reuse
Repair
Refurbish
Remanufacture
Repurpose
Recycle
Strategier för cirkulära produkter och resurseffektivitet.
19
Q
Vad är cirkulär ekonomi?
A
Ett ekonomiskt system där resurser hålls i användning så länge som möjligt genom återanvändning, reparation, återtillverkning och återvinning.
20
Q
Hinder för återvinning av metaller.
A
- legeringar och materialblandning
- föroreningar
- svår demontering
- energikrävande processer
21
Q
Hur man kan behålla metallers funktionella värde.
A
- återanvändning
- remanufacturing
- design för demontering
- materialseparation
22
Q
Metaller/processer med höga CO₂-utsläpp.
A
- stålproduktion (masugn)
- aluminiumproduktion (elektrolys)
- gruvdrift
- energikrävande smältprocesser
23
Q
Vilka råmaterial används till plast?
A
Plast tillverkas främst från fossila råvaror som olja och naturgas, och majoriteten av plastproduktionen är fortfarande fossilbaserad.
24
Q
Miljöproblem med plast.
A
- plast i hav och natur
- mikroplaster
- fossil råvara
- svår nedbrytning
- avfallshantering
25
Fördelar med plast i produkter.
- låg vikt
- låg kostnad
- formbarhet
- korrosionsbeständighet
- energibesparing i transport
25
Varför används inte bioplast mer?
- högre kostnad
- begränsad råvarutillgång
- konkurrens med matproduktion
- återvinningsproblem
26
Vad är en trade-off?
När en förbättring inom ett område leder till en försämring inom ett annat, t.ex. lägre vikt men högre materialkostnad.
27
Behovet av cirkularitet inom flygindustrin.
- minska materialanvändning
- öka återvinning
- effektivare produktion
- minska klimatpåverkan
28
Bränslelösningar inom flygindustrin.
- batteriflyg
- vätgas (fuel cell)
- vätgasförbränning
- sustainable aviation fuel (SAF)
Alla har olika fördelar och begränsningar.
29
Vid hållbar produktutveckling nämns gärna livscykelanalys (LCA), industriell ekologi och cir-
kulär ekonomi som användbara verktyg eller ramverk.
Förklara varför LCA kan vara ett bra stöd i arbetet med att producera produkter med
mindre negativ miljöpåverkan.
Genom att se hela livscykeln från vaggan till graven missar man troligen inte 1) bety-
dande miljöpåverkan, 2) möjligheten att lokalisera hotspots och sätta in åtgärder där, 3)
möjligheten att jämföra olika produkter
30
Vid hållbar produktutveckling nämns gärna livscykelanalys (LCA), industriell ekologi och cir-
kulär ekonomi som användbara verktyg eller ramverk.
Både industriell ekologi och cirkulär ekonomi lånar principer från naturliga ekosystem
i syfte att göra produktionssystem mer ”miljösmarta”. Peka på tre sådana principer
som återfinns i ena eller båda begreppen.
Slutna kretslopp, fossilfri energi, återvinning och återanvändning av restprodukter
(”mitt avfall din resurs”), inräkning av externaliteter (kanske ingen ekologisk princip
men så det funkar i naturen i alla fall)… (bild 41-46 i föreläsning 10)
31
Planetära gränser är ett begrepp som förts fram av forskare varmed avses aktuell status i förhål-
lande till uppskattade gränser för globala ekologiska system. Vilka är de planetära gränser som
anses ha passerats enligt senaste rapporten publicerad 2022?
Enligt senaste rapporten anses har gränserna för globala flödena av växtnäringsämnena fosfor
och kväve passerats (2 p, om övergödning endast 1 p), också hastigheten i artutrotningen (1 p)
och kemikalieanvändning (chemicals and novel entities) (1 p). Gränserna för global uppvärm-
ning och för markanvändning har också passerats, men i relativt liten omfattning (1 p). (Totalt
5 p)
32
Hur kan livscykeln hos en metallprodukt optimeras med avseende på förbättrad ekologisk håll-
barhet?
För att optimera livscykeln för en metallprodukt kan olika strategier användas, huvudsakligen
att använda mindre material, designa produkter för återanvändning eller återvinning och
minska energin som krävs för tillverkning samt förbättra hållbarheten allmänt i produktions-
processen, dessutom ansvarsfullt val av råmaterial, ökad användning av förnybara energikällor
och förlängning av livslängden för befintliga metallprodukter genom underhåll och
reparationer. (10 delar ger max 5 p)
33
Vad menas med en bioplast?
En bioplast är ett polymert material som i någon mån är Biobaserat, Bionedbrytbart eller båda,
dock saknas i dagsläget en entydig internationell standard.
Det kan också betyda att plasten är Biokompatibel som medicinskt implantat.
34
Vad är syftet med Green Engineering? Beskriv kortfattat syftet i tre delar!
Det övergripande syftet med Green Engineering är att
reducera miljöbelastning,
förbättra resursanvändning och minimera miljöpåverkande avfall och emission, avseende allt från molekyler, komponenter, produkter och sammansatta system.
35
Vilka förslag till minskad miljöpåverkan kan fås med hjälp av Ekostrategihjulet?
De principiella förbättringsförslagen är reducerad energiförbrukning, renare energikällor,
minska mängden förbrukningsmaterial och annan reduktion av miljöbelastning under använd-
ning (exempelvis med instruktioner). Ytterligare principiella förslag kan vara aktuella.
36
Beskriv hur en förenklad LCA enligt Eco-Indicator 99 genomförs och vilka resultat som kan
fås!
Eco-Indikator 99 görs genom att först definiera relativt enkla frågor med relativt snäva system-
gränser, ett enkelt processträd och en enkel funktionell enhet. (2 p)
Sedan sammanställs en kombinerad Inventering och Miljöpåverkansbedömning genom att flö-
den av resurser i processträdet omräknas med generella data (generella tabellvärden). Miljöbe-
lastningar summeras till en enhet, vanligen till energi- eller CO2-ekvivalens eller annan en vik-
tad sammanställning av miljöeffekter. (1 p)
Slutligen tolkas resultatet på ett enkelt sätt, normalt diskussionsmässig (1 p)
Resultatet som fås är en uppskattning eller ungefärliga data (signifikansen normalt 20 %) av-
sett för ingenjörsmässig användning, exempelvis vid produktutveckling. (1 p)
37
Metoden för genomförande av en fullständig LCA innehåller ett flertal föreskrivna val, där alla
val kan ha betydande inverkan på resultatet. Vilka är dessa föreskrivna val?
Det första betydelsefulla valet avser målsättningen tillsammans med den övergripande avsikten
med målsättningen (målsättningen och varför). (1 p)
Valet av beaktade miljöeffektkategorier skall också klarläggas, exempelvis global uppvärm-
ning, förtunning av ozonlager, försurning, övergödning, och förgiftning. (1 p)
Till inventering skall systemgränser och funktionell enhet klarläggas, också vilken typ av data
som skall användas (specifika eller generella). (2 p)
Slutligen väljs hur tolkningen av miljöeffekterna skall inverka på målsättningen (1 p)
38
På senare tid har begreppet Cirkulär Ekonomi använts flitigt, men dessvärre har fram till våren
2023 saknats en allmänt överenskommen definition av begreppet. Beskriv syftet med Cirkulär
ekonomi och diskutera dess centrala delar!
Enligt kursmaterialet är CE av ett ramverk som syftar till en samlad ansats till förlängd an-
vändning av resurser och därmed ett gott samhälle med långsiktigt ekonomiskt välstånd baserat
på god ekologisk miljö (en ekologiskt hållbar samhällsutveckling). (2 p)
Centrala principer i CE kan anses vara:
* Resurseffektivitet (exempelvis 4R Reduce, Reuse, Recycle and Recover), kretslopps-
samhälle och avfallshierarki. (2 p)
* Material och råvaror skall också återföras till biosfären via en avsedd åtgärd (decisive
measure). (2 p)
* Systemperspektivet är viktigt, med bland annat holistiska perspektiv på samverkan
mellan mikro-, meso- och makronivå. (2 p)
* Aktörsperspektivet är också viktigt, för involvering av relevanta företag, organisation-
er och konsumenter, därmed skapa dynamik. (2 p)
39
Vilka är huvudsakliga delar i en fullständig LCA?
- Definition av mål och omfattning
- Inventeringsanalys
- Miljöpåverkansbedömning
- Tolkning
40
Definition av mål och omfattning är en huvudsaklig del i LCA. Beskriv vad denna del innebär.
Beskrivning av Produktens (eller tjänsten) som skall studeras, Ändamål och motivering till
studien, Mottagaren av studien (kontext). (1,5 p)
Dessutom redovisas val av Systemgränser (omfattningen), Funktionell enhet, Typer av miljö-
påverkan som beaktas (miljöpåverkanskategorier), Detaljnivån (generella eller specifika data)
och Avsedd noggrannhet (signifikans)) (2,5 p)
41
Inventeringsanalys är en huvudsaklig del i LCA. Beskriv vad denna del innebär.
Upprättande av flödesmodell (eller processträd, kan ingå i första delen), Datainsamling och beräkning av resursanvändning och emissioner.
42
Miljöpåverkansbedömning är en huvudsaklig del i LCA. Beskriv vad denna del innebär.
Klassificering eller sortering av resultat från inventeringen efter typ av miljöpåverkan, sedan
Karaktärisering (beräkning) av relativa bidrag från resursanvändning eller emissioner till varje
typ av miljöpåverkan.
43
Tolkning är en huvudsaklig del i LCA. Beskriv vad denna del innebär.
Här skall resultaten från inventeringen och miljöpåverkansbedömningen tolkas i förhållande
till studiens målsättning. (0,5 p)
Normalt ingår att avgöra vilka de dominerande miljöeffekterna är, vad som kan förbättras och
en jämförelse mellan olika miljöeffektkategorier samt eventuell holistiska effekter. (2 p)
Dessutom väntas en kritisk diskussion ingå om använda metoder och data samt resultatens sig-
nifikans.
44
Vad används en funktionell enhet till?
Den funktionella enheten används till att göra studerade produkter jämförbara.
45
Vilka steg förutsätts normalt vid återvinning av termoplaster? Beskriv förloppet från
uttjänt produkt till ett material färdigt för ny användning!
Den allmänna återvinningsprocessen för uttjänta termoplastprodukter är
- Källsortering, insamling och grovsortering (exempelvis storskalig maskinell sorte-
ring) (1,5 p)
- Fraktionering, finsortering, tvättning och torkning (2 p)
- Justering av kvalitet med nya tillsatser (stabilisering och blandbarhet), förnyad
smältbearbetning och granulering till pellets (granulat) (1,5 p)
46
Vilka föroreningar begränsar användningen av återvunnen aluminium? Ange två typer
av föroreningar och vilken användning dessa begränsar!
Järn och kisel är föroreningar som försämrar eller begränsar användningen av återvun-
nen aluminium till smidda produkter.
46
Vad är Ekostrategihjulet och hur används det?
Ekostrategihjulet är en metod för milöanpassning av koncept (produkter eller tjänster) baserat
på en uppsättning 8 fokusområden (tårtbitar).
Ekostrategihjulets fokusområden övervägs successiv (varv genomlöps) varvid det ursprungliga
konceptet förbättras avseende på respektive fokusområde, tills inga nämnvärda förbättringar
nås vilket alltså kan vara flera varv.
47
Inom både industriell ekologi och cirkulär ekonomi strävar man efter att komma bort från fossila resurser.
Vad är huvudmotivet till detta? Argumentera utifrån de så kallade planetära gränserna!
Att begränsa utsläppen av koldioxid och resulterande klimatförändringar.
48
Inom både industriell ekologi och cirkulär ekonomi strävar man efter att komma bort från fossila resurser.
Hur kan de fossila resurserna ersättas?
Biomassa
49
Inom både industriell ekologi och cirkulär ekonomi strävar man efter att komma bort från fossila resurser.
Vilka konflikter med andra miljöhänsyn kan denna övergång från fossila resurser leda till? Redogör för tre sådana potentiella konflikter.
Biodiversitet (med i föreläsningen med svenska skogen som exempel), vattenanvändning (vatten till matproduktion eller biomassa), markanvändning (mark till matproduktion eller biomassa), näringsämnenas kretslopp (ökad odling och ökad effektivisering av odling kräver med tillförsel av näringsämnen) och även kemikalier (eftersom
det används en hel del pesticider i odling) (se slides om dessa planetära gränser); lite mer av egen slutledningsförmåga på de här senare än på biodiversiteten.
50
För att förutse möjlig kommande teknikutveckling och dess konsekvenser på ekologisk utveckling kan två typer av LCA användas. Vilka är de två typerna av LCA och vad karaktäriserar dessa två typer?
Attributional LCA (1 p)
Konsekvenser av nya tekniker på framtida miljöeffekter (1 p)
Vilken miljö och resurspåverkan kan hänföras till en viss produkt, process eller teknik, dvs vad
krävs för att tillverka och använda den. (1 p)
Consequential LCA (1 p)
Vilken miljö- och resurspåverkan får en handling (investering, införandet av ett politiskt styrmedel etc).
51
Industrin har historiskt haft olika förhållningssätt till hållbarhet vilket påverkats av yttre faktorer som ökad medvetenhet i samhället, skärpta lagkrav och styrmedel, tuffare kundkrav
mm. Förklara vad som menas med följande förhållningssätt och därmed hur de skiljer sig åt:
Passivt förhållningssätt
Företaget gör inget aktivt för att hantera miljö- eller hållbarhetsproblem. Man ignorerar frågan tills man blir tvingad att agera.
52
Industrin har historiskt haft olika förhållningssätt till hållbarhet vilket påverkats av yttre faktorer som ökad medvetenhet i samhället, skärpta lagkrav och styrmedel, tuffare kundkrav
mm. Förklara vad som menas med följande förhållningssätt och därmed hur de skiljer sig åt:
Reaktivt förhållningssätt
Företaget agerar först när problem uppstår, t.ex. efter nya lagkrav, kritik från media eller miljöskandaler.
53
Industrin har historiskt haft olika förhållningssätt till hållbarhet vilket påverkats av yttre faktorer som ökad medvetenhet i samhället, skärpta lagkrav och styrmedel, tuffare kundkrav
mm. Förklara vad som menas med följande förhållningssätt och därmed hur de skiljer sig åt:
Förebyggande förhållningssätt
Företaget försöker minska miljöpåverkan genom effektivare processer och tekniska förbättringar innan problem uppstår.
54
Industrin har historiskt haft olika förhållningssätt till hållbarhet vilket påverkats av yttre faktorer som ökad medvetenhet i samhället, skärpta lagkrav och styrmedel, tuffare kundkrav
mm. Förklara vad som menas med följande förhållningssätt och därmed hur de skiljer sig åt:
Proaktivt förhållningssätt
Företaget arbetar strategiskt med hållbarhet för att skapa innovation, konkurrensfördelar och nya affärsmöjligheter.
55
Industrin har historiskt haft olika förhållningssätt till hållbarhet vilket påverkats av yttre faktorer som ökad medvetenhet i samhället, skärpta lagkrav och styrmedel, tuffare kundkrav
mm. Förklara vad som menas med följande förhållningssätt och därmed hur de skiljer sig åt:
Systematiskt förhållningssätt
Hållbarhet integreras i hela organisationen och i hela produktens livscykel genom strukturerade metoder och verktyg (t.ex. LCA och ecodesign)
56
Varför ska man beakta hållbarhetsaspekterna tidigt i produktinnovationsprocessen, ange minst
2 anledningar?
1. De flesta miljöeffekter bestäms i designfasen (materialval, funktion, livslängd).
2. Ändringar blir mycket dyrare senare i utvecklingsprocessen.
3. Det ger möjlighet att optimera hela livscykeln istället för att bara lösa problem i efterhand.
57
Ekosystemtjänster har blivit väldigt i ropet senaste åren. Vilken stor undersökning av
avgörande betydelse bidrog till detta genomslag?
Den studie som gav stort genomslag för begreppet ekosystemtjänster var:
Millennium Ecosystem Assessment (2005)
58
Vilka är de fyra olika kategorierna av ekosystemtjänster?
1. Försörjande ekosystemtjänster
2. Reglerande ekosystemtjänster
3. Kulturella ekosystemtjänster
4. Stödjande ekosystemtjänster
59
Vilka är de fyra olika kategorierna av ekosystemtjänster? Nämn ett exempel i vardera kategori.
1. Försörjande - matproduktion
2. Reglerande - klimatreglering
3. Kulturella - rekreation i natur
4. Stödjande - näringscykler
60
Intressentmappning är en metod som är användbar om man ska påbörja ett nytt projekt för att utveckla en produkt. Beskriv syftet och förväntade resultatet (output).
Syfte:
Identifiera alla aktörer som påverkar eller påverkas av produkten.
Output:
En karta över intressenter och deras behov.
61
SPD Workshop metod är en metod som är användbar om man ska påbörja ett nytt projekt för att utveckla en produkt. Beskriv syftet och förväntade resultatet (output).
Syfte:
Identifiera hållbarhetsutmaningar och möjliga lösningar i tidig produktutveckling.
Output:
Visioner, nulägesanalys och idéer till hållbara lösningar.
62
LiDS wheel är en metod som är användbar om man ska påbörja ett nytt projekt för att utveckla en produkt. Beskriv syftet och förväntade resultatet (output).
Syfte:
Analysera miljöpåverkan i olika delar av produktens livscykel och identifiera förbättringar.
Output:
En grafisk analys som visar vilka designstrategier som bör förbättras.
63
Livscykelanalys (LCA) är en metod som är användbar om man ska påbörja ett nytt projekt för att utveckla en produkt. Beskriv syftet och förväntade resultatet (output).
Syfte:
Analysera produktens miljöpåverkan under hela livscykeln.
Output:
Kvantitativ analys av miljöpåverkan och identifiering av “hotspots”.
64
Antag att du ska påbörja ett nytt projekt för att utveckla en spännande produkt i ditt företag. Du
tycker följande metoder är användbara:
* Livscykelanalys (ej förenklad); SPD workshop metod; Intressentmappning; LiDSwheel
Motivera i vilken tidsordning du bör använda dem i projektet.
1️⃣ Intressentmappning
2️⃣ SPD workshop
3️⃣ LiDS wheel
4️⃣ LCA
Motivering:
Man börjar med systemförståelse och idéer, sedan analyserar man miljöpåverkan mer detaljerat.
65
Förklara vad skillnaden är mellan Forecasting och Backcasting?
Forecasting:
Man analyserar dagens situation och försöker förutsäga framtiden.
Backcasting:
Man börjar med en önskad hållbar framtid och planerar bakåt hur man ska nå dit.
66
Vad hjälper den funktionella enheten i LCA att uppnå? (1 poäng)
a) Definiera studiens mål
b) Fördela miljöpåverkan
c) Ge en grund för rättvis jämförelse
d) Uppskatta transportutsläpp
Ge en grund för rättvis jämförelse
67
Vad är en stor begränsning med att fokusera enbart på CO₂-utsläpp i en LCA? (1 poäng)
a) CO₂-utsläpp är svåra att mäta noggrant.
b) CO₂-utsläpp har ofta försumbar miljöpåverkan jämfört med andra faktorer.
c) Att fokusera på CO₂ kan förbise kompromisser i kategorier som vattenanvändning eller
toxicitet.
d) CO₂-utsläpp ingår inte i de flesta standardiserade miljöpåverkansmetoder.
Att fokusera på CO₂ kan förbise kompromisser i kategorier som
vattenanvändning eller toxicitet.
68
Vad är den mest kritiska övervägningen när man definierar systemgränser i en cradle-to-grave LCA?
a) Säkerställa att endast processer inom produktionsfasen inkluderas.
b) Utesluta processer som har försumbar miljöpåverkan.
c) Inkludera alla livscykelfaser från råmaterialutvinning till slutlig avfallshantering.
d) Säkerställa jämförbarhet genom att använda standardiserade funktionella enheter.
Inkludera alla livscykelfaser från råmaterialutvinning till slutlig avfallshantering.
69
Ett företag omdesignar en produkt för att använda mindre material, vilket minskar
produktionskostnader och växthusgasutsläpp. Men produkten har nu en kortare livslängd, vilket
leder till mer frekventa ersättningar. Detta är ett exempel på: (1 poäng)
(A) En rebound-effekt.
(B) En funktionell enhetsmissmatch.
(C) En trade-off mellan miljöpåverkningskategorier.
(D) Effekten av systemgränser.
En trade-off mellan miljöpåverkningskategorier.
70
När man jämför miljöpåverkan av två tvättmaskiner, vad är den mest lämpliga funktionella
enheten? (1 poäng)
(A) En tvättmaskin.
(B) Vikten av en tvättad tvätt.
(C) Tvätt av ett specificerat antal tvättar under maskinens förväntade livslängd.
(D) Energiförbrukningen under en tvättcykel.
Tvätt av ett specificerat antal tvättar under maskinens förväntade livslängd.
71
Vad är den primära övervägningen när man sätter systemgränser för en förenklad LCA? (1
poäng)
a) Inkludera alla möjliga miljöpåverkan.
b) Inkludera processer som är mest relevanta för den funktionella enheten.
c) Minimera komplexiteten i inventeringsdata.
d) Maximera användningen av sekundära datakällor.
Inkludera processer som är mest relevanta för den funktionella enheten.
72
Anger minst 3 hinder för effektiv återvinning av metaller.
Hinder för effektiv återvinning av metaller:
Legeringar och blandade metaller.
Svår demontering av produkter.
Föroreningar i materialet.
Höga energikrav i återvinningsprocesser.
73
Förklara med minst 2 anledningar varför bioplast inte används i så stor utsträckning.
Bioplast används inte så mycket eftersom:
- Produktionskostnaden är ofta högre än för fossil plast.
- Begränsad tillgång på biomassa.
- Kan konkurrera med livsmedelsproduktion.
- Återvinningssystem är inte alltid anpassade för bioplast.
74
Förklara var som menas med trade-off (2p), och ge minst 1 exempel från GKN Aerospace, som är ett produktutvecklande företag inom flygindustrin, och resonera på vilket sätt det är en trade-off (2p).
Trade-off
En trade-off innebär att en förbättring inom ett område leder till en försämring inom ett annat.
Exempel från flygindustrin (GKN Aerospace):
Att göra flygplanskomponenter lättare minskar bränsleförbrukning och klimatpåverkan under användning, men kan kräva mer avancerade material eller energikrävande tillverkning, vilket ökar miljöpåverkan i produktionsfasen.
Detta är en trade-off mellan produktionens miljöpåverkan och användningsfasens klimatpåverkan.
75
De hållbarhetsutmaningar som samhället står inför ställer nya krav på ingenjörer.
Beskriv ingenjörens roll i relation till dessa utmaningar och hur den förändrats
över tid.
Nya krav på ingenjörer är:
* måste ha en djupare kompetens: systemtänkande, förmåga att arbeta tvärvetenskapligt,
insikter i etik
* förståelse för teknikens sociala och etiska aspekter, förmåga att kommunicera och
utveckla teknik i samarbete med de som ska använda den.
* thinking out of the box - som kräver kunskap, rätt attityd, tillräckliga färdigheter
76
Ett stort antal forskare har gemensamt definierat ett antal så kallade planetära
gränser.
Vad är planetära gränser?
Planetära gränser är gränser som räknats ut för nio av jordens viktigaste biofysiska
system och processer och vars överskridande befaras leda till allvarliga eller till och med katastrofala konsekvenser.
77
Ett stort antal forskare har gemensamt definierat ett antal så kallade planetära
gränser. Beskriv valfri planetär gräns närmare i termer av orsak, risker och status.
Exempel: Klimatförändringar (2p)
Orsak:
Utsläpp av växthusgaser från fossila bränslen, industri, transport och jordbruk.
Risker:
global uppvärmning
extrema väder
havsnivåhöjning
påverkan på ekosystem och samhällen.
Status:
Den planetära gränsen för klimatet anses redan vara överskriden eller nära att överskridas.
78
Ett stort antal forskare har gemensamt definierat ett antal så kallade planetära
gränser. Beskriv valfri planetär gräns närmare i termer av orsak, risker och status. Nämn fyra planetära gränser.
Exempel:
biologisk mångfald
förändrad markanvändning
kväve- och fosforcykler
havsförsurning
färskvattenanvändning
kemiska föroreningar
(minst fyra krävs)
79
Tänk dig att du ska utveckla en mobiltelefon med så lite negativ
hållbarhetspåverkan som möjligt.
Beskriv typiska aktiviteter i varje fas för en produkts livscykel (från vaggan
till graven).
i) material extraktion: utvinning och behandling av råmaterial
ii) produktion: tillverkning, processbehandling, montering
iii) distribution: paketering och transportering
iv) användarfasen: nyttjande av produkten
v) end-of life/return to life: hantera produkten för återbruk eller återvinning
80
Tänk dig att du ska utveckla en mobiltelefon med så lite negativ
hållbarhetspåverkan som möjligt.
Ge exempel på potentiell social och ekologisk hållbarhetspåverkan som kan
uppstå i respektive livscykelfas.
i) material extraktion: dåliga arbetsförhållande för arbetare, hälsoskadliga
kemikalier, förstörelse av mark påverkar fauna och flora
ii) produktion: dåliga arbetsförhållande för fabriksarbetare, hälsoskadliga
kemikalier, utsläpp till mark och vatten, fossil energiförbrukning
iii) distribution: fossil energiförbrukning, onödig engångsförbrukning av material
(tex papper, kartong, plast)
iv) användarfasen: kort livslängd för produkt, fossil energiförbrukning
v) end-of life/return to life: lagring av produkt/värdefulla material istället för retur,
ineffektiv återhantering (demontering, remanufacturing, återanvändning)
81
Tänk dig att du ska utveckla en mobiltelefon med så lite negativ
hållbarhetspåverkan som möjligt. Ge exempel på två designsstrategier som kan användas för att undvika att
den identifierade hållbarhetspåverkan uppstår. Motivera dina val.
Ni bör beskriva utförligt och dessa är endast några få exempel:
i. Design for emotionell lösning- om produkten kan special designas så att den ger en
emtionell koppling till en användare blir det en unik produkt som kan förlänga tiden
för produktens användning.
INDUSTRI- OCH MATERIALVETENSKAP
CHALMERS
5
ii. Design for remanufacturing: produkten behöver kunna demonteras smidigt,
kostrueras i modulera för att byta ut vissa delar effektivt osv.
iii. Dematerialisera: minska aktivt material mängd (tes storlek) och konstruera med
optimerad mängd material för dess syfte och funktion
Se fler strategier i föreläsningsmaterialet.
82
Tänk dig att du ska utveckla en mobiltelefon med så lite negativ
hållbarhetspåverkan som möjligt.
Ge exempel på ett verktyg som skulle kunna hjälpa dig att välja mellan
olika designkoncept och beskriv hur det skulle användas.
- För full poäng bör ni beskriva varje metod mer utförligt. Tex kan ni beskriva
- LiDS wheel
- Grantas Sociala hållbarhetsmatris
Se föreläsning och workshop 2.
83
After completing a simplified LCA, you find that most environmental
impacts come from energy use in the production phase. What would be
an appropriate next step?
Välj ett alternativ:
* Perform a full LCA to validate the finding.
* Shift focus to the disposal phase to balance the impacts
* Redesign the product to minimize energy use in production.
* Reduce the functional unit to minimize impacts.
Redesign the product to minimize energy use in production.
84
You are conducting an LCA for a transportation system. Which functional unit
would be the most suitable to compare it with different transportation systems?
Välj ett alternativ:
* The average number of trips made by a vehicle in one year. (ex. kg CO2-eq
/ usage over a year)
* The total fuel consumed by the vehicle in its lifetime. (ex. Kg CO2-eq /
lifetime)
* One kilometer traveled by one passenger. (ex. kgCO2-eq / passenger / km)
* The production of one vehicle. (ex. kgCO2-eq / vehicle)
One kilometer traveled by one passenger. (ex. kgCO2-eq / passenger
/ km)
85
Which of the following best illustrates a trade-off in an LCA?
Välj ett alternativ:
* Reducing CO₂ emissions during production but increasing water usage in
the same life phase.
* Conducting an LCA for only a part of a product's lifecycle.
* Improving energy efficiency without affecting other impact categories.
* Increasing data transparency to reduce uncertainty in results.
Reducing CO₂ emissions during production but increasing water
usage in the same life phase.
86
When should a simplified LCA be preferred over a full LCA?
Välj ett alternativ:
* When achieving certification for environmental impact (e.g., ISO 14040) is
necessary.
* When an in-depth analysis of long-term sustainability is required.
* When a quick, preliminary comparison of environmental impacts between
design alternatives is needed.
* When the product has already been fully designed and all relevant data is
available.
When a quick, preliminary comparison of environmental impacts
between design alternatives is needed.
87
What is one key limitation of using simplified LCA for making strategic product
development decisions?
Välj ett alternativ:
* It does not account for all potential sustainability impacts, potentially
missing important trade-offs.
* It does not allow for the use of assumptions, leading to highly uncertain
results.
* It is too complex for product designers to implement without expert help.
* It requires access to high-quality, detailed databases which may not be
available.
It does not account for all potential sustainability impacts,
potentially missing important trade-offs.
88
Redogör för innebörden av begreppen ”dematerialisera” och ”substitutera” (2p) .
Ge minst ett exempel för vardera begrepp, på hur man kan tillämpa detta i
praktiken.
Dematerialisera: innebär att man minska mängden material (1p).
Ex: (1p max)
Använd material effektivare: reparerbar, multifunktionalitet
Använd mindre mängd: minityrisering, skydda materialet, underhåll produkten
Tänk om – behövs produkten? - tjänst istället?
Använd material längre och längre: lång livslängd
Använd material igen: återanvänd/återvinn, återtillverka
Substituera: innebär att man byter ut X till något annat Y. (1p)
Ex: (1p max)
Byt ett material eller kemikalier till ett annat
Byt ut lösningen till en helt annan lösning
(igen) Tänk om – behövs produkten? - tjänst istället?
89
Ramverket "9R"kan tillämpas i ett produktutvecklingsprojekt för att främja
hållbarhet och cirkulär ekonomi. Den kan stödja i idégenerering och då användas som checklista. Beskriv innebörden av minst 5 ”Rs” och vad dessa innebär.
Beskriv de tre under kategorin Narrowing Loops (minska resursanvändning).
Narrowing Loops (Minska resursanvändning)
R0 - Refuse
→ Undvik onödiga produkter eller funktioner. I designfasen: ifrågasätt om produkten verkligen
behövs.
R1 - Rethink
→ Tänk om produktens funktion – kan den delas, hyras eller digitaliseras?
R2 - Reduce
→ Designa för minsta möjliga material- och energianvändning. Använd lättare, hållbara
material och effektiva tillverkningsprocesser.
90
Ramverket "9R"kan tillämpas i ett produktutvecklingsprojekt för att främja
hållbarhet och cirkulär ekonomi. Den kan stödja i idégenerering och då användas som checklista. Beskriv innebörden av minst 5 ”Rs” och vad dessa innebär.
Beskriv de fem under kategorin Slowing Loops (förläng användningstiden).
Slowing Loops (Förläng användningstiden)
R3 - Reuse
→ Utveckla produkter som kan återanvändas av samma eller andra användare. Modulära
produkter förenklar återanvändning.
R4 - Repair
→ Gör det enkelt att laga produkten: använd standardkomponenter, tillhandahåll reservdelar
och instruktioner.
R5 - Refurbish
→ Möjliggör uppgradering och förnyelse av gamla produkter, t.ex. genom utbytbara moduler.
R6 - Remanufacture
→ Designa för demontering så att komponenter kan återanvändas i nya produkter.
R7 - Repurpose
→ Tänk på alternativa användningar för produkten eller dess delar när den inte längre tjänar
sitt ursprungliga syfte
91
Ramverket "9R"kan tillämpas i ett produktutvecklingsprojekt för att främja
hållbarhet och cirkulär ekonomi. Den kan stödja i idégenerering och då användas som checklista. Beskriv innebörden av minst 5 ”Rs” och vad dessa innebär.
Beskriv de två under kategorin Closing Loops (återcirkulera material).
Closing Loops (Återcirkulera material)
R8 - Recycle
→ Använd återvinningsbara material och märk ut dem för enklare sortering.
R9 - Recover
→ Om återvinning inte är möjlig, se till att energi eller material kan återvinnas på annat sätt
(t.ex. energiutvinning).
92
Which of the following metal has the highest specific carbon dioxide intensity
(tonne of carbon dioxide per tonne of metal produced)
* Aluminum
* Cobalt
* Iron
* Steel
Cobalt
93
Which of the following production methods generate the highest carbon emission
during the steel production?
* Using the blast furnace and oxygen converter
* Direct reduction using the electric arc furnace
* Using the Electric Arc H-plasma
* Directly recycling
Using the blast furnace and oxygen converter
94
Which of the following material can be an alternative material to ITO (Indium Tin
Oxide) for the touchscreen?
* Steel
* Cu
* Graphene
* Thin aluminum foil
Thin aluminum foil
95
Explain and list two reasons of why plastic gas barrier packaging are
difficult for recycling; give one suggestion of how address this issue.
1) Multilayer structure and mixed materials - difficult to separate the materials
2) Thin metal aluminum in the packaging materials;
3) How to how address: design the packaging materials with the consideration of recycling
96
Beskriv och ange minst 3 anledningar till varför det finns ett behov av att öka
cirkularitetsgraden för många tillverkningsföretag som tex, GKN Aerospace Engine.
Ge exempel på varje huvudsaklig anledning/drivkraft (tex lagkrav) och förklara/relatera varje anledning mer i detalj för just GKN Aerospace.
* Miljömässig hållbarhet: Ökad cirkularitet minskar den negativa miljöpåverkan som är
associerad med materialutvinning och produktion. Genom att återvinna material och designa för
längre livslängd kan företaget minska avfall och resursanvändning, vilket är avgörande för att
uppnå klimatmål .
* Kostnadsbesparingar: Genom att implementera cirkulära affärsmodeller—som att återanvända
och återvinna komponenter—kan GKN Aerospace minska sina kostnader för råmaterial och
avfallshantering. Detta är särskilt viktigt med den ökande risken för prisfluktuationer på kritiska
material , .
* Regulatoriska krav: Med ökande lagkrav kring hållbarhet och användning av
konfliktmineraler blir det viktigt att företaget säkerställer att deras produkter uppfyller dessa krav.
Cirkulär ekonomi kan ge en lösning på dessa problem genom att minska beroendet av nya och
potentiellt kontroversiella källor.
* Kundpreferenser: Det finns en växande efterfrågan från kunder och samhället för mer hållbara
produkter. Genom att öka cirkularitetsgraden kan GKN Aerospace bättre tillmötesgå dessa
förväntningar och stärka sitt varumärke.
97
En fullständig livscykelanalys kan anses vara mycket arbetskrävande och besvärliga att tolka,
men i vissa sammanhang de mycket väl motiverade. Vilka tillämpningar kan anses vara väl motiverade för en fullständig LCA?
Allmänt fördelaktiga tillämpningar av fullständig LCA är vid; Beslutsfattande, till exempel
produkt eller processdesign och utveckling, inköpsunderlag samt underlag för reglerande åt-
gärder och policyinstrument. (2 p)
Lärande och utforskande, till exempel lärande om produkt-
ionssystem, identifiering av förbättringsmöjligheter och val av miljöindikatorer och nyckeltal.
(2 p) och
Kommunikation, exempelvis LCA-baserad miljömärkning, miljövarudeklarationer
och benchmarking. (2 p)
98
Hur kan den cirkulära ekonomin hjälpa till att minska miljöpåverkan från metallproduktion och
konsumtion?
Den cirkulära ekonomin är en ekonomisk modell som syftar till att eliminera avfall och optimera resursanvändning genom att hålla material i användning så länge som möjligt (1 p)
exempelvis genom återanvändning, reparation och återvinning. (1 p)
Cirkulär ekonomi med metaller leder till produktion och konsumtion sker med ökad användning av befintliga material (1 p)
minskat behov av ny gruvdrift och utvinning, (1 p)
och minskar miljöpåverkan från metallproduktion och konsumtion, därmed till mer hållbar resursanvändning. (1 p)
99
Vad är Ekostrategihjulet, vad baseras det på och vad används det till?
Ekostrategihjulet är en metod för generering av förbätringsförslag gällande miljöanpassning av
främst produkter, men kan också fungera för tjänster. (1 p)
Metoden baseras på omfattande erfarenheter av mijöarbete och används främst vid produktut-
veckling.
100
Vad krävs för att produkter av polymera material skall ges maximal resurseffektivitet? Beskriv också vad som krävs av dessa material för att medge sådan maximal cirkularitet!
För maximal resurseffektivitet krävs maximering av alternativen återanvändning, materialåtervinning, kompostering, energiåtervinning och deponering. (3 p).
För det krävs så mycket som möjligt av alternativen att plasterna har tillräcklig beständighet, är
fria från förbjudna tillsatser, klarar upprepad smältbearbetning, är bionedbrytbara samt att de
inte genererar olämpliga emissioner vid förbränning och vid eventuell deponering. (3 p)
101
Apelsiner, sjukdomsreglering, rekreation, pollinering, solrosolja och inspiration är alla exempel på ekosystemtjänster.
Vilka kategorier av ekosystemtjänster hör exemplen till?
Kategorierna som berörs är tillgodoseende, reglerande och kulturella ekosystemtjäns-
ter. Apelsiner och solrosolja hör till tillgodoseende (mat och grödor), sjukdomskontroll
och pollinering hör till reglerande tjänster, rekreation och inspiration hör till kulturella
tjänster. Observera att stödjande ekosystemtjänster (fotosyntes, näringscirkulation och jordbildning) inte ingår bland exemplen!
102
Apelsiner, sjukdomsreglering, rekreation, pollinering, solrosolja och inspiration är alla exempel på ekosystemtjänster.
Livscykelanalys som metod för att bedöma en produkts påverkan på miljön tar oftast
inte hänsyn till påverkan på ekosystemtjänster. Hur ska du då tänka som produktut-
vecklare för att minimera negativa effekter på ekosystemen och därmed de tjänster de
tillhandahåller?
Försök minimera drivkrafterna till hot mot planetära gränser och där särskilt förlust av
biologisk mångfald eftersom dessa i princip är desamma som hoten mot ekosystemen.
(1 p)
Bevarande av biologisk mångfald innefattar hänsyn till markanvändning (= habitatför-
lust), kemikalier på drift, klimatpåverkan, invasiva arter och överutnyttjande av biolo-
giska resurser (t ex utfiskning).
103
Inom industriell ekologi strävar man efter att tillämpa naturens principer inom industrin för att
minska dess negativa miljöpåverkan. Redogör för fyra av dessa principer, ge exempel på hur
de tillämpas och förklara hur/varför de bidrar till minskad miljöpåverkan.
Industriell ekologi handlar om att ta lärdom av naturen huvudsakligen med principerna Slutna
kretslopp, Dematerialisering, Transmaterialisering, Ekoindustriparker, Minimera utsläpp, System- och global ansats, Kolfri energi, Optimerad resursanvändning och Ny plattform för planering. (Fyra av dessa 9 ger 2 p)
Exempel motiveras med planetära gränser, alltså med Klimatet, Biologisk mångfald, Kvävesoch fosfors kretslopp, Ozonskiktet, Havsförsuring, Sötvattensresurser, Markanvändning, Kemikalier och radioaktiva ämnen och Aerosoler i atmosfären. (fyra av dessa ger 2 p)
104
Etablerad teknik för mekanisk återvinning (materialåtervinning) av uttjänta plastförpackningar
utgår från källsortering och resulterar i slutändan i en råvara som kan användas för tillverkning
av nya produkter. Vilka steg ingår normalt i processen för mekanisk återvinning? (2 p)
Nämn två exempel på betydande aktuella utmaningar (problem) med mekanisk återvinning av
uttjänta förpackningsplast! (2 p)
Nämn och beskriv också två betydande utmaningar för utökad användning av förnyelsebara
polymera material! (2 p)
Återvinning av uttjänta plastförpackningar utgår från källsortering, sedan sortering, fraktionering, tvättning och compoundering för att komma till ett användbart granulat. (2 p)
Betydande problem (utmaningar) är främst att öka källsorteringen, att utveckla lämplig tvättning (hur nå acceptabel tvättningseffekt utan att bryta ner plasten) och reducera eller eliminera
obören från producerade granulat och från tillverkade produkter. (2 p)
Betydande problem med förnyelsebara polymera material är (4 delar av nedan 6 ger 2 p)
- Pris för tillverkning, förnyelsebara polymera material är dyra jämfört med motsvarande syntetiska
- Volymproblem; små marknadsvolymer medför ineffektiviteter såsom transportkostnader och småskalig tillverkning
- Förtroende; få produkter och lite erfarenheter
- Osäkerheter om återvinning
- Oklart och osäkert om etiskt acceptabla förnyelsebara råvaror och konkurrens med
livsmedel, exempelvis jordbruksavfall
- Oklarheter kunskapsläge, exempelvis definitioner, märkningssystem och hur materialen skall ingå i LCA
105
Vilka är de ekologiska hot på systemnivå som i princip beaktas i en fullständig LCA? Ledning:
Dessa ekologiska hot benämns tillsammans miljöeffektkategorier.
Miljöeffektkategorierna är Växthuseffekten, Försurning, Ozonuttunning, Marknära ozon,
Övergödning, Luft och buller, Avfall, Miljögifter och Resursförbrukning.
106
Vid upprättande av en fullständig eller förenklad LCA används en funktionell enhet. Vad menas generellt med en funktionell enhet och vad beskriver den? Ge också två exempel på funktionella enheter lämpliga vid livscykelanalys av en penna!
Med funktionell enhet menas en gemensam nämnare avsedd att kunna jämföra (normera) beräknade miljöbelastningar gällande produkter eller tjänster som uppfyller samma behov eller
funktion. Konkret avses att beräkna total miljöbelastning per funktionell enhet, (2 p)
En funktionell enhet indikerar normalt nyttan med produkten (inte produkten i sig), ofta något
om tid, mängd och kvalitet. (2 p)
Två exempel på funktionell enhet avseende en penna är per år normal användning eller per mil
skrivet streck. (Andra alternativ kan godkännas) (0,5 p per givet alternativ, 1 p)
107
Vad syftar Green Engineering till? Ange tre huvudsakliga syften!
Enligt kursen är det övergripande syftet med Green Engineering att
* reducera miljöbelastning, (1 p)
* förbättra resursanvändning och (1 p)
* minimera miljöpåverkande avfall och emission, avseende allt från molekyler, kompo-
nenter, produkter och sammansatta system. (1 p)
108
Vilka riktlinjerna ges för materialval av principerna för Green Engineering?
Implikationer om materialval är
* Väl dokumenterade material rekommenderas då det besparar arbete och kostnader med
sammanställning av miljöprestanda (1 p)
* undvika hälsovådliga substanser för att slippa rening eller risker i senare led (1 p)
* biobaserade och återvunna material är i allmänhet mer hållbara material (1 p)
109
Vad kan göras med uttjänta produkter av polymera material? Vilka är de konvention-
ella alternativen?
Uttjänta produkter kan återanvändas om återstående teknisk livslängd finns.
110
Beskriv kortfattat de tre förekommande huvudtyperna av plastavfall och vad som
lämpligen kan göras med respektive huvudtyp i form av miljöanpassat omhänderta-
gande!
Uttjänta produkter av syntetiska plaster föreligger som;
Sorterade fraktioner, som kan troligen kan återanvändas som nya material (primära
produkter) (1 p).
Osorterade plastfraktioner kan möjligen användas till lägre presterande produkter (se-
kundära produkter) (1 p),
Energiåtervinning via förbränning eller pyrolys är möjlig med alla plastfraktioner (1p).
Bionedbrytbara plaster kan dessutom omhändertas i aktivt slam (rötning), industriell
kompost eller småskalig kompost eller i jord (1 p).
111
Vilka konsekvenser kan ohållbar metallkonsumtion ha på globala marknader och försörjningskedjor?
Ohållbar metallkonsumtion kan leda till störningar i försörjningskedjor, högre kostnader och minskad tillgång till viktiga material. Detta kan påverka branscher som är mycket beroende av dessa metaller, såsom elektronik- och fordonsindustrin. Dessutom
kan ohållbara metoder skada företagens rykte och skada miljön och samhällena där
gruvverksamhet bedrivs.
112
Vilka konsekvenser kan ohållbar metallkonsumtion ha på globala marknader och försörjningskedjor? Hur kan man agera mer hållbart?
Att minska beroendet av jungfruliga metaller och prioritera återvinning och återanvändning kan mildra dessa risker och förbättra hållbarheten i metallkonsumtionen.
113
Inom cirkulär ekonomi strävar man efter att komma bort från fossila resurser. Vad är
huvudmotivet till detta? Argumentera utifrån de planetära gränserna!
Att begränsa utsläppen av koldioxid och resulterande klimatförändringar.
114
Hur kan de fossila resurserna ersättas?
Biomassa
115
Vilka konflikter med andra miljöhänsyn/planetära gränser kan denna övergång från fossila resurser leda till? Redogör för tre olika sådana potentiella konflikter.
Biodiversitet, vattenanvändning (vatten till matproduktion eller biomassa), markan-
vändning (markanvändning till matproduktion eller till biomassa), näringsämnenas
kretslopp (ökad odling och ökad effektivisering av odling kräver tillförsel av närings-
ämnen) och även kemikalier (eftersom det används en hel del pesticider i odling enligt
kursavsnittet om planetära gränser).
116
I ett cirkulärt perspektiv behöver plastprodukter gjorda av syntetiska polymera material nyttiggöras i flera cykler. Vilka alternativ finns i Sverige till nyttiggörande av sådana uttjänta plastprodukter och vad krävs huvudsakligen av materialet i produkterna för att underlätta respektive nyttiggörande?
Cirkulära alternativ till nyttiggörande av restprodukter gjorda av syntetiska plaster är
återanvändning av produkter, återvinning av materialet, kemisk återvinning
(återvinning till basråvara) och energiåtervinning. (2 p) (Brännbart avfall får inte
deponeras enligt svensk lag sedan 2002.)
Återanvändning underlättas av att produktens beständighet tillåter tillräcklig livslängd,
dvs att materialet som använts i den ursprungliga nya produkten medger multipla
tekniska livslängder. (1 p)
4
Återvinning underlättas av om plasten är smältbar (termoplast), har tillräcklig
beständighet för både omsmältning och användning i nästa livscykel samt att materialet
inte innehåller förbjudna tillsatser (tungmetaller och andra giftiga ämnen). (1 p)
Energiåtervinning och kemisk återvinning underlättas av att materialet inte innehåller
förbjudna tillsatser (tungmetaller och andra giftiga ämnen) som är förbjudna i
cirkulerande flöden. (1 p)
117
Räknat per vikt framställt material har stål relativt låg miljöbelastning. Dock kan den
globala miljöbelastningen från stålproduktion ses som betydande på grund av att stål används i så stor utsträckning.
Vad talar till ståls fördel från miljöhänsyn?
Järnmalm är rikligt förekommande i jordskorpan, och innehåller ofta hög andel
järn. Det åtgår relativt lite energi för att omvandla malmen till rent järn.
118
Räknat per vikt framställt material har stål relativt låg miljöbelastning. Dock kan den
globala miljöbelastningen från stålproduktion ses som betydande på grund av att stål används i så stor utsträckning.
Vilka miljömässiga nackdelar kan diskuteras för stål? När kan andra metaller
vara mer fördelaktiga?
Stål har hög densitet, vilket gör att lättmetaller som aluminium och magnesium
kan vara fördelaktigare i ett livscykelperspektiv för t.ex. fordon. I produkter
som kräver gott korrosionsskydd kan titan och rostfritt stål vara bättre
materialval på grund av bättre funktion och livslängd.
119
Räknat per vikt framställt material har stål relativt låg miljöbelastning. Dock kan den
globala miljöbelastningen från stålproduktion ses som betydande på grund av att stål används i så stor utsträckning.
Hur kan miljöbelastningen för stålprodukter minskas?
Stål bör som alla andra metaller återvinnas. Vid återvinning åtgår endast 1/3 av energin som krävs vid nyproduktion.
120
Benämn fem regelverk (direktiv eller regleringar) inom EU, avseende begränsad
användning av kemikalier, material och energi i samband med produkter! Ange också
vad respektive regelverk avser!
De regelverk som togs upp i kursen var: (1 p per del, max 5 p)
1) REACH – Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals
2) WEEE – Waste Electrical and Electronic Equipment
3) RoHS – Restriction of Hazardous Substances in electrical and electronic
equipment
4) ELV – End of Life Vehicle directive, bilar och lätta lastbilar
5) Ecodesigndirektivet och Energimärkningsdirektivet – energiförbrukning hos
produkter
6) Regler för specifika ämnen – begränsning av CFCs, VOC, Sb-organiska
föreningar
7) Frivilliga miljömärkningar – produktmärkning och deklaration av produkter
121
Hur definieras hållbar utveckling? Finns det olika definitioner och vad skiljer
de olika definitionerna åt?
Den vanligaste definitionen kommer från Brundtlandrapporten (1987):
Hållbar utveckling är en utveckling som tillgodoser dagens behov utan att äventyra framtida generationers möjligheter att tillgodose sina behov.
Hållbar utveckling bygger på tre dimensioner:
ekologisk hållbarhet
social hållbarhet
ekonomisk hållbarhet
Skillnaden mellan olika definitioner handlar ofta om vilken dimension som betonas mest och hur stark koppling man gör till ekonomi, samhälle eller ekologi.
122
Varför är produktutvecklingsprocessen och ingenjörens roll viktig för
hållbarhetsfrågan?
Produktutvecklingen är central eftersom:
80 % av produktens miljöpåverkan bestäms i designfasen
materialval, tillverkningsmetod och livslängd bestäms här
ingenjörer fattar beslut om teknik, funktion och resurser
Ingenjören har därför en nyckelroll i att:
utveckla resurseffektiva produkter
minska miljöpåverkan
integrera hållbarhet i hela livscykeln.
123
När i produktutvecklingsprocessen ska hållbarhet beaktas?
Hållbarhetsaspekter bör beaktas så tidigt som möjligt i produktutvecklingen.
Anledningar:
- de viktigaste designbesluten tas tidigt
- ändringar senare i processen blir dyra
- man kan optimera hela livscykeln.
124
Beskriv kortfattat följande designstrategier:
- dematerialisera
Minska mängden material i en produkt.
Exempel:
lättare konstruktioner eller tunnare material.
125
Beskriv kortfattat följande designstrategier:
- substituera
Ersätta material eller teknik med ett mer hållbart alternativ.
Exempel:
ersätta fossil plast med biobaserade material.
126
Beskriv kortfattat följande designstrategier:
- design for durability
Designa produkter som håller länge.
Exempel:
robusta material
slitstarka komponenter.
127
Beskriv kortfattat följande designstrategier:
- design for long-use
Designa produkter så att de kan användas under lång tid.
Exempel:
uppgraderbara komponenter
modulär design.
128
Beskriv kortfattat följande designstrategier:
- design for return in loops
Designa produkter så att material kan återföras till cirkulära flöden.
Exempel:
design för demontering
återvinningsbara material.
129
”Biomimicry” och ”Design for Sustainable Behavior - DfSB” är två design
strategier som man kan använda sig av för att ta fram mer hållbara lösningar.
- Förklara vad som menas med Biomimicry och Konstruera för ett
hållbart beteende (Design for Sustainable Behavior - DfSB)
Biomimicry innebär att inspireras av naturens lösningar för att skapa hållbara tekniska system.
Exempel:
självrengörande ytor inspirerade av lotusblad
ventilationssystem inspirerade av termitstackar.
130
”Biomimicry” och ”Design for Sustainable Behavior - DfSB” är två design
strategier som man kan använda sig av för att ta fram mer hållbara lösningar.
- Ge 2 exempel på en ”Design for Sustainable Behavior” - lösning av ett
strykjärn. Funktionen hos lösningen är att kunna släta ut och pressa
kläder och textilier.
Design for Sustainable Behavior (DfSB)
DfSB innebär att designa produkter som uppmuntrar användaren till mer hållbart beteende.
b) Exempel för ett strykjärn
1️⃣ Automatisk avstängning när strykjärnet inte används.
2️⃣ Indikator som visar optimal temperatur och energianvändning.
131
Redogöra för ramverket 9Rs och hur det kan tillämpas
9R beskriver strategier för cirkulär ekonomi.
132
Förklara begreppet cirkulär ekonomi
Cirkulär ekonomi är ett ekonomiskt system där resurser:
används så länge som möjligt
återanvänds
repareras
återtillverkas
återvinns.
Syftet är att minska avfall och resursförbrukning.
133
Ger minst 2 anledningar till att man ska man beakta hållbarhetsaspekterna tidigt i
produktinnovationsprocessen?
- Designbeslut påverkar majoriteten av miljöpåverkan.
- Det är billigare att ändra design tidigt.
- Möjliggör optimering av hela livscykeln.
- Undviker problem senare i produktionen.
134
Vad är motiven för produktutvecklande företag att ta hänsyn till hållbarhet i sin produktutveckling? Ange minst 4 anledningar.
1️⃣ Lagkrav
t.ex. EU-direktiv om kemikalier och energi.
2️⃣ Kundkrav
ökad efterfrågan på hållbara produkter.
3️⃣ Konkurrensfördelar
hållbar innovation kan skapa nya marknader.
4️⃣ Riskhantering
minska miljörisker och framtida kostnader.
5️⃣ Varumärkesvärde
företag vill uppfattas som hållbara.
135
Naturresurser
3 principiellt olika typer; skillnader ligger i nybildningsmekanismen och
tidsperspektivet i relation till människan och samhället:
* Lagerresurser (t ex järnmalm, kol, uran) – förekomst minskar i takt med
uttaget, all användning leder till utarmning, kretslopp fördröjer utarmningen,
många element förbrukas inte men är efter användning på fel plats, i fel form,
i fel koncentration och förorenade
* Fondresurser (t ex skogar, fisk) - uttag kan göras i takt med återväxt, för stora
uttag utarmar, kretslopp begränsar behov av uttag
* Flödesresurser (t ex regn, sol, vind) - tillgången förändras i princip inte av
uttag, tillgänglig teknik avgör utbytet, anläggningar påverkar miljön
Hållbar + termo
flashcards
Decks in class (2)
# Cards
