Objemová metodika určování emisí kg CO 2 ekv. a energie na výrobu elektrického nářadí v raném stádiu návrhu výrobku

Transkript

1 Objemová metodika určování emisí kg CO 2 ekv. a energie na výrobu elektrického nářadí v raném stádiu návrhu výrobku Richard Sovják Institute of Machine and Industrial Design Faculty of Mechanical Engineering Brno University of Technology Prezentace: Statní doktorská zkouška 5. červen 2017

2 Obsah Úvod Současný stav poznání Motivace Cíle disertační práce Metodologie Výsledky Problémy Projekty Závěr Publikace (dreamtime.com) 2 / 26

3 Úvod Vývoj disertační práce (personální obsazení) Školitel doc. Ing. arch. Jan Rajlich (2015) doc. akad. soch. Ladislav Křenek, ArtD. Školitel specialista - UJEP (2015) Ing. Marie Tichá Implementace mezinárodní normy ISO do ČSN, (LCA) 3 / 26

4 Současný stav poznání Investigation into the role of core industrial designers in ecodesign projects Porovnání dovedností průmyslového designéra a konstruktéra (elsevier.com ) 4 / 26

5 Současný stav poznání Adopting and applying eco-design techniques: a practitioners perspective Analýza využití nástrojů ecodesignu, (elsevier.com ) 5 / 26

6 Současný stav poznání Environmental assessment - Gotten across to industrial designers 1 Oil Point (OP) = Reprezentuje 1 kg Oil = 45 MJ Energetické indikátory pro materiály a procesy (OPM metodologie) (designsociety.org) 6 / 26

7 Současný stav poznání Life Cycle Asessment (LCA) LCA, OPM, MET matrix, LiDS Wheel, ABC, KEPI, MECO, TPI Schéma LCA, (cir.cz) 7 / 26

8 Motivace Analýza současného stavu poznání Průmyslový designer vyžaduje jednoduché nástroje ecodesign Průmyslový designer nezná nástroje ecodesignu Implementace nástrojů ecodesignu jsou velmi nákladné Nástroje ecodesignu založeny na LCA Rozdílné výstupy z analýz Environmentalní aspekty, (ecorfid.es) 8 / 26

9 Cíle disertační práce Cíle disertační práce Vytvoření nového přístupu pro určování emisí kg CO 2 ekv. a energetických vstupů v na výrobu výrobků v raném stádiu návrhu prostřednictvím jejich objemu. Objemové řešení Jednoduché na užití Otevřené pro další výrobky Kvantitativní výstup Výstup *MJ+ a kg CO 2 ekv. (GWP100) Sekční pohled úhlová bruska, (partswarehouse.com) 9 / 26

10 Metodologie Metodologický popis Definice tříd výrobků Analýza vybraných výrobků LCI vybraných výrobků OPM & LCA analýza Porovnání dat Schéma navržené metodologie 10 / 26

11 Výsledky Tabulka zkoumaných brusek (objem, spotřeba) Úhlové brusky, velikost kotouče (115/125/230) mm 11 / 26

12 Výsledky Povaha získaných výsledků Energetické vstupy na výrobu elektrického nářadí skládkování [MJ] Energetické vstupy na výrobu elektrického nářadí s recyklací či spalování [MJ] Emise kg CO 2 ekv. pro výrobu ručního nářadí bez následné recyklace [kg CO2 eqv.] 12 / 26

13 Výsledky 13 / 26

14 Výsledky 14 / 26

15 Výsledky 15 / 26

16 Výsledky 16 / 26

17 Výsledky 17 / 26

18 Výsledky 18 / 26

19 Výsledky 19 / 26

20 Výsledky 20 / 26

21 Výsledky Zobrazeno bez uživatelské fáze 21 / 26

22 Problémy Problémy spojené s řešením disertační práce kg CO 2 ekv. stanoveny pro CZ Vázáno na lokalitu Energetický mix (BR, CZ, NO) (euanmearns.com, eru.cz, huffingtonpost.com) 22 / 26

23 Projekty Řešené projekty na VUT ( ) FV Materiálová knihovna (B2/307) FV Stand a scanner Projekt FV FSI 2016 (FV 16-21) 50 vzorků materiálů Netradiční materiály On-line přístup Projekt FV FSI 2015 (FV 15-15) 2 scanner & 2 tablet Přenosné řešení 23 / 26

24 Závěr Přínos Vytvoření nového přístupu (z plošného modelování) Rychlost získaných dat uživatelem Predikce energetických úspor recyklace v rozmezí (0 % 100 %) Zvýšení povědomí designerů o energetických požadavcích na výrobu Možný ecolabeling zboží 24 / 26

25 Publikace Publikační činnost ( ) 2017 SOVJÁK, R. Studying Knowledge about Eco-design Tools at Department of Industrial Design, Brno University of Technology. GRANT Journal, 2017, roč. 5, č. 2, s ISSN: SOVJÁK, R; FRIDRICHOVÁ, E. Concepts of Machine Tools Created by Students at Department of Industrial Design, Brno University of Technology., (in progress) 2016 SOVJÁK, R. Summary of Eco-Design Tools for Industrial Designers. In Book of Proceedings of 57th International Conference of Machine Design Departments. First. Pilsen: University of West Bohemia in Pilsen, s ISBN: SOVJÁK, R. Designing Industrial Products from Non-traditional Materials. In Reviewed proceedings of the International Scientific Conference on MMK 2016 INTERNATIONAL MASARYK CONFERENCE FOR PH.D. STUDENTS AND YOUNG RESEARCHERS. Hradec Králové: Magnanimitas, s ISBN: SOVJÁK, R. Studying Knowledge about Eco-design Tools at Department of Industrial Design, Brno University of Technology. In Reviewed proceedings of the International Scientific Conference on MMK 2016 INTERNATIONAL MASARYK CONFERENCE FOR PH.D. STUDENTS AND YOUNG RESEARCHERS. Hradec Králové: Magnanimitas, s ISBN: SOVJÁK, R.; FRIDRICHOVÁ, E. Application of Non- traditional Materials in Design of Machine Tools Control Panel. In Reviewed proceedings of the International Scientific Conference on MMK 2016 INTERNATIONAL MASARYK CONFERENCE FOR PH.D. STUDENTS AND YOUNG RESEARCHERS. Hradec Králové: Magnanimitas, s ISBN: / 26

26 Publikace Publikační činnost ( ) 2016 SOVJÁK, R. Ecodesign a jeho vliv na konstrukci výrobních strojů. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, s. Vedoucí bakalářské práce Ing. Jiří Zahálka. (Shrnutí nástrojů ecodesignu pro PHD thesis) MALÁTKOVÁ, H.; SOVJÁK, R. Design of Children Prosthetics from Non- traditional Materials. In Reviewed proceedings of the International Scientific Conference on MMK 2016 INTERNATIONAL MASARYK CONFERENCE FOR PH.D. STUDENTS AND YOUNG RESEARCHERS. Hradec Králové: Magnanimitas, s ISBN: ZDVIHALOVÁ, M.; SOVJÁK, R. The Possibilities of Using Ergonomic Methods in Design Practice. In Book of Proceedings of 57th International Conference of Machine Design Departments. First. Pilsen: University of West Bohemia in Pilsen, s ISBN: SOVJÁK, R.; ONDRA, M.; ZDVIHALOVÁ, M. Method of Mock- up Scanning for Acceleration of Design Process. Machine Design 56th International Conference of Machine Design Departments. First. Scholar' s Press, ISBN: ZDVIHALOVÁ, M.; ONDRA, M.; SOVJÁK, R. Implementation of brand on industrial products. In Book of Proseedings of 56th International Conference of Machine Design Departmens. 1. Nitra, SK: Slovak University of Agriculture in Nitra, s ISBN: SOVJÁK, R.; ONDRA, M.; ZDVIHALOVÁ, M. Method of Mock- up Scanning for Acceleration of Design Process. In Book of Proceedings of 56th International Conference of Machine Design Departments. First. Nitra: Slovak University of Agriculture in Nitra, s ISBN: / 26

27 Děkuji za pozornost Richard Sovják

28 Cíle práce - otázky 1. Podle čeho se bude stanovovat nejvhodnější nástroj pro určení emisí CO 2? Stanoví se podle schopnosti určit kg CO 2 eqv. Emise kg CO 2 eqv. Určeny pro CZ, GWP100 Nejvhodnější jsou softwarové nástroje OpenLCA, GaBi Alternativní přístup z energetického mixu CZ (629,935 g CO 2 /kwh) 28 / 26

29 Cíle práce - otázky 2. Co si mám představit pod pojmem základní kategorie nářadí? Bude se také zohledňovat to, zda jde o 220V či akumulátorový zdroj? Třídy výrobků 115 mm 125 mm 150 mm 230 mm Přímočaré pilky Vibrační brusky Úhlové brusky Kategorie výrobků (tipa.cz) 29 / 26

30 Cíle práce - otázky 3. Jak v rámci LCA posoudíte, že výroba elektrické energie je např. z obnovitelných zdrojů nebo z klasických zdrojů? Budou existovat nějaké štítky? To dost dobře asi nejde. A v každé zemi výrobce to může být jiné. Problematické pro výrobu a užití Pro různé země dle energetického mixu Směrnice 2010/30/EU Ecolabeling Energetické štítky (my-ecodesign.de) 30 / 26

31 Cíle práce - otázky 4. Z hlediska materiálového může být např. dřevěné držadlo ekologičtější než plastové, ale co funkčnost, jednoduchost montáže, životnost? Jak se bude posuzovat? Držadlo dřevo (plné) 150 g LCA (skládkování) 141,075 MJ Držadlo PP váha 100 g LCA (skládkování) 144,900 MJ Nebude se posuzovat Rukojeť (jadal.cz) 31 / 26

32 Cíle práce - otázky 5. Co si mám představit pod pojmem Objemová simulace? Objemová simulace = uvažované vyráběné množství Simulace úspor energie při výrobě výrobků Simulace množství emisí kg CO 2 eqv. Prováděno přes webové rozhraní na webu OPD/ÚK 32 / 26

33 Cíle práce - otázky 6. Ze zkušenosti s prací s elektrickým nářadím je mi úplně jedno, jakou uhlíkovou stopu moje vrtačka či rozbrušovačka zanechá (pokud to není např. uhlíková stopa ve vrtaném dřevě), ale vždy mě zajímá pouze výkon, jak se dobře drží, kvalita (abych to nemusel po roce používání vyhodit) a možná ještě hluk. Jak se toto bude řešit v rámci ekodesignu? Optimalizace ergonomie dle navrhovaného tvaru (raná fáze návrhu) Legislativně ošetřeno směrnice EU 2009/125/ES Směrnice 2012/27/EU nařízení (ES) č. 4/2014 Nařízení (ES) č. 1980/2000 ErP 2009/125/EU (ebaraeurope.com) 33 / 26

34 Hypotézy - otázky 1. K předpokladu, že množství vypouštěného CO 2 je závislé na objemu a povahových vlastnostech výrobku bude to také v korelaci s výkonem zařízení? 34 / 26

35 Hypotézy - otázky 2. Co to znamená, že nejlepší je použití nástroje SimaPro, ale je možné využít výhod dalších metod. Bude se SimaPro vylepšovat o další funkce? Hodnocení nástroje vůči (Inspiration/Information, Ecofair) Výhody kvalitativních metod (LiDS Wheel, MAT to) Specializované software např. TPI Rozšiřuje se o databáze pro posuzování dopadů 35 / 26

36 Hypotézy - otázky 3. Hovoříte o nástroji SimaPro a openlca jaký je v tom rozdíl? Posuzují LCA Možný vzájemný import dat Možné využívat ReCiPe, EcoInvent Rozdíl v ceně produktu Software pro LCA (simapro.co.uk, openlca.org) 36 / 26