Elektroniikka-ala ja ympäristö. Yritysten ympäristövastuu

Transkriptio

1 Elektroniikka-ala ja ympäristö Yritysten ympäristövastuu Miksi yritysten täytyy ottaa ympäristö huomioon? Ympäristölainsäädäntö ( on pakko ) Imago ( hyvää mainosta ) Taloudelliset tekijät ( kannattavaa ) Raaka-ainehinnat Energiakustannukset Kuljetuskustannukset Työsuojelu/-turvallisuus ( pienentää riskejä ) 1

2 Yritysten ympäristövastuu Materiaalitehokkuuden on noustava Raaka-aineiden maailmanmarkkinahinnat Prosessien materiaalitehokkuus Jätteiden välttäminen ja jätteestä resurssiksi ajattelu yhden jäte on toisen resurssi Päästörajoitukset ja muun ympäristöohjauksen tiukkeneminen Energiatehokkuuden merkitys kasvaa Materiaaleihin sitoutuu myös energiaa CO2 - päästöjä leikattava oleellisesti Elinkaarimalli Elinkaariajattelussa tarkastellaan tuotteen elinkaaren eri vaiheita raaka-ainelähteeltä valmistuksen ja jalostuksen kautta kulutukseen sekä käytön jälkeen tapahtuvaan hyötykäyttöön (kierrätys, energiantuotanto, uusiokäyttö raaka-aineena tai tuotteena tai loppusijoitus kaatopaikalle). Kussakin vaiheessa käytetään erilaisia panoksia, kuten materiaaleja, energiaa ja vettä (Inputs), ja aiheutetaan erilaisia päästöjä ja ympäristökuormitusta ilmaan, veteen tai maaperään (Outputs). Elinkaariarviointi (Life Cycle Assessment, LCA) on menetelmä, jonka avulla pyritään systemaattisesti selvittämään tuotteen tai palvelun koko elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset raaka-aineen hankinnasta tuotteen hylkäämiseen asti. Elinkaariarvioinnin toteuttamisessa voidaan käyttää apuna kansainvälisen standardisointijärjestön, ISO:n sarjan standardeja. 2

3 Elektroniikkatuotteen elinkaarimalli Energia Apuaineet Jätteet Päästöt Jätteet Päästöt Tuotanto Energia Apuaineet Raaka-aineet Käyttö Energia Luonnonvarat Jätteet Päästöt Tuotteen loppusijoitus Energia Apuaineet Jätteet Päästöt Tuotesuunnittelu Ympäristöasioiden kokonaisvaltainen huomioiminen tuotekehityksessä on haastava tehtävä. Tulosten saavuttamiseksi on tärkeää, ettei ympäristöasioita pidetä erillisenä osa-alueena vaan niiden on oltava keskeinen osa uusien tuotteiden suunnittelua. Yksityiskohtaisia ohjeita ympäristön huomioon ottavalle tuotesuunnittelulle ei voida antaa. Asiaa on pohdittava tapauskohtaisesti ja mietittävä kokonaisvaltaisesti parasta ratkaisua. Tärkeätä on, että ympäristönäkökohdat ovat mukana tuotesuunnittelussa ja päätöksenteossa yhtenä osatekijänä muiden joukossa. 3

4 Tuotesuunnittelu Tuotesuunnitteluparametrit Tuotteen paino ja tilavuus Kierrätettyjen materiaalien käyttö Energiankulutus elinkaaren aikana Terveydelle/ympäristölle haitallisten aineiden käyttö Tuotteen käyttöön ja kunnossapitoon liittyvät asiat Käyttöiän pidentäminen Uudelleenkäyttö ja kierrätettävyys Päästöt ilmaan, veteen, maaperään Jätteet ja ongelmajätteet Tuotesuunnittelun laatimat ohjeet Valmistusprosessiin liittyvät ohjeet Kuluttajille tietoa tuotteen ympäristöominaisuuksista; voivat verrata tuotteita Asennus-, käyttö- ja kunnossapito-ohjeet tuotteen käyttäjälle Tuotteen purkamis-, kierrätys- ja jätteenkäsittelyohjeet Tuotesuunnittelu Komponenttien valinnassa kannattaa suosia uusimmilla teknologioilla valmistettuja komponentteja, sillä uusissa valmistusprosesseissa on ympäristövaikutuksiin kiinnitetty enemmän huomiota. Esimerkiksi puolijohteiden valmistuksessa käytetään lukuisia ympäristölle haitallisia kemikaaleja, käytetään korkeita lämpötiloja ja runsaasti kaasuja, joko suojaamaan prosessia tai kuljettamaan haluttuja aineita puolijohteille. Uusimmat valmistusprosessit kuluttavat yleensä vähemmän energiaa ja ovat ympäristöä säästäviä 4

5 Tuotesuunnittelu Kierrätettävyys on tärkeä näkökohta mekaanisten osien materiaalien valinnassa ja suunnittelussa. Tuote on suunniteltava helposti purettavaksi, niin että eri materiaalijakeet on helppo irrottaa toisistaan. Mitä helpommin eri materiaalit voidaan erottaa, ja mitä vähemmän erilaisia materiaaleja rakenne sisältää, sitä helpompi se on kierrättää. Tämä lisää tuotteen arvoa romuna ja pienentää kaatopaikoille joutuvaa osuutta. Tuotesuunnittelu Elektroniikan materiaalit joudutaan usein pinnoittamaan haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Pinnoitusprosessit kuluttavat energiaa ja niissä käytetään monia ympäristölle haitallisia kemikaaleja. Pinnoittamattomuus olisi ympäristömielessä etu, mutta useimmiten elektroniikan metallien pinnan ominaisuuksien on vuosien aikana pysyttävä muuttumattomina ja siksi pinnoitteita on käytettävä. Tuotteen suunnitteleminen mahdollisimman luotettavaksi ja pitkäikäiseksi on järkevää myös ympäristömielessä, vaikka se edellyttäisikin erilaisten pinnoitusprosessien käyttöä. Muovin pinnoittamista metallilla on vältettävä, sillä se estää muovin kierrättämisen. 5

6 Tuotesuunnittelu Muovirakenteissa on syytä valita sellaisia materiaaleja, joille yleisesti on käytössä kierrätysjärjestelmät. PVC:n käyttöä tulisi välttää, koska sen kierrättäminen on hankalaa. PVC:n joutuminen kaatopaikoille on todennäköistä, ja sen kaatopaikoille viemisestä on jo rajoituksia eri maissa. Halogeenittomien materiaalien käyttö esimerkiksi kaapelien eristemateriaalina on suositeltavaa. Elektroniikan komponenttien muovikoteloissa, mekaanisten rakenteiden muoviosissa ja piirilevy-materiaaleissa käytetään palonestoaineita, yleensä orgaanisia bromiyhdisteitä. Useat bromatut palonestoaineet ovat ympäristölle haitallisia jo sellaisenaan. Vaarallisimpina ne ovat palaessaan, jolloin syntyy myrkyllisiä kaasuja, dioksiideja ja furaaneja. Vaihtoehtoisia palonestoaineita tutkitaan, ja halogeenittomien vaihtoehtojen määrä todennäköisesti pian lisääntyy. Tuotesuunnittelu Lyijy on elektroniikan tuotteiden yleisin raskasmetalli. Lyijyakkujen kierrättäminen on jo tehokasta useissa maissa, mutta liitosmateriaalina se vielä joutuu elektroniikkaromun mukana kaatopaikalle. Lyijyttömiä liitosprosesseja on kehitetty ja niitä tutkitaan jatkuvasti. Juotteiden sisältämien kemikaalien suhteellinen työperäinen myrkyllisyys noudattaa järjestystä Bi<Zn<In<Sn<Cu <Sb<Ag<Pb. Johtavien liimojen käyttö on joissakin tapauksissa edullista. Yksiselitteistä vaihtoehtoa tina/lyijyn korvaamiseksi luotettavuudesta tinkimättä ei vielä ole löytynyt, vaan vaihtoehtojen soveltuvuus tutkitaan tapauskohtaisesti. 6

7 Tuotesuunnittelu Akut ja paristot ovat perinteisesti sisältäneet runsaasti raskasmetalleja. Lyijyakkujen keräys on järjestetty hyvin useimmissa maissa ja lyijy kiertää uusien tuotteiden valmistukseen. Akkujen ja paristojen valikoimissa on jo tarjolla lukuisia vaihtoehtoja, joissa raskasmetalleja ei enää käytetä. Tuotesuunnittelu Ympäristöasioita koskevia merkintöjä ovat mm. materiaalimerkinnät, kierrätykseen ja uudelleenkäyttöön opastavat merkinnät sekä ns. ympäristömerkit. Kierrätyksen kannalta oleelliset osat on syytä varustaa merkinnöin, esim. akut, paristot ja kaikki yli 25 g painavat muoviosat. Eri tuoteryhmille on käytössä ympäristömerkintöjä, joiden myöntämisen perusteet on erikseen määritelty. 7

8 Tuotesuunnittelu Pakkaukset kasvattavat merkittävästi jätemääriä. Pakkausten keräys, uudelleenkäyttö ja kierrätys on useissa maissa hyvin järjestetty ja jopa lakisääteistä. Pakkaussuunnittelu tulee aloittaa mahdollisimman aikaisessa vaiheessa osana tuotesuunnittelua. Pakkauksen tärkein tehtävä on suojata tuotetta mekaanista, ilmastollista ja mahdollisesti myös biologista rasitusta vastaan. On hyvä suosia materiaaleja, joilla kierrätys ja keräysjärjestelmä on laajasti käytössä. Elektroniikan valmistus Elektroniikan valmistaminen vaatii paljon energiaa ja raaka-aineresursseja. Yhteen tietokoneeseen käytetään yli tuhatta eri materiaalia, joista monet ovat myrkyllisiä. Piirilevyissä on käytetty lyijyä, kadmiumia ja palonestoaineita, monitorien kuvaputkissa lyijyoksideja ja litteiden TFT-näyttöjen valmistuksessa elohopeaa. Energiankulutus puolijohteita valmistavalla laitoksella on samaa luokkaa kuin asukkaan kaupungilla. Puhdasta vettä laitos kuluttaa kuudesta kahdeksaan miljoonaa litraa päivässä. YK:n mukaan 24 kiloa painavan tietokoneen ja näytön valmistukseen vaaditaan arviolta 240 kiloa fossiilisia polttoaineita, 22 kiloa kemikaaleja ja 1500 litraa vettä 8

9 Elektroniikan valmistus Elektroniikan valmistus suunnitellaan osana tuotesuunnittelua Valmistuksessa käytettävät komponentit Valmistusprosessit Tuotesuunnittelulla on suuri vaikutus valmistuksessa syntyvän jätteen määrään Tuotannon saanto Komponenttien pakkaukset Komponenttien valmistuksen jätteet Elektroniikan valmistus Elektroniikan valmistuksessa käytetään ympäristölle vaarallisia aineita Piirilevyteollisuus Etsaushapot ja tinastripperit Erityyppiset jalometallisyanidit Peittaushapot Puolijohdeprosessit Kaasut (arseeni, silaani) Etsaushapot Komponenttivalmistus Berilliumoksidi 9

10 Elektroniikan käyttö Elektroniikan käytön aikaisia ympäristövaikutuksia ovat mm. Pakkausjäte Energian kulutus Käyttöikä Kuluminen Luotettavuus Huollettavuus/korjattavuus/päivitettävyys Turvallisuus Ympäristö Henkilö Elektronisten laitteiden vuosikulutuksia (kwh) Laite Kuvaputki-TV, ykköslaite Kuvaputki-TV, kakkoslaite 52 LCD-TV, iso 487 DVD-soitin 19 Video Perus digiboksi 49 Tallentava digiboksi 100 Pöytätietokone Kannettava tietokone 25 Laajakaistamodeemi 51 Monitoimilaite 32 Tulostin 19 Saunan kiuas 1000 Jääkaappi-pakastin

11 Sähkötapaturmat SÄHKÖLAITTEET Ammattilaiset Jatko- tai liitäntäjohto Valaisin Kodinkoneet/ viihde-elektroniikka Muu tuote Ammattilaiset yht Maallikot Jatko- tai liitäntäjohto Valaisin Kodinkoneet/ viihde-elektroniikka Muu tuote Maallikot yht Sähkölaitteet yhteensä Elektroniikan kierrätys Tietotekniikan nopea vanheneminen yhdistettynä sen valmistamisessa kuluviin resursseihin ja nopeaan globaaliin laajenemiseen on luonut valtavan elektroniikkajäteongelman. Euroopan unionin kansalaisen tuottaman elektronisen jätteen määrä koko eliniän aikana on arvioitu olevan noin kolme tonnia. Elektroniikkajäte on maailman nopeimmin kasvava myrkyllisen jätteen lähde. Se on kasvanut ongelmaksi etenkin kehittyvissä maissa, jonne länsimaat rahtaavat paljon käytöstä poistuneita tietokoneita. Yhdysvalloissa syntyvästä elektroniikkajätteestä 60 prosenttia päätyy Kiinaan, Intiaan tai Pohjois-Afrikkaan kaatopaikalle tai käsin kierrätettäväksi 11

12 Elektroniikan kierrätys Tietotekniikan kierrättämisen tärkein muoto on koneen uudelleenkäyttö. Vanhan tietokoneen voi viedä usein maksutta tai pientä korvausta vastaan kaupungin kierrätyskeskukseen, joka myy toimivat osat eteenpäin konepaketteina. Toinen uudelleenkäytön muoto on tehdä vanhasta tietokoneesta esimerkiksi Linuxpalvelin. Piirikortin kierrätys 1. Murskaus, analysointi 2. Poltto romun omalla lämpöenergialla 3. Savukaasujen jälkipoltto ja pesu 4. Tuhkan syöttö konvertteriin malmirikasteen joukkoon 5. Konvertterista raakakupari 6. Jalometallit elektrolyyttisesti Tonni tietokoneromua sisältää enemmän kultaa kuin 17 tonnia kultamalmia 12

13 Raaka-ainepitoisuudet Piirikorttiromu: Cu % Ni 1-2 % Pb 1-5 % Au g/mt Ag g/mt Pd g/mt Pt 1-10 g/mt Si Zn, Sn, Fe, Ru muovit 25 % => lämpöenergia Alumiini Alumiinia käytetään monissa sovellutuksissa missä tarvitaan kevyttä metallia, joka on korroosion kestävää. Lentokoneteollisuus on alkuaineen suurkuluttaja. Alumiinin lujuuden parantamiseksi siihen lisätään 10 % magnesiumia (Mg). Alumiinimetallin keveys, vahvuus ja jäykkyys ovat ominaisuuksia, joiden takia sitä käytetään erilaisissa tuotteissa lumilapiosta valtamerilaivoihin. Alumiinin uudelleen sulattaminen vaatii vain vähän energiaa, vain 5% siitä energiasta, joka vaaditaan vastaavan alumiinimäärän valmistamiseen bauksiitista. Materiaalihäviökin on vain 3% ja se mitä häviää, palaa luontoon alumiinioksidina, mikä on sen luonnollinen koostumus ja näin se ei kuormita luontoa. Alumiinin kiertokulku on käytännössä loputon. Alumiinin uusiokäytössä energiantarve on pieni, ja useinkin sulatettuna sen ratkaisevat ominaisuudet ja määrä säilyvät lähes samana. Suurin osa Suomessa erotettavasta alumiinista tulee teollisuus-, elektroniikka-, sähkötarvike-, ajoneuvo- ja metallipakkausromusta. 13