06. 綠色設計的概念 環境化設計 綠色設計概念.

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1 06. 綠色設計的概念 環境化設計 綠色設計概念

2 產品生命週期概念 處置 物料開採 物料處理 製造 使用 再利用 再製造 再使用 環境化設計 綠色設計概念

3 自然的循環 在自然界所有的廢棄物都被利用 範例： 在淡水湖中生長的水草可供湖中的魚類食用；
當魚死亡後(如果沒被吃掉)，它的身體可被分解作為另一世代水草的營養份。

4 回到工業的循環 我們可不可以設計一個類似自然的循環一樣的工業系統 範例： 樹長大後被我們砍下做成紙，各種紙類產品可被收集起來，製成堆肥。
這些肥料又是森林另一世代的營養份。

5 生態系統設計 當複雜的系統能夠如同生命系統組織，適應並與不斷變化的環境共同演進時，這種類似生態系統的設計模式，將會逐漸取代傳統的製造方式。
自古以來，自然界的生物系統已發展出很好的解決方案，人類又何必捨近求遠?

6 包裝 香蕉皮會讓人誤以為它只是一個單純的外皮而已。但是它能保護果肉，容易剝開，從它的外貌可以看出裡面到底熟了沒有。有多少人造的包裝可得到此種好處?

7 新的生產方式 細小的蜘蛛體內藏著極為精密的「工廠」，可以在沒有高壓、加熱或強酸下，製造出強度與韌性極高的纖維。

8 石灰岩建材 將石灰岩切割成塊狀，再磨碎，送至窯爐煅燒約 1200 ~ 1600 C，產生波特蘭水泥。 飼料→雞→下蛋→蛋殼
蛤蠣或牡蠣→海水與養份→殼

9 次世代強效電池 麻省理工學院的研究人員，稍早成功利用一種病毒，使金離子附著於氧化鈷，變成次世代電池的主要原料。 這種病毒對人體無害。
在奈米科技的微觀層次，應用生技原理突破材料研發瓶頸的最好例子，對於提升電池續航力大有幫助。

10 這種次世代電池的電力可達現有電池的 3倍，不過體積與重量都相去不遠。
(Source: Ki Tae Nam)

11 環保織品 有機棉花 天然麻紗

12 挑戰 啟動新計畫的資源被限制。 組織與文化的慣性導致企業傾向 “一動不如一靜（business as usual）”。
在管理者與員工之間，環境議題並不是充分被瞭解。 現有的會計系統並不適用於反應環境的價值。 設計團隊害怕會犧牲產品品質或生產效率。 環境化設計 綠色設計概念

13 企業可行之綠色設計 清潔 生產製程 永續資 源利用 綠色 產品 環境化設計 綠色設計概念

14 更清潔的產品 修改產品的設計與物料成分，使其在生命週期各階段中產生較少的污染與廢棄物。
既然製造過程只是產品生命週期的一個階段，此方法包括清潔生產製程的開發，同時也探討產品本身更主要的基本改變。（不同於清潔生產的產品是不變的） 環境化設計 綠色設計概念

15 存在的限制 企業普遍以現有的生產製程做些微的改進，而不是重新思索該產品的基本技術與設計。
著重在單一尺度的改善量測(如廢棄物體積)，而非採用完整的環境績效觀點。(全面性的環境績效指標) 環境化設計 綠色設計概念

16 存在的限制 選擇對企業最有利的改善製程但不一定是最有效率的方法；所以常常只能收成一次，無法繼續。
以 case-by-case 的方式執行改善，(見樹不見林) ，未能將其整合入公司的營運策略。 環境化設計 綠色設計概念

17 源頭減量的設計 減少產品的尺寸、零件質量、及包裝的重量，特定輕量化的物料，設計較薄的外殼，增加液態濃度，使用電子文件。 環境化設計
綠色設計概念

18 範例：手機減量 環境化設計 綠色設計概念

19 環境化設計 綠色設計概念

20 環境化設計 綠色設計概念

21 軟性飲料容器減量之實例 容器類型 1972 (g) 1992 (g) 一次使用玻璃瓶 (0.47L) 344 218 -37%
48 33 -31% 鋁罐 (0.36L) 20 16 -22% PET 瓶 (2L) 66 54 -18% 環境化設計 綠色設計概念

22 為節約能源而設計 減少生產與配銷過程的能量使用。 減少設備的耗電量。 使用可再生的能源。 環境化設計 綠色設計概念

23 該手機在充足的陽光下放置1小時，可通話15分鐘，若完全充電則需約8小時，手機充電完全後可以使用2到3天
太陽能手機 該手機在充足的陽光下放置1小時，可通話15分鐘，若完全充電則需約8小時，手機充電完全後可以使用2到3天 資料來源：台灣醒報,

24 範例：剪報 華盛頓州已通過立法，明定電腦與電子製造商必須負責回收自家賣出的廢棄設備。
估計，去年全美的企業與個人合計換換了650萬部個人電腦，並丟棄1.3億支手機。此外，還有2,000至2,400萬台舊電視及廢電腦未計算在內，因為主人不知如何處理而留在家中。 廢棄的電視及電腦可能含有多達八磅的鉛、汞、鎘及其他掩埋在土地中將對健康產生威脅的物質。

25 產品拆解 破壞性拆解(Destructive disassembly)
人力破壞(brute force) 如焚化、切割、…. 非破壞性拆解(Non-destructive disassembly) 逆向組裝(reverse-assembly) Screw in, screw out.

26 End-of-life options 元件 產品 處置 原物料 材料程序 製造 使用 修理/再利用 再製造 粗料再循環

27 物料回收 避免複合材料、特定的可回收物料、及使用可回收的包裝。

28 零件回收 設計可再利用的容器，設計成可修復與可再製的零件。

29 範例：可再使用

30 易於接近零件 最佳化拆解的順序，設計成容易移除，避免內建元件。

31 簡化零件的介面 避免使用彈簧、滑輪、及安全帶等，避免用黏或焊的，避免用線捆綁固定。

32 簡化 減少產品的複雜性、元件的數目，設計多功能的元件，儘量使用一般的元件。 使用標準化零件

33 為廢棄物減量而設計 源頭減量 : 減少產品的尺寸、零件質量、及包裝的重量，特定輕量化的物料，設計較薄的外殼，增加液態濃度，使用電子文件。

34 - 99.3% - 69% Nokia Talkman (~ 10 kg) (Pb-Battery) Nokia 2110 ( 236 g) (Ni-Cd) Nokia Cityman (~ 770 g) (Pb-Battery) - 42% Nokia 8210 (79 g) (Li-polymer) - 42% Nokia 6110 (137 g) (NiMH or Li-ion)

35 分離性 易於辨認物料，使用少數幾種物料，使用相似或相容的物料。

36 產品拆解的成本分析

37 工廠廢棄物回收之型式 開環式 閉環式 原料 A 原料 原料 C 製程 1 製程 3 製程 1 製程 2 製程 4 製程 2 產品 B
產品 D 產品 甲廠 乙廠

38 資源的利用降階化 資 源 品 質 利用時間 二次降階環 Initial use 2nd use Recovery 3rd use
Recycling 一次降階環 Final use 利用時間

39 資源利用降階化的原理 適當的應用: 保留最高品質的資源給最需要的地方使用。
擴大利用: 增加一份資源的利用，如延長其使用時間或對抗資源品質的惡化(如透過再生)。

40 資源利用降階化的原理 重新連結: 在降階環的每一個守舊連結中，考慮將資源轉移到利用較大的第二個降階環(e.g., 利用廢棄物或副產品作為另外制程的原料)。 永續性: 確保資源的消費速率與資源再生的速率達平衡。

41 影響物料回收的因子 回收物料的經濟誘因及二次料市場的存在。 回收物料的數量、濃度、及純度。 回收與分離技術的存在及一個適當的回收基礎建設。

42 使用二次料的節能效益 鋁, Al 95% 銅, Cu 85% 鐵/鋼, Fe 74% 鉛, Pb 65% 鋅, Zn 60% 紙 64%
紙 % 塑膠 >80%

43 使用廢鐵/廢鋼的效益 節省能量 74% 節省原料 90% 減少空氣污染 86% 減少水用量 40% 減少水污染 76%
節省能量 74% 節省原料 90% 減少空氣污染 86% 減少水用量 40% 減少水污染 76% 減少採礦廢棄物 97% 減少消費者廢棄物產生量 105%

44 資源回收的流向 使用中 廢棄 分得不好的CR 降階利用 循環 大量資源, MR 關鍵性資源, CR

45 範例：汽車的拆解 報廢汽車的銅線要分開處理，否則會和車殼或引擎的鐵混在一起。銅(CR)和鐵(MR)的合金，其性能不佳，更難將其分離。

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47 廢電子產品 拆解 標準 元件 (如IC) 塑膠 (包括 PBB/ PBDE) 玻璃 含鉛 玻璃 汞 大型 金屬 元件 連接線 電路板
金屬 塑膠 混合物 塑膠 木材 電池 再利用 進一步 處理 精製 回收 能量 特殊 處理 特殊 掩埋 破壞 Ragn-Sells AB, Sweden

48 WEEE中物料之比例 物料 百分比 鐵 38 非鐵 28 塑膠 19 玻璃 4 木材 1 其他 10

49 零件的終期價值 設計的零件應能符合封閉廻圈製造上的再利用。 設計的零件由於他們的一般功能、彈性及可程式能力而被再利用於二手的應用。
利於非破壞性的拆除零件，例如表面封裝的晶片不容易回收是因為他們的細腳很容易折損。 設計的零件應可加速測試與修復的功能。

50 零件回收設計考慮重點 運送：避免正常幾何體積以外的突出物，以減少轉運中的損害，並幫助儲存時的堆置。
拆解：減少扣件的數量與種類，以減少拆解時所需的工具。多用標準扣件，可減低拆解的時間。

51 挑選：使用相同或非常不同的零件，以減少需花在分辨零件上的努力。
清潔：避免在產品的某些地方積塵，如尖銳的溝槽與凹槽，增進清潔工具與液體的方便進出。使用適當的物料、構造及顏色，減低髒的外表與清潔過程的損壞。

52 評估：正確而明確地指示一個零件的剩餘有用時間，減少需評估零件再利用性的努力。
整修：設計不會壞的零件，或是注意力放在預料會磨損或壞掉的可移除或替換的零件，如嵌入物件或套管；以減少勞力與資本密集的整修需求。