Elektroniikan tuotannossa kestävä kehitys tarkoittaa haitallisten materiaalien vättämistä, energiankulutuksen minimoimista ja tuotteen elinkaariajattelun laajentamista. Elektroniikkateollisuuden kiinnostus vihreään elektroniikkaan ja sen rooliin tulevaisuuden teknologioissa on kasvussa. 

Elektroniikkateollisuuden näkökulmasta kestävyys ympäristön kannalta tarkoittaa  sitä, että elektroniikkaa kehitetään ja tuotetaan ilman, että käytetään rajallisia resursseja tai aiheutetaan haittaa muulla tavoin esimerkiksi myrkyllisen jätteen muodossa. Tavoite on hieno, mutta myös haastava. Jotta tavoitteeseen päästään, on elektroniikka-alan mietittävä uudelleen tuotesuunnitteluaan ja tuotantoprosessejaan, linjaa Leif Wartacz Elektroniikkalehden artikkelissaan syksyllä 2019.

Vihreä suunnittelu ja elinkaaren aikainen energiankulutus

Kun elektroniikkalaitteita suunnitellaan, tavoitteena tulee olla energiankulutuksen minimointi tuotteen valmistuksen ja käytön aikana. Usein on kuitenkin vaikeaa määritellä tuotteen materiaalien ja komponettien kokonaisenergiankulutus. Elektroniikkalehden artikkelissa on  tunnistettu yleisiä periaatteita, joiden avulla energiankulutusta voidaan arvioida:

  • Paino: Yhtenä nyrkkisääntönä on, että mitä painavampi komponentti, sitä enemmän energiaa sen valmistaminen kuluttaa. Käyttämällä kevyempiä komponentteja tai vähentämällä niiden määrää voidaan pienentää tuotteen kokonaisenergiankulutusta. Tähän sääntöön on luonnollisesti poikkeuksia, joten painon vaikutusta tulee arvioida tapauskohtaisesti.
  • Monimutkaisuus: Jotkut komponentit ovat monimutkaisia valmistaa ja siksi niillä on keveydestään huolimatta suuri kokonaisenergiankulutus. Nyrkkisääntönä on, että mitä monimutkaisempaa komponenttien valmistus ja kokoonpano on, sitä suurempi sen kokonaisenergiakulutus on.
  • Pintaliitos vai läpiviennit: Käyttämällä pintaliitos- eli SMD-komponentteja (Surface Mount Device) voidaan materiaalien käyttö minimoida komponenttien pienen koon takia. Artikkelin mukaan tämä voi olla etu, mutta toisaalta läpiladottavat- eli THT-komponentit (Through-Hole Technology), jotka ovat SMD-komponentteja isompia, vaativat paljon vähemmän energiaa tuotantoprosessilta. Valittavan ratkaisun edut ja haitat täytyy punnita tarkkaan kulloisenkin sovelluksen mukaan, ohjeistaa Wartacz.

Materiaalivalintojen vaikutukset

Tuotteen valmistuksessa käytetyn kokonaisenergian lisäksi on monia muita tekijöitä, jotka pitää ottaa huomioon, kun suunnitellaan kestävän kehityksen mukaisia elektroniikkalaitteita. Energiakulutuksen lisäksi laitteella voi olla negatiivinen vaikutus ympäristöön sen tuotannossa käytettyjen materiaalien kautta, muistuttaa artikkeli. Entisaikaan elektroniikkakomponenttien valmistuksessa käytettiin yleisesti lyijyä, elohopeaa, asbestia tai kadmiumia komponentteja suunniteltaessa. Nykyään tällaiset aineet aineet ovat ankarasti kiellettyjä.

Euroopan Unionin RoHS-direktiivin (Restriction of Hazardous Substances) tultua voimaan vuonna 2006 Euroopassa myytävä elektroniikkalaite ei saa sisältää määriteltyjä rajoja enempää haitallisia materiaaleja. Tällaisia materiaaleja ovat esimeriksi lyijy, elohopea ja kadmium.

Toim. huom. Valitettavasti elektroniikkaromun kierrätyksessä törmätään edelleen näihin nykyisin kiellettyihin haitallisiin ja vaarallisiin aineisiin, kuten tuore Kajaanin Romun tapaus osoittaa.  

Kuten tällä sivustolla olemme aiemmin kertoneet, EU:n uudistetun jätedirektiivin artiklan 9 – Jätteen syntymisen estäminen –mukaisesti Euroopan kemikaaliviraston ECHA:n tehtävänä on perustaa uusi tietokanta (SCIP database), johon EU-tuottajien ja -maahantuojien tulee tehdä ilmoitus esineissä käytettävistä aineista. Ilmoitusvelvollisuus koskee esineen toimittajaa, kun esine sisältää yli 0,1% w/w kandidaattilistalla olevaa erityistä huolta aiheuttavaa ainetta (SVHC). Tiedot aineista esineissä tulee olla SCIP-kannassa 5.1.2021 alkaen, joten yrityksille tulee melkoinen kiire, mikäli aikovat lakia noudattaa.

Kuva 1. ECHA:n ylläpitämän SCIP-tietokannan tavoitteena on tarjota kuluttajille ja kierrättäjille tietoa tuotteiden sisältämistä kandidaattilistan aineista. (Lähde: ECHA, 2019)

Elinkaaren loppupään mahdollisuudet

Elektroniikkatuotteen suunnitteluvaiheessa on tärkeä miettiä, mitä tuotteelle tapahtuu, kun se poistuu käytöstä. Ekosuunnitteludirektiivi korostaa, että 80% ympäristön saastumisesta ja 90% valmistuskuluista johtuu tuotteen suunnitteluvaiheessa tehdyistä päätöksistä. EU:n vahvasti ajamassa kiertotalous-ajattelussa elinkaari nähdään syklisenä, jolloin tuotteen uudelleenkäyttö ja korjattavuus ovat tärkeitä vaiheita ennen kuin tuote päätyy perinteiseen materiaalikierrätykseen.

Kuva 2. Tuotteen elinkaaren vaiheet kiertotalouden näkökulmasta (Lähde: Euroopan parlamentti, 2018)

Korjattavuus

Elektroniikkalehden artikkelissa korostetaan, että paras tapa varmistaa tuotteen kestävyys ja pitkä käyttöikä on suunnitella laite niin, että sen korjattuvuus on suunniteltu mukaan tuotteeseen. Tämä pidentää tuotteen elinkaarta huomattavasti ilman suuria ponnistuksia. Korjattavuus on keskeinen teema myös EU:n uuden kiertotalouspaketin tavoitteissa. Helppo tapa mahdollistaa korjattavuus on suunnitella tuote niin, että se on helppo purkaa ja sen osat on helppo vaihtaa.

“The new repair requirements will help improve the lifetime of everyday appliances that currently fail too quickly. It is crucial we bin the current ‘throwaway’ trend, which depletes natural resources and empties consumers’ pockets.” Monique Goyens, Director general of BEUC, the European Consumer Association (Lähde: Euroopan komissio, 2019)

Uudelleenkäyttö ja kierrätys

Kun tuotetta ei kannata enää teknisistä tai taloudellisista syistä korjata, voidaan sen osia käyttää uudelleen tai  kierrättää. Hyvä esimerkki osien uudelleenkäytöstä on autopurkamo-toiminta, joka pitää esimerkiksi kolaroitujen autojen käyttökelpoiset osat kierrossa. Ne osat, joille ei ole enää kysyntää, voidaan murskata ja kierrättää materiaaleina normaalissa autonromutusprosessissa.

Mitä monimutkaisempi tuote on, sitä hankalampaa on pelastaa osia kierrätykseen. Suunnitteluvaiheessa voidaan analysoida, miten tuotteen eri osia tai komponentteja voidaan kierrättää.  Elektroniikkatuotteissa osien tai komponenttien uudelleenkäyttöä on vaikeuttanut esimerkiksi komponenttien liimaaminen vastoin EU:n määräyksiä.

Osana uutta kiertotalouspakettia, EU on tuonut uusia vaatimuksia koskien varaosien saatavuutta, laitteiden korjattavuutta ja käytöstä poistettujen laitteiden soveltuvuutta tehokkaaseen loppukäsittelyyn. EU:n mukaan vuonna 2016 kiertotalouteen liittyvään toimintaan, kuten korjauspalveluihin, uudelleenkäyttöön ja kierrätykseen, investoitiin noin 17,5 miljardia euroa, ja sen synnyttämä lisäarvo oli yhteensä lähes 147 miljardia euroa.

Kohti vihreää elektroniikkaa

”Elektroniikkatuotteet, jotka täyttävät kaikki keskeiset kestävän kehityksen periaatteet ja tuovat alalle innovaatioita, näyttävät tietä kohti vihreän elektroniikan tulevaisuuteen”, uskoo Elektroniikkalehti. ”Kun yritykset alkavat suosia ekoystävällisempiä tuotteita esimerkiksi pienempien energiakustannusten ja kuluttajien vaatimusten takia, alamme ymmärtää mitä kestävyys voi tarkoittaa elektroniikkateollisuudelle.”

Lähteet:

 

Lisää aiheesta:

 

ECHA:n rakenteilla oleva SCIP-tietokanta aineista esineissä tietää yrityksille paljon lisätyötä – ja valmista pitää olla jo reilun vuoden päästä

 

 

 

About the author