Hållbar utveckling, Naturresurser
ESSF05 Elektronikprojekt och hållbar utveckling, 31 mars 2015 Hållbar utveckling, naturresurser m m Per Svenningsson, Miljö- och energisystem Föreläsningen ger en översikt över hållbar utveckling-begreppet samt mer specifikt om naturresurser – hur de kan klassificeras och analyseras samt några exempel på aktuella och konkreta resursfrågor. I läroboken är ett flertal avsnitt relevanta, särskilt: •Hela kap 1, men särskilt om Hållbar utveckling (1.9 – 1.11) •2.12 Energi- och materiallagar •4.3.2 Att samtidigt leva inom naturens begränsningar •4.4 Några kritiska problem •5 Systemtänkande och systemanalys Föreläsningens uppläggning • Vad innebär hållbar utveckling? • HU i ett ftg-persp: CSR • Naturresurser – begrepp och storleksordningar • Några exempel på ”resursproblem” (Ny Teknik, 5/3 2012) (National Geographic) ”From Dust to High-Tech At mines like this one in Jiangxi Province, China produces 95 percent of the world's rare-earth minerals, a key resource for the future of energy. With tongue-twisting names like dysprosium, yttrium, and neodymium, these 17 metals are found in products ranging from cell phones and computers to medical devices and jet engines. They play an important role in the coatings, magnets, and phosphors used in green technology, such as photovoltaic thin film panels, fluorescent lighting, wind turbines, and electric vehicles.” Importerad (eller inhemsk) förnybar energi kan ha en miljömässigt tråkig och/eller socialt oacceptabel ”ryggsäck”. /TV4, 2008/ (http://www.worldometers.info/world-population/ 24/1 2015 kl 11.25) En hållbar utveckling? Vad är ”hållbar utveckling”? ”Standarddefinitionen” från Brundtlandkommissionen (Our Common Future/Vår gemensamma framtid): ”…en utveckling som tillfredsställer dagens behov utan att äventyra kommande generationers möjligheter att tillfredsställa sina behov” Senare har tillkommit ”the three pillars of sustainability”: Miljömässig + ekonomisk + social hållbarhet Sustainable development – the official version Conventional wisdom sedan Johannesburg 2002. Begreppet ”hållbar utveckling” är inte hugget i sten ... • I grund och botten ett ”politiskt” koncept • Stor enighet om att ”hållbar utveckling” är eftersträvansvärt i alla sina komponenter • Men stor mångfald i tolkningar av olika aktörer och intressen använd begreppet kritiskt! bra strukturell referensram! Kursboken, kap 1.10: • 1.10.1 Ett politiskt ställningstagande som bygger på etiska principer – ... Människor och ekosystems beroende av varandra ... • 1.10.2 Olika representationer av världen – Modeller: ”teknocentriska”, ”ekocentriska”, ”sociocentriska” etc • 1.10.3 Kompromisslösningar och vikten av förhandling, kommunikation och tvärvetenskap – Hård vs. mjuk hållbarhet etc (Global) historik • FN-konferensen i Stockholm om den mänskliga miljön 1972 Intresset för miljöfrågorna slog igenom i början av 1960-talet. De fick här sitt genombrott på världssamfundets dagordning Stockholmskonferensen utmynnade bland annat i en politisk deklaration och ett handlingsprogram. • Brundtlandkommissionen 1983–1987 FN tillsatte 1983 en grupp med uppdrag att analysera de kritiska miljö- och utvecklingsfrågorna: The World Commission for Environment and Development, senare ”Brundtlandkommissionen” efter ordföranden Gro Harlem Brundtland. Kommissionen publicerade sin rapport 1987, den så kallade Brundtlandrapporten: ”Our Common Future”. • Rio-konferensen 1992 om miljö och utveckling (UNCED) Tjugo år efter miljökonferensen i Stockholm samlade FN världens ledare till en konferens i Rio de Janeiro om miljö och utveckling. Agenda 21 är den överenskommelse som har blivit mest känd från Rio-konferensen. Det är en omfattande handlingsplan för hållbar utveckling som kombinerar globalt tänkande och lokalt handlande. I Rio 1992 kom även: • UNFCCC – klimatkonventionen (som sedan ”avkastade” bl a Kyotoprotokollet) • Konventionen om biologisk mångfald Definitioner av ”hållbar utveckling” - en svår uppgift! - Vad ska bevaras/upprätthållas? - Vad ska utvecklas? - Med vilken tidhorisont? (US National Research Council 1999) Risk för att begreppet ”älskas ihjäl”, därför att olika aktörer definierar och använder det på olika sätt, och efter sina syften. MDG – the Millennium Development Goals Några möjliga ”dimensioner” i social och ekonomisk hållbarhet Social hållbarhet: Ekonomisk hållbarhet: •Mänskliga rättigheter •Goda verksamhetsmetoder •Arbetsrätt/arbetsförhållanden – Tvångs/barnarbete – Fackliga rättigheter – Arbetsmiljö •Äganderätt/ansvar markanvändning – Konflikt med livsmedelsproduktion •Äganderätt/ansvar vattenanvändning – Korruption – Relationer till affärspartners – Relationer till konsumenter •Ekonomisk riskhantering Och ”miljömässig” hållbarhet ... • • (Direkta) utsläpp av växthusgaser i ett livscykelperspektiv • Indirekta miljöeffekter via markanvändning – Andra (direkta) utsläpp till luft i ett livscykelperspektiv – – – – Försurande utsläpp Bidrag till övergödning Bidrag till marknära ozonbildning Ozonförstörande utsläpp (stratosfäriskt ozon) • (Direkta) utsläpp till vatten • Användning av (färsk)vatten • Markanvändning inklusive ”havsyteanvändning” – – Ianspråktagen yta inklusive påverkan på annan markanvändning Bevarande av markens kvalitet (erosion, näringsinnehåll, kemikalieläckage ...) Växthusgaser etc. • Påverkan på biodiversitet • Energi/resurseffektivitet (inklusive energiåterbetalning) • Resursanvändning (inkl återvinning) – – – • Avfall – – • Ändliga resurser Förnybara resurser Toxiska o/e sällsynta ämnen Organiskt avfall Annat avfall Buller Hållbarhetsarbete i näringsliv och organisationer – miljöarbete i företag • Kan ske på olika nivåer … • Strategiska beslut enstaka investeringar … • Miljöanpassad produktutveckling • Formaliserade metoder för miljöarbete ”TÄNK EFTER FÖRE” minskar tekniska och kommersiella risker Vad hände på hållbarhetsfronten i näringsliv/industri från 60-talet och framåt? • Grovt uttryckt har industrin i mångt och mycket utvecklats från att vara bromsklossar för hållbarhet till (i vissa fall) spjutspetsar • En illustration ges av standardiseringsarbetet inom framförallt ISO: 9 000 => 14 000 => 26 000 Ett modernt synsätt (från sekelskiftet) • Företagens miljö- och energipolicy mer offensiv och siktet är inställt på ständiga förbättringar. • Jämte den konventionella redovisningen enligt Aktiebolagslagen publiceras ofta miljö- o/e hållbarhetsredovisningar • Lagar och andra krav betraktas som ett minimum • En ny ISO-standard för CSR (Corporate Social Responsibility), ISO 26 000, fastställdes 2010 • Ett aktivt CSR-arbete minskar risker, attraherar och motiverar personalen, ger goodwill, kan ge försprång på marknader … CSR – företags samhällsansvar: struktureras ofta på samma sätt som hållbarhetsbegreppet • Ekonomiskt ansvarstagande – Affärsetik, relation till underleverantörer etc • Miljömässigt ansvarstagande • Socialt ansvarstagande – Arbetsmiljö, deltagande i samhället etc ISO 26 000: inte en kravstandard, utan ”vägledande” med rekommendationer (går inte att certifiera mot) Grundprinciper för socialt ansvarstagande: •Ansvarsskyldighet •Transparens •Etiskt uppträdande •Respekt för intressenterna •Respekt för lagen •Efterlevnad av internationella uppförandenormer ISO 26 000 innehåller även sju konkreta sakfrågor där varje företag eller organisation kan välja vilken eller vilka frågor de vill fokusera på: • • • • • • • Organisationsstyrning Mänskliga rättigheter Arbetsvillkor Miljö Ansvarsfulla affärsmetoder Konsumentfrågor Lokal samhällsutveckling Riskmatris (Klas Eklund, föreläsning nov 2011) Weak commitment to CSR Strong commitment to CSR commercially Bad business Will not do well Competent commercially May do well, but will meet increasing risks Good chance of success Not competent Dvs ”bara” ett miljö/CSR-engagemang är inte tillräckligt för framgång. Men om företaget/organisationen i grund och botten har kommersiell kompetens, ökar chansen till kommersiell framgång ytterligare, om man på ett proaktivt sätt kan27hantera miljö- och hållbarhetsfrågor. Exempel: Vem är (miljö/hållbarhets)boven? • Ett konventionellt svar här är ”industrin”, som släpper ut föroreningar och omsätter materiella resurser • MEN, i mycket hög utsträckning förskjuts nu ”ansvaret” (eller åtminstone orsak-verkan-sambandet mot betydelsen av privata konsumtionsval (gäller i första hand iländer/motsv) • Privata transportval har t ex mycket stor betydelse för graden av hållbarhet (t ex privatbilism = resursåtgång både för tillverkning och drift av fordon) • Annan privat konsumtion av betydelse: kläder, hemelektronik, kemikalier (rengöring, hygien etc) Är detta uthålligt (Sverige, 2009)? • F n ”producerar” varje svensk ca 500 kg privata sopor varje år – det som brukar betecknas som ”hushållsavfall”. Utöver detta uppstår mångdubbelt mera avfall som följd av industriell verksamhet. • Vi bebor drygt 45 m2/cap, och dessa kvadratmeter ska bl a förses med ett gott inomhusklimat (uppvärmning/kylning/luftväxling). Dessutom ska ytterligare minst 25 milj m2 värmas upp (lokaler, industrier etc). • Sveriges befolkning reser varje dag ca 363 milj km inrikes, och varje år företas ca 13,5 milj utlandsresor, de flesta med flyg. • Vi äter ca 25 kg nötkött per person och år. Enbart detta ger utsläpp av växthusgaser motsvarande 500 kg CO2 – vilket i sin tur motsvarar utsläppen från mer än 400 mil i en bensinsnål personbil. Räcker det att: • Sluta de materiella kretsloppen (återvinning, avfallshantering)? • Energieffektivisera maximalt (t ex passivhus, effektiva system för luftväxling etc)? • Använda extremt energieffektiva fordon? • Använda förnybar energi till fordon och byggnader – om den räcker? Nötköttet blir en principiellt svårare nöt att knäcka! En hållbar framtid för en ökande befolkning förutsätter: • En ökad effektivitet i resursanvändningen • Substituera ändliga (fossila) resurser med förnybara • Utveckling av tekniska system som sluter flöden av ändliga material/resurser NE, naturresurser: Naturtillgångar, naturföreteelser i form av materia och energi som efterfrågas och utnyttjas av människan. De kan vara utnyttjade eller outnyttjade, upptäckta eller oupptäckta. Reserver är naturresurser som är kända och så åtkomliga att de kan utnyttjas ekonomiskt med känd teknologi. Naturresurser kan klassificeras i flödes-, fond- och lagerresurser. Det finns både energi- och materialresurser inom alla klasserna nedan. Observera att ”avkastningen” från en fond kan betraktas som ett flöde. Observera även att de ändliga resurserna främst begränsas via sin totala utvinnbara mängd, medan de förnybara resurserna har ett maximalt uttagbart flöde. Ändliga resurser kan karaktäriseras via (den totala) resursen (”resources”), samt via begreppet reserver (”reserves”), vilket är ett dynamiskt begrepp. Exempel på viktiga lagerresurser • Fossil energi (inte återvinningsbar) (men kolatomerna är ”återvinningsbara”) • Metaller (återvinningsbara) • Fosfor etc (livsnödvändiga/essentiella; viss grad av återvinnbarhet) Graden av ”återvinnbarhet” beror av designen på de tekniska systemen. Det kostar alltid resurser/energi att återvinna, men mängden kan minimeras. Den absoluta MÄNGDEN är i princip begränsad. ENERGI: fossil energi dominerar fortfarande ... Source: Global Energy Assessment, 2012 Energianvändning fossila bränslen miljö/klimatpåverkan (åtminstone med dagens globala fossilbränsledominans) MIND THE GAP, PLEASE (gapminder.org) Exempel på förnybara resurser • Energi: – – – – Solenergi Biomassa Vind, vatten, vågor, tidvatten Geotermi • Material: – Bomull, andra fibrer – Trä som konstruktionsmaterial – Plaster och kemikalier från biologisk råvara I princip begränsas det möjliga FLÖDET av framförallt solinstrålningen (= källan till de förnybara resurserna). Infallande solenergi är en gigantisk resurs, jämfört med de energimängder som omsätts i mänskliga samhällen idag: 10 000-tals ggr större, räknat per tidsenhet. Storleksordning: 100-tals W/m2 Det geotermiska flödet från jordens inre är mycket mindre, i genomsnitt, men kan lokalt spela stor roll. Storleksordning: << 1 W/m2 Storleksordningarna ovan är genomsnitt räknat över jordens yta Some (rough) numbers Solenergiinstrålning vid jordytan: I genomsnitt vid jordytan: Klart solljus, stor solvinkel: 1000 – 2500 kWh/m2,år (Sverige resp Sahara) ca 170 W/m2 ca 1 kW/m2 (som en spisplatta) 1 m2 i Sverige kan ge (ca): 300 - 800 kWh/år solvärme 100 - 150 kWh/år solel 1 – 2 kWh/år biomasseenergi 1 kg kolhydrater (socker, trä etc): 1 kg växtolja/fett: ca 5 kWh ca 7-8 kWh 1 kg råolja: 1 kg stenkol: 1 m3 naturgas: ca 11,6 kWh ca 7,5 kWh ca 10 kWh Några viktiga områden för forskning och utveckling för ökad hållbarhet: • Markanvändning för food/fibres/energy – finns det plats för allt, och dessutom biologisk mångfald? Kopplar bl a till ekologiska fotavtryck • Energi/exergiflöden genom samhällen och möjlighet till effektivisering • Materialflöden/materialanvändning: – dematerialisering/transmaterialisering – Olika typer av SUBSTITUTION – KRETSLOPP, avfall Dematerialisering: • Att åstadkomma samma nytta med mindre mängd material (detta begrepp är starkt knutet till alldeles traditionell teknisk utveckling) Transmaterialisering: • ”bortom materialen”, dvs antingen åstadkomma nyttan/tjänsten med mindre farliga material, eller mindre sällsynta material ELLER på ett helt annat sätt, som inte innebär materialanvändning (Karlsson 1997) ”Decoupling” – hur långt räcker det? Framtida miljöpåverkan (”belastning”) är en funktion av: • Folkmängd • Välfärd/konsumtion per capita • Resurs/energiåtgång per konsumtionsenhet • Miljöeffekt per resurs/energienhet Hur långt räcker teknisk utveckling för att ”tillräckligt” minska miljöpåverkan (och vad är tillräckligt)? Vår strävan efter ökad välfärd/lycka <=> nödvändigtvis materiell konsumtion/resursomsättning? Om så, gäller det att skapa tekniska system som i produktions-, användnings- och resthanteringsfaserna är materialsnåla och inte ”läcker”. Och som medger återanvändning av material. Ett alternativ är ett samhälle som ”snurrar långsammare”, dvs har färre produkter per person, mindre omsättning/utbyte av produkter samt produkter med längre livslängd. ”Faktorbegrepp” för hållbarhet: • ”Faktor 4”: En halvering av resursanvändningen behövs för en rimlig global miljöpåverkan; samtidigt behöver välfärden (totalt) dubbleras (för global rättvisa) fyrdubblad ”ekoeffektivitet” (Lovins & Weizsäcker) • ”Faktor 10”: I-länder måste öka ”ekoeffektiviteten” med en faktor 10 halverad global resursanvändning samt ”rättvist” spridd naturresursanvändning, samt hänsyn till befolkningsökning (Wuppertalinstitutet) En framtid dominerad av förnybar energi - möjliga resursproblem: • Hög effektivitet o/e låga kostnader förutsätter sällsynta ämnen • Hög effektivitet o/(e låga kostnader förutsätter toxiska ämnen I båda fallen krävs teknisk utveckling för att säkerställa återvinning o/e substitution till andra ämnen Enbart Tyskland: > 35 GW; motsvarar produktionskapaciteten av 35 reaktor eller elproduktionen från 6-7 reaktorer. Globalt: 150 GW kan producera ca 200 TWh/år ”> 1 Sverige” eller ca 1 % av global elproduktion 320 GW 100 000 – 200 000 moderna vindkraftverk Producerar ca 1 000 TWh/år (3 – 4 % av global elprod) Eller motsvarande ”7 * Sverige” REE - Rare Earth Elements and their Uses: The demand for rare earth elements is rising rapidly but their occurrence in minable deposits is very limited. Datorminnen DVD:er Mobiler Batterier Bilkatalysatorer Magneter Lysrör (http://geology.com/articles/rare-earth-elements/) Exempel: Estimates of Tellurium and indium availability for PV (after subtracting competitive uses); secondary source is from recycling of spent modules. Fthenakis 2009, Sustainability of photovoltaics: The case for thin-film solar cells) Fler exempel på ämnen i solceller: • Kisel (stora resurser, men energiintensivt) • CdTe-celler: – Kadmium - giftigt, sällsynt – Tellurium - sällsynt • CIGS-celler, bl a: – Indium – sällsynt – Selen - sällsynt • Grätzel-celler: – Flera sällsynta ämnen Med ”sällsynt” ovan menas att resurserna är så begränsade att det är svårt att tänka sig en expansion som täcker en stor del av världens elproduktion. Här är bristmineralernas rankinglista Ny teknik, 21 januari 2013 ”Nio av världens tio mest kritiska mineraler kommer från Kina. Det visar en årlig rankinglista över strategiskt viktiga råvaror. Niob i mobiltelefoner, neodym i vindkraftsturbiner och europium i lågenergilampor. I många produkter spelar så kallade kritiska mineraler med unika egenskaper en nyckelroll. Många av de eftertraktade råvaror produceras i Kina, vilket skapar ett beroende som oroar regeringar och företag världen över.” ”Riskindex” baserat på: •Mängd i jordskorpan •Var utvinning sker •Var reserverna finns •Politisk stabilitet i dessa länder •Återvinnbarhet (BGS, British geological survey) US DOE (2010), Critical Materials Strategy: Vilka sällsynta ämnen behövs var? ”Supply risk” med olika tidshorisonter Liten minneslista för produktutveckling & marknadsanalyser: • Livscykelperspektiv (vad händer före och efter användningsfasen)? • Utveckla energi- och materialsnål teknik • Går det att undvika sällsynta (= dyra och riskfyllda) resp toxiska ämnen? • Designa för återvinnbarhet! • Glöm inte CSR-perspektivet (riskminimering, goodwill, kostnadskontroll)
© Copyright 2024