2019-04-08 06:08:01
耐用性与可回收性 决定使电子产品更具可持续性的目标

太阳能发电成本的下降导致了近年来的蓬勃发展,越来越多的光伏电池板出现在世界各地的屋顶和后院太阳能发电场中。

但是,这些太阳能电池板在几十年内达到其使用寿命时会发生什么?那么寿命更短的电子设备呢?

这些问题是佐治亚理工学院团队发布的新研究的核心,研究人员研究了政府政策对减少垃圾填埋场电子垃圾填埋量的影响。

“可持续发展界普遍担心制造商正在缩短生命周期,并且产品甚至可能被故意制成过时以引发替代购买,”佐治亚理工学院Scheller学院教授Beril Toktay说。商业。

这项研究于4月4日发表在“管理科学”杂志上,主要关注政府政策,鼓励电子产品制造商更多地考虑产品生命周期结束时发生的事情。这些被称为扩展生产者责任(EPR)法律并已在某些州使用的计划有两个共同目标:让生产者设计他们的产品更容易回收或提高其耐用性以延长设备寿命。

然而,研究人员报告说,这些目标往往不一致。

“我们发现,有时当你设计可回收性时,你会放弃耐久性,当耐久性成为目标时,牺牲了可回收性,”Toktay说。

从理论上讲,既易于回收又更耐用的产品将成为环保产品设计的巅峰之作。研究人员指出,汽车采用较厚的金属框架,使用寿命更长,并且还有更多可回收材料。在这种情况下,强调耐用性和可回收性的EPR政策携手并进。

“有时产品设计师做出的简单选择,例如使用胶水或紧固件来组装设备,确实会影响到生命周期的可回收性,”Natalie Huang说,他是乔治亚理工学院的前研究生,现在是大学的助理教授。明尼苏达州

然而,通常没有这种协同作用。对于光伏电池板,研究人员强调了薄膜电池板如何比其他电池板更具成本效益,因为它们含有贵金属。同时,结晶硅板不具有回收成本效益,其寿命更长,因为它们的组分降解得慢得多。

“这种权衡取舍很常见,因此从政策制定的角度来看,并非一种通用的方法都能奏效,”Scheller商学院教授Atalay Atasu说。 “您必须区分不同的产品类别,以考虑可回收性和耐久性影响,并确保您的政策与目标不冲突。”

研究人员表示,在某些情况下,如果产品设计师使产品更具可回收性但耐用性更低,或者如果产品更耐用但可回收性更低,则EPR政策实际上可能导致废物产生增加。

为了帮助确定政府政策如何影响单个产品,研究人员建立了一个数学模型,以帮助预测这些政策将根据其材料和设计特征对产品产生的影响。模型考虑的因素包括产品的基本生产成本,提高可回收性和耐久性的难度,产品设计中可回收性和耐久性之间的相互作用程度,以及产品的回收性能。

“最终我们所追求的是找到一种方法来进行情景分析,以确定哪种方法适用于不同的产品类别,”Toktay说。 “从现在起15到20年后,很多面板都会从屋顶上掉下来。它们的设计是考虑到生命的终点,并考虑减少生产这些面板的影响的最佳方法是什么?”

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