SIB 5005 BM3 Miljøteknikk Introduksjon til feltet miljøteknikk SIB 5005 BM3 Miljøteknikk Introduksjon til feltet miljøteknikk Helge Brattebø

Miljøtruslene ifølge tunge vitenskapsorganer ”Det er en eksepsjonell grad av enighet i det internasjonale vitenskapelige miljø om at natursystemene ikke lenger vil kunne tåle presset fra dagens menneskelige praksis” ”Advarsel til menneskeheten” - Union of Concerned Scientists, 1992 Uttalelsen er undertegnet av ca. 1600 av verdens ledende vitenskapsmenn, deriblant 102 nobelpristakere ”Planetens fremtid er i vektskålen. En bærekraftig utvikling kan fortsatt oppnåes, men bare dersom de irreversible ødeleggelsene av miljøet kan stoppes i tide. De neste 30 årene kan bli kritiske.” Felleserklæringen ”Befolkningsvekst, ressursforbruk og en bærekraftig utvikling” - The Royal Society of London og US National Academy of Sciences, 1992

Noen naturvitenskapelige erkjennelser: (Magnar Norderhaug, Worldwatch Institute Norden, Adresseavisen 27.06.99) 1. Det rår bred enighet om alvoret i de grunnleggende miljøproblemene som verden står overfor i dag. 2. Denne vitenskapelige forståelsen bygger på erkjennelsen av at Jorden er begrenset, og at naturgrunnlaget har en begrenset evne til å tåle belastningen fra et stadig økende antall mennesker og en mer omfattende teknisk/økonomisk virksomhet. 3. Dersom Jordens naturgrunnlag overbelastes, kan det få vidtrekkende sosiale og økonomiske skadevirkninger. 4. Skal vi kunne sikre alle en menneskeverdig fremtid, står verden overfor to hovedutfordringer: - å få kontroll med den globale befolkningsveksten - å begrense i-landenes høye forbruk av energi og naturressurser 5. Så lenge den globale miljøutviklingen fortsetter i gal retning, blir tiden som står til rådighet for å få problemene under kontroll, en stadig mer kritisk faktor.

Europeisk miljøstatus etter 25 års miljøinnsats ”Miljøet i Den europeiske unionen ved inngangen til et nytt århundre” - EEA 1999 [www.eea.eu.int] ”Mest bekymringsfull er veksten innen sektorer som transport, industri, fritid, energi, landbruk, privat forbruk og privat adferd.” ”Utslipp innenfor områdene klimagasser, kjemikalier og avfall vil øke fordi det allerede har vist seg svært vanskelig å håndtere slike utslipp. …….. Det er her vi finner det største hinderet for miljø-forbedringer, selv når vedtak som er gjennomført eller planlagt frem til 1997 er tatt i betraktning.”

Teknologiens miljøeffektivitet må økes!

Tverrfagligheten etterspørres sterkere

Miljøteknikkens fokusering over tid Miljøinvesteringene går dypere og blir mer komplekse Kortsiktig gevinst erstattes av langsiktig gevinst Tiltakene krever samarbeid på tvers av sektorer

Hovedtrekk fra dagens miljøarbeide Tradisjonelle utslipp ofte et tilbakelagt fokus, men rensing og avfallsbehandling må opprettholdes over lang tid Miljø = et gjennomstrømningsproblem Globalisering, kvotehandel og lokalt ansvar Forebyggende tiltak = renere teknologi = “vinn-vinn” (oftest?) Markedskrav overgår ofte myndighetskravene En sterkere produktfokusering og livsløpsfokusering, med stadig strengere krav bakover i verdikjeden Ikke bare fokus på tradisjonelle produkter, men også infrastruktur og bygde anlegg av ulike typer Dokumentasjon av miljøprestasjon: miljøregnskap, miljøvaredeklarasjoner, livsløpsanalyser

Miljøteknikkens formål og tiltak Miljøteknikkens hovedmål: Reduserte uttak av material- og energiressurser Reduserte utslipp og avfall til omgivelsene Redusert påvirkning fra produksjon og forbruk Miljøteknikkens hovedtiltak: Øko-design i produksjon Inngrep med forbruker Resirkulering/dematerialisering Behandling av avfall og utslipp

Systemtenkning innen miljøteknikken Bedriften betraktes som et system omsluttet av systemgrenser Systemet har interaksjoner med omgivelsene Omgivelsene må betraktes som en integrert del av systemet Omgivelsenes reaksjoner, såvel som interaksjonene må forstås

Miljøteknikk = Eks. Reduksjon av utslipp Utslipp til vannressurser ... … eller til luft, lokalt og globalt ...

Miljøteknikk = Eks. Avfall og resirkulering

Miljøteknikk = Eks. Designfilosofi

Premissene fremover ? Forventninger om et industrielt økologi perspektiv: Produkter med lav miljøbelastning (faktor 4 - faktor 10) Livsløpsbasert produktutvikling (verdikjedesamarbeid) Forbrukerorienterte løsninger (funksjonalitet, dematerialisering) Samarbeidsmodeller på tvers av samfunnets aktører Forlenget produsentansvar (lukkede materialkretsløp) Lokale nettverk (økoparker og integrerte LA21 prosesser) Forventninger om kostnadseffektivitet: Miljø som konkurransefortrinn (strategisk og operativt) Økoeffektivitet som kvantifiserbart og kommuniserbart mål Bedriftsøkonomisk versus samfunnsøkonomisk nytte

Miljøteknikk må baseres på naturlovene

Biologiske prosesser som modell Fotosyntesen er den endelige kilde til biologisk kapital (fornybare ressurser) i våre økosystemer og i vårt økonomiske system Næringskjeden i økosystemet er den viktige “anti-entropiske” mekanisme for å minimere spredning og akkumulering av lavkvalitets masse og energi Biomasse-respirasjonen er den viktigste enkeltstående anti-entropiske prosess (konverterer høy-entropisk CO2 til lav-entropisk C ved bruk av høy-kvalitets solenergi) Disse prosessene må være modell for våre strategier innen ENØK og resirkulering Hovedstrategien i praksis må være en kombinasjon av: fornybar energi (sol-drevet) energiøkonomisering materialgjenvinning når dette kan forsvares ut fra eksergibetraktinger og økotoksisitet bionedbrytbare produkter og restavfallsstoffer i kombinasjon med alle former for kildereduksjon og forebyggende løsninger!!

Det naturlige kretsløpet

Det menneskeskapte kretsløpet

Innstrømmer og utstrømmer i økonomien

Miljøteknologi-hierarkiet B

Rammeverket for industriell økologi Kritiske teknologier og infrastruktur Materialstrømmer Lukkede sløyfer Dematerialisering Mønstre for energibruk Nye roller og nye regler Tilpass til jordens økologiske kapasitet Tilpass til prosesser for industriell utvikling Tilpass nye koordinerende strukturer

Kretsløpstenkning over produktets livsløp Lukning av materialsløyfene i samfunnet vurderes som svært viktig. Dette gir på dene ene siden rom for ”øko-design” (alle typer ’produkter’) og på den andre siden rom for avfallsminimering og resirkuleringsstrategier. Viktigst er likevel behovet for et mer bærekraftig forbruk i samfunnet!

Materialsyklusen, aktørene, produsentansvaret Implementeringen av industriell økologi krever samarbeid på tvers mellom alle typer aktører!

Substitusjonstrappen - 4 trinn i øko-design

Øko-effektivitet (WBCSD) Fire praktiske innsatsområder: Optimaliserte prosesser Biprodukter med ny verdi Nye og bedre produkter Mer bærekraftige markeder Hovedutfordringen fremover i.h.h.t. WBCSD: Målemetoder og rapportering, samt biprodukt-synergier

Hvorfor har bedrifter øko-effektivitetsmål? Bedriftene utsettes for markedskrav eller de ønsker å ligge i forkant av krav fra marked og myndigheter Strategiske valg må likevel bygge på rasjonelle beslutninger, der økonomi og økologi ses under ett Internt får derfor bedriftene behov for gode kvantitative verktøy som beslutningsstøtte Eksternt får bedriftene behov for rapportering av miljøprestasjon og synliggjøring av resultater og mål Øko-effektivitet blir dermed en strategi som kopler innovasjon/nyskaping med måling av miljøprestasjon

Kostnadene ved miljøtiltak må ned I tillegg til den bedriftsøkonomiske kost/nytte kommer den samfunnsøkonomiske kost/nytte Kostnadskrav presser frem nye tekniske løsninger, og er dermed en avgjørende driver for miljøtekniske innovasjoner Et grunnleggende problem er likevel tidshorisonten vi bruker!

Systemanalyse - produksjonsstrategier og miljøledelse

Sentrale produkt- og materialstrategier Redusert materialintensitet (dematerialisering) Kan produktets funksjon oppfylles ved mindre materialforbruk? Kan emballasje unngås? Økt levetid i produktsystemet Reparasjoner, komponentskifte, ombruksmuligheter? Egnet levetid i.h.h.t. type anvendelse? Økt levetid for materialene Egner produktets materialer seg for resirkulering? Materialutvelgelse Bruk av resirkulerte materialer fremfor nytt materiale? Mulighetene for å redusere innholdet av toksiske stoffer? Er materialene basert på fornybare ressurser? Effektiv logistikk Egner produktet seg for effektiv transport i distribusjons- og resirkuleringsfasen?

Hva er en LCA ? LCA = “(environmental) life cycle assessment” eller på norsk “livssyklusanalyse” alternativt “livsløpsvurdering” En standardisert metodikk for vurdering av et “produkt” (produkt, vare, tjeneste, system..) sin påvirkning på miljø og naturressurser, over hele dets livsløp, med tolkning av alvorlighetsgrad og forbedringsmuligheter (dvs. kun for noen utvalgte standard miljøparametre) Basert på livssyklus tenkning “vugge-til-grav” Metodikken kombinerer hensyn til: systematikk, innsyn, transparens og objektivitet gyldighet (geografisk, miljøpolitisk, naturfaglig og samfunnsfaglig) egnethet for å fatte beslutning om forbedringer En LCA brukes som beslutningsstøtte ved ulike formål Baseres på internasjonale databaser kombinert med egne data, ved bruk av kommersielle software

Strukturen og gangen i en LCA Målsetning og avgrensning anvendelse, detaljeringsgrad, funksjonell enhet, systemgrenser, ... Inventar-oppstilling produktsystemet (flytskjema), utslipp og ressurser Vurdering av miljøpåvirkninger teknisk, kvantitativ og kvalitativ prosess for å analysere og vekte miljøpåvirkningene Tolkning syntese med forslag til tiltak for forbedringer

LCA-analysene viser hva som betyr mest Livsløpsvurderinger kvantifiserer miljøbelastninger over hele produktets livsløp (vugge til grav) Stiftelsen Østfoldforskning (STØ) oppsummerer hvilke faser/aktiviteter i livsløpet som bidrar mest? Fremstilling av jomfruelige råvarer Prosessering av råvarer, særlig basert på jomfruelige råvarer Bruksfasen for produktet Deponering eller forbrenning av avfall Transport av produkter og avfall ? (svakt dokumentert) STØ anbefaler tre mulige hovedstrategier fremover Utvikle produkter med høyere brukseffektivitet Utvikle infrastruktur som sikrer effektiv innsamling og gjenvinning Utvikle mer effektive distribusjonssystemer og salgskanaler, som reduserer transport fra grossist til sluttbruker

Systemanalysen - behov/ytelse

Systemanalyse - strategier/tiltak/resultater Påvirkes: produkter? tjenester? infrastruktur? Vektlegges: teknologiutvikling? sosiale forhold? virkemiddelapparatet? Dekker tiltakene hele sekvensen “produksjon-forbruk-avhending”? Hvor og hvordan legge vekt på forebyggende kontra reaktive tiltak?

Offisiell norsk miljøstatus på Internett http://www.mistin.dep.no/ Samlede og fylkesvise oversikter med facts og miljøpolitiske mål Temaoversikter på sektorene: biologisk mangfold friluftsliv kulturminner hav og vann kjemikalier avfall og gjenvinning klima, luft og støy polarområdene