Ο οικολογικός σχεδιασμός των λαμπτήρων φωτισμού ενσωματώνει τις αρχές της κυκλικής οικονομίας σε όλα τα στάδια του κύκλου ζωής τους.
Άρθρο του κ. Χρήστου Γρηγορόπουλου*
Όπως όλα τα προϊόντα και οι υπηρεσίες, έτσι και τα προϊόντα φωτισμού διέρχονται από τρία βασικά στάδια:
- Το στάδιο της έρευνας και σχεδιασμού και της παραγωγής των προϊόντων φωτισμού.
- Το στάδιο της χρήσης και της συντήρησης.
- Το τελικό στάδιο του τέλους ζωής τους.
Από το 2015 η Ευρωπαϊκή Ένωση προωθεί το μοντέλο της κυκλικής οικονομίας που εφαρμόζει συγκεκριμένες στρατηγικές σε όλα τα στάδια του κύκλου ζωής των λαμπτήρων. Στην πράξη, η κυκλική οικονομία εφαρμόζεται για να περιοριστούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκαλούν τα προϊόντα φωτισμού σε όλο τον κύκλο ζωής τους και να μειωθούν τα τελικά απόβλητα που οδηγούνται στο περιβάλλον.
Όταν ένα προϊόν εγκαθίσταται σε ένα έργο φωτισμού, θα πρέπει το προϊόν και τα υλικά κατασκευής του να μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά και ξανά, δημιουργώντας προστιθέμενη αξία στο προϊόν.
Συγκεκριμένα, για τον ηλεκτρολογικό και ηλεκτρονικό εξοπλισμό (ΗΗΕ, στον οποίο ανήκουν και οι λαμπτήρες), το μοντέλο της κυκλικής οικονομίας θα πρέπει να επιτρέπει την αύξηση της αξίας του προϊόντος με την επιμήκυνση της ζωής του εφαρμόζοντας συγκεκριμένες στρατηγικές, όπως είναι για παράδειγμα η επαναχρησιμοποίηση και η επισκευή, μειώνοντας τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που συνδέονται με την εξόρυξη πρώτων υλών, τις εκπομπές αερίων και τα απόβλητα.
Οι στρατηγικές
Στα πλαίσια λοιπόν του μοντέλου της κυκλικής οικονομίας, έχουν προταθεί συγκεκριμένες στρατηγικές που εφαρμόζονται ανάλογα στα παραπάνω στάδια των προϊόντων φωτισμού. Συγκεκριμένα:
- Στο πρώτο στάδιο εφαρμόζεται οικολογικός σχεδιασμός, με γνώμονα την εξυπνότερη διαχείριση των προϊόντων φωτισμού, τόσο κατά τη χρήση τους όσο και κατά την ανακύκλωσή τους, ώστε να μειώνονται τα τελικά απόβλητα που μπορεί να οδηγηθούν στο περιβάλλον.
- Στο δεύτερο στάδιο της χρήσης και της συντήρησης επιτυγχάνεται επιμήκυνση της διάρκειας ζωής του προϊόντος χάρη σε πέντε στρατηγικές, που είναι οι εξής:
i. R3 Επαναχρησιμοποίηση.
ii. R4 Επισκευή.
iii. R5 Ανακαίνιση.
iv. R6 Ανακατασκευή.
v. R7 Επαναπροσδιορισμός.
- Στο τελευταίο στάδιο, με το σωστό οικολογικό σχεδιασμό, μπορεί να επιτευχθεί εύκολα και χωρίς την καταστροφή των λαμπτήρων η ανάκτηση λειτουργικών ανταλλακτικών από αυτούς. Για παράδειγμα, από τους λαμπτήρες LED μπορούν να αφαιρεθούν chip και driver που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε άλλους λαμπτήρες. Επίσης μπορεί να γίνει καλύτερη ανάκτηση υλικών, προκειμένου να χρησιμοποιηθούν αυτά σαν πρώτη ύλη για την κατασκευή άλλων λαμπτήρων ή ως καύσιμο για την ανάκτηση ενέργειας. Έτσι, στο τρίτο στάδιο μπορούν να εφαρμοσθούν καλύτερα οι εξής στρατηγικές της κυκλικής οικονομίας:
- R8 Ανακύκλωση.
- R9 Ανάκτηση.
Όπως μπορούμε να δούμε στην εικόνα 1, η κυκλικότητα αυξάνεται όταν χρησιμοποιούμε φιλοπεριβαλλοντικές στρατηγικές στο αρχικό στάδιο σχεδιασμού του προϊόντος.
Με λίγα λόγια, εάν εφαρμόσουμε την οικολογική σχεδίαση στο πρώτο στάδιο του προϊόντος φωτισμού, τότε στο στάδιο της χρήσης θα αυξηθεί η επισκευαστικότητα, η δυνατότητα αναβάθμισης και συντήρησης των προϊόντων φωτισμού. Αυτό οδηγεί στην αύξηση του χρόνου ζωής του προϊόντος στο έργο φωτισμού. Εφαρμόζοντας τον οικολογικό σχεδιασμό στο πρώτο στάδιο, τότε μπορούν να εφαρμοσθούν εύκολα οι στρατηγικές ανακύκλωσης R8 και ανάκτησης R9, και να επιτευχθεί σημαντική ανάκτηση υλικών όπως είναι γυαλί, πλαστικό, μέταλλα, σπάνιες γαίες και άλλα, τα οποία μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν.
Ο οικολογικός σχεδιασμός προϊόντων φωτισμού αφορά την ένταξη του οικολογικού παράγοντα σε όλα τα στάδια του κύκλου ζωής του προϊόντος, με σκοπό την ελαχιστοποίηση της επιβάρυνσης του περιβάλλοντος. Ο οικολογικός σχεδιασμός θα πρέπει να γίνεται χωρίς τα προϊόντα φωτισμού να στερούνται τη λειτουργική, αισθητική και ανταγωνιστική τους δυναμικότητα.
Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει κάνει από το 2009 κάποια βήματα ώστε να ορίσει κάποια κριτήρια οικολογικού σχεδιασμού στα προϊόντα. Τέτοια κριτήρια είναι:
- Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκαλούνται σε όλο τον κύκλο ζωής του λαμπτήρα.
- Η τοξικότητα του στο περιβάλλον και στον άνθρωπο από τη χρήση υδραργύρου και άλλων ουσιών επιβλαβών για το περιβάλλον και την υγεία.
- Ο ποιοτικός έλεγχος και η ανθεκτικότητα του προϊόντος στο χρόνο, στη χρήση και σε συνθήκες λειτουργίας στα έργα φωτισμού.
- Η κατανάλωση ενέργειας στο στάδιο της χρήσης στο έργο φωτισμού.
- Τα τεχνικά χαρακτηριστικά που πρέπει να τηρούνται, όπως είναι ο δείκτης χρωματικής απόδοσης (Color Rendering Index [CRI])κ.ά.
Αρχές κατασκευής
Στο αρχικό στάδιο (εικόνα 2), στο σχεδιασμό και την κατασκευή των προϊόντων φωτισμού πρέπει να χρησιμοποιούνται:
- Μηχανισμοί γρήγορης απελευθέρωσης των επιμέρους εξαρτημάτων.
- Αρθρωτά εξαρτήματα.
- Μέθοδοι συναρμολόγησης χωρίς εποξικά υλικά, τα οποία δυσχεραίνουν την αποσυναρμολόγηση.
- Αρθρωτός μεταλλικός εναλλάκτης θερμότητας.
- Αρθρωτά ηλεκτρονικά εξαρτήματα, ώστε να μπορούν να αντικατασταθούν σε περίπτωση βλάβης.
- Επαναχρησιμοποιούμενα υλικά και εξαρτήματα.
Στην εικόνα 3 παρατηρούμε έναν λαμπτήρα LED με αποσπώμενα μέρη, χωρίς χρήση εποξικών κολών, τα οποία εύκολα μπορούν να αντικατασταθούν, να επισκευασθούν και να ανακτηθούν προκειμένου να επαναχρησιμοποιηθούν σε άλλους λαμπτήρες.
Οι λαμπτήρες LED έχουν εξελιχθεί τεχνολογικά πάρα πολύ και εφαρμόζονται τεχνολογίες οι οποίες τους κάνουν να μοιάζουν –όσον αφορά τα εξαρτήματα– περισσότερο με ένα κινητό τηλέφωνο παρά με έναν λαμπτήρα πυρακτώσεως. Έτσι, η αποσυναρμολόγηση των LED είναι παρόμοια με αυτή ενός κινητού τηλεφώνου. Όπως, λοιπόν, υπάρχουν στο τηλέφωνο αποσπώμενα μέρη που αντικαθίστανται όταν δεν λειτουργούν, έτσι και οι λαμπτήρες LED πρέπει να έχουν αποσπώμενα μέρη που θα αντικαθίστανται όταν αστοχήσουν.
Η τεχνολογική ανάπτυξη των λαμπτήρων LED είναι ραγδαία, και θα πρέπει οι κατασκευαστές να σχεδιάζουν προϊόντα που να αναβαθμίζονται με καινούργιες λειτουργίες, και όχι να αντικαθίστανται.
Ειδικά για το στάδιο του τέλους ζωής του προϊόντος φωτισμού, θα πρέπει να υπάρχει συνεργασία μεταξύ κατασκευαστών λαμπτήρων και των εργοστασίων ανακύκλωσης προϊόντων φωτισμού, προκειμένου να δημιουργηθεί ένας οδηγός σχεδιασμού προϊόντων για εύκολη αποσυναρμολόγηση, διαχωρισμό υλικών, αναγνώριση και ανάκτηση των υλικών.
Εφαρμόζοντας στρατηγικές οικολογικού σχεδιασμού σε σύγχρονα προϊόντα φωτισμού (όπως είναι τα LED), οι παραγωγοί και οι σχεδιαστές θα πρέπει να προτείνουν τη βιωσιμότητα της κοινωνίας και του περιβάλλοντος έναντι της κερδοφορίας των προϊόντων τους.
Οικολογικός σχεδιασμός
Όταν στο λαμπτήρα έχει εφαρμοσθεί αρχικά ο οικολογικός σχεδιασμός, επιτυγχάνουμε την επιμήκυνση της διάρκειας ζωής του. Αυτό φαίνεται στην εικόνα 4, ξεκινώντας από τον εσωτερικό κύκλο 1 και πηγαίνοντας στον εξωτερικό κύκλο 4, μέχρι το τελικό υπολειπόμενο απόβλητο να οδηγηθεί στο χώρο υγειονομικής ταφής απορριμμάτων (ΧΥΤΑ).
Με τη συντήρηση επιτυγχάνουμε την παράταση της διάρκειας ζωής των προϊόντων στα έργα φωτισμού, ενώ με την αναβάθμιση επιτυγχάνουμε να χρησιμοποιηθούν ξανά παλιοί λαμπτήρες στους οποίους ενσωματώνονται νέες λειτουργίες. Με την ανάκτηση ανταλλακτικών μπορούμε να επιτύχουμε την επαναχρησιμοποίησή τους σε άλλα προϊόντα φωτισμού, ενώ με την ανακύκλωση επιτυγχάνουμε ανάκτηση πρώτων υλών για επαναχρησιμοποίηση ή εξοικονόμηση ενέργειας.
Οι κατασκευαστές θα πρέπει να εφαρμόσουν κατά την αρχική σχεδίαση των προϊόντων τον οικολογικό σχεδιασμό στα προϊόντα τους, έτσι ώστε αυτά να μπορούν εύκολα να συντηρηθούν, να ανακυκλωθούν και να δώσουν ανακτώμενα υλικά, ώστε:
– Να μειωθούν τα τελικά απόβλητα που προορίζονται για διάθεση στο περιβάλλον.
– Να εξοικονομηθούν σημαντικά ποσά ενέργειας
– Να μειωθούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Πλεονεκτήματα & μειονεκτήματα
Τα βασικά πλεονεκτήματα του οικολογικού σχεδιασμού των λαμπτήρων φωτισμού είναι τα εξής:
– Χρησιμοποιούμε λιγότερους φυσικούς πόρους για την κατασκευή των λαμπτήρων.
– Προκαλούνται λιγότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
– Μειώνονται τα τελικά απόβλητα που προορίζονται για διάθεση στο περιβάλλον.
– Εξοικονομούνται σημαντικά ποσά ενέργειας τόσο από την επαναχρησιμοποίηση των υλικών όσο και από την επιμήκυνση της ζωής των λαμπτήρων.
– Μειώνονται οι εκπομπές αερίων.
– Επιτυγχάνεται καινοτομία στο σχεδιασμό προϊόντων φωτισμού.
Στα μειονεκτήματα από την εφαρμογή του οικολογικού σχεδιασμού στους λαμπτήρες μπορούν να αναφερθούν τα παρακάτω:
– Είναι μια πρακτική που απαιτεί μεγαλύτερη γνώση και συνεργασία των πολιτών και πολλών φορέων, όπως των κατασκευαστών με τα συλλογικά συστήματα εναλλακτικής διαχείρισης αποβλήτων.
– Το κόστος κατασκευής λαμπτήρων από ανακυκλωμένα υλικά μπορεί να είναι υψηλότερο σε σχέση με τους άλλους λαμπτήρες, αλλά μπορούν να δοθούν κίνητρα οικονομικά από την πολιτεία.
*Ο κ. Χρήστος Γρηγορόπουλος είναι ηλεκτρολόγος μηχανικός, υποψήφιος διδάκτορας και συνεργαζόμενο μέλος του εκπαιδευτικού προσωπικού του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου.
