EVs, generators, photo voltaic panels pose round financial system dilemma: NIST workshop

Technologien wie Elektrofahrzeuge und Windkraftanlagen wurden entwickelt, um die Abhängigkeit des Planeten von fossilen Brennstoffen zu verringern oder andere „grüne“ Änderungen des Lebensstils zu unterstützen. Es muss jedoch noch mehr Arbeit geleistet werden, um sicherzustellen, dass dieselben Technologien die Umwelt nicht belasten, wenn sie das Ende erreichen des Lebens, sagten die Diskussionsteilnehmer bei einem kürzlich vom National veranstalteten Workshop zur Kreislaufwirtschaft Institut für Standards und Technologie (NIST).

Designinnovationen sowie Wiederverwendungs- und Reparaturstrategien können dazu beitragen, die Ziele der Kreislaufwirtschaft für Produkte wie Solarmodule und Smartphones zu verbessern, so Vertreter aus der gesamten Lieferkette auf dem NIST-Workshop. Sie diskutierten die größten technischen und wirtschaftlichen Hindernisse für die Wiederverwendung, Aufarbeitung und das Recycling dieser Produkte sowie die aufregendsten Möglichkeiten.

NIST, eine Nichtregulierungsbehörde des US-Handelsministeriums, arbeitet an Forschungsprogrammen für Wissenschaft und Technologie, die zur Förderung der US-Wirtschaft beitragen sollen. Die Unterstützung von Verbesserungen der Kreislaufwirtschaft ist ein erweiterter Schwerpunkt von NIST, und der Workshop sollte der Agentur helfen, „umsetzbare Elemente“ zu finden, um die Ziele für Recycling und Abfallreduzierung voranzutreiben, sagte Moderator Martin Green, Leiter der Gruppe Materialien für Energie und nachhaltige Entwicklung der Agentur. Der NIST-Unterstaatssekretär für Handel, Walter Copan, sprach auch während der US-WPA über diese Ziele America Recycles Summit Im November werden Kreislaufwirtschaftsprojekte “enorme gesellschaftliche Vorteile” für die Vereinigten Staaten haben.

Hier sind nur einige der Hauptthemen, die aus der zweitägigen Veranstaltung vom 27. bis 28. Januar hervorgegangen sind.

Das Management von Altbatterien aus Elektrofahrzeugen ist mit Risiken und Chancen verbunden

Elektrofahrzeuge für Fahrgäste werden immer beliebter, und mehrere Abfallverbringer haben angekündigt, langsam Pläne zur Nachrüstung oder zum Austausch einiger Sammelfahrzeuge zu schmieden mit elektrischen Optionen als Teil ihrer Pläne, Ziele zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen festzulegen. Automobile sind für über 15% des weltweiten Energieverbrauchs verantwortlich. Daher ist die Elektrifizierung von Fahrzeugen eine Schlüsselstrategie, um sie nachhaltiger und energieeffizienter zu machen, sagte Gregory Keoleian, Mitbegründer des Center for Sustainable Systems an der University of Michigan.

Sie stellen auch die Kreislaufwirtschaft vor Herausforderungen. Da immer mehr Elektrofahrzeuge auf den Markt kommen, versuchen Innovatoren schnell zu arbeiten, was mit der steigenden Anzahl von EV-Batterien zu tun ist, die übrig bleiben, wenn diese Fahrzeuge das Ende ihrer Lebensdauer erreichen.

Die Uhr tickt, um Lösungen zu finden, sagte Maria Curry-Nkansah, eine leitende Forschungsberaterin am National Renewable Energy Laboratory (NREL) und Leiterin mehrerer seiner Kreislaufwirtschaftsinitiativen. Bis 2025 werden „etwa 600.000 Tonnen Lithium-Ionen-Batterieabfälle erzeugt“, sagte sie. “Das heißt, wir stehen bereits vor dem Problem des Lebensendes dieser ersten Generation von Elektrofahrzeugen.”

NREL arbeitet mit Forschern an einem Forschungs- und Entwicklungsprojekt zum Recycling von Batterien, um Lithium, Kobalt und Nickel zur Wiederverwendung zu gewinnen, möglicherweise von denselben Batterieherstellern, die daran arbeiten, die Nachfrage nach Elektrofahrzeugbatterien zu befriedigen. Es wird auch an einem Projekt gearbeitet, das es einfacher machen würde, intakte Komponenten wie Kathode und Anode zu renovieren, sagte sie.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die EV-Batterien an Stromnetze anzuschließen. Das Design der EV-Batterie ist nicht standardisiert, und jede Batterie kann je nach Alter oder Design einen anderen Ladezustand haben. Dies stellt ein Hindernis für Netzprojekte dar, bei denen Batterien verschiedener Autohersteller gemischt und angepasst werden müssen, aber die Batterien sind wertvoll genug, dass es sich lohnt, sagte sie.

Die Batterien eignen sich auch ideal für die Erstellung anderer Arten von Powerbanks, sagte Eric Lundgren, Gründer von BigBattery, das mit etwa der Hälfte der Hersteller in den USA zusammenarbeitet, um gebrauchte EV-Batterien für die modulare Energiespeicherung zu beschaffen und wiederzuverwenden.

Autohersteller arbeiten auch an Möglichkeiten, bessere Strategien für die Kreislaufwirtschaft in andere Merkmale ihrer Fahrzeuge zu integrieren, z. B. das Einbeziehen von recycelten und recycelbaren Materialien in Polster, das Leichtgewicht von Fahrzeugrahmen mit Aluminium aus leicht recycelbaren Legierungen und die Suche nach Möglichkeiten zur Reduzierung der Menge Energie für den Herstellungsprozess benötigt, sagte Keoleian.

Gutes Design ist entscheidend

Während Befürworter der Kreislaufwirtschaft daran arbeiten, Wege zu finden, um die bereits vorhandene Technologie verantwortungsvoll zu verwalten, müssen sie auch die Lösungen und Innovationen im Auge behalten, die noch nicht entwickelt wurden, forderten die Diskussionsteilnehmer.

Produktdesign ist für die Zukunft der Kreislaufwirtschaft von enormer Bedeutung, da es dazu beitragen kann, die Einführung schädlicher oder schwer zu recycelnder Komponenten in die Umwelt zu verhindern, sagte Thomas Graedel, emeritierter Professor für Industrieökologie und Chemieingenieurwesen an der Yale University.

“Designer müssen darüber nachdenken, was mit ihren schönen Produkten passiert, wenn sie nicht mehr gewünscht werden”, sagte er.

Windkraftanlagen werden aufgrund ihrer Größe und ihrer komplexen Komponenten auf den meisten Deponien oder in Schrottrecyclinganlagen nicht akzeptiert. Daher haben diese riesigen Geräte Schwierigkeiten, einen Endmarkt zu finden. Curry-Nkansah sagte. Sonnenkollektoren befinden sich in einem ähnlichen Boot. Das Kreislaufwirtschaftslabor von NREL arbeitet an der Entwicklung von Endmärkten für beide, aber auch zukünftige Modelle für eine bessere Kreislaufwirtschaft werden wichtig sein, sagte sie. Ein Beispiel für ein Projekt zur Herstellung von Windkraftanlagen bei NREL, bei dem recycelbares thermoplastisches Harz verwendet wird, sei ein Beispiel.

In einer idealen Welt ist das Produktdesign so elegant, dass jede Facette einen perfekten Platz in der Kreislaufwirtschaft hat, sagte William McDonough, ein Architekt und Nachhaltigkeitsexperte, der sich dafür einsetzt, das Design der Kreislaufwirtschaft im Laufe der Zeit zu verbessern.

Während seines Keynote-Vortrags wies McDonough auf Beispiele von Gebäuden hin, die sein Architekturbüro mit lebenden Dächern entworfen hatte, die Fähigkeit, eigenen Strom zu erzeugen, Regenwassersysteme, die einheimische Pflanzen und Bäume bewässern, und Bauteile, die zerlegt, wiederverwendet oder leicht recycelt werden können oder kompostiert. Er forderte die Teilnehmer auf, kleinere Möglichkeiten für intelligentes Redesign in anderen Alltagsgegenständen wie Smartphones zu sehen.

Telefonhersteller sind bestrebt, wann immer möglich neue Modelle herauszubringen, und diese Pläne sollten auch Protokolle für Rücknahmeprogramme, neue Fertigungskapazitäten oder andere Innovationen enthalten, um Abfall zu reduzieren und effektiver zu recyceln, sagte er.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass Elektronik, Sonnenkollektoren und andere Innovationen winzige Komponenten wie Miniatur-Kunststoffschrauben oder Spuren von Edel- oder Seltenerdmetallen enthalten können. Dies stellt eine Hürde der Kreislaufwirtschaft dar, die Graedel als „Design for Dissipation“ bezeichnet. Es ist die Idee, dass einige Produkte in ihrer gegenwärtigen Form keine 100% ige Zirkularität erreichen können, weil es einfach zu schwierig ist, Häuser für winzige Bestandteile zu sammeln und zu finden. Ein Beispiel ist die Cadmiumbeschichtung des Flugzeugfahrwerks, die das Metall beim Aufprall stark hält, aber auf Flughäfen potenziell gefährliche Cadmiumansammlungen verursacht, sagte er.

Priorisieren Sie die Wiederverwendung und Reparatur

Reparatur- und Sanierungsbemühungen sind in einer Kreislaufwirtschaft genauso notwendig wie Produktdesign- und Recyclinginnovationen, sagte eine Expertengruppe während einer Podiumsdiskussion über Wiederverwendungsinnovationen.

Die Reparatur und Wiederverwendung verhindert, dass neue Materialien in den Abfallstrom gelangen, und verringert den CO2-Fußabdruck der Menschheit Kyle Deren, Gründer und CEO von ich befestige es, eine Open-Source-Reparaturorganisation. “Fast die gesamte Energie, die über die Lebensdauer eines Smartphones oder Laptops verkörpert wird, fließt in die Fertigung”, sagte er. Seine Organisation erstellt Open-Source-Reparaturhandbücher, um Menschen bei der Reparatur defekter Elektronik zu helfen.

Er fordert die Elektronikhersteller außerdem nachdrücklich auf, Produkte im Hinblick auf Reparatur und Wiederverwendung zu entwickeln. Ein Beispiel ist das Fairphone, ein Mobiltelefon aus recycelten Kunststoffkomponenten, das in umweltfreundlichen Verpackungen verpackt und modular aufgebaut ist und es einfach macht, Teile zu reparieren oder auszutauschen.

Josh Lepawsky, Geographieprofessor an der Memorial University in Neufundland, sagte, die Wiederverwendung werde mit zunehmender Bevölkerung des Planeten noch wichtiger.

„In einer zirkulären, aber wachsenden Wirtschaft müssen immer mehr Energie und Materialien von irgendwoher kommen, wenn sie sich durch dieses System bewegen. Und der Müll und die Umweltverschmutzung müssen irgendwohin “, sagt er.

Die Herausforderung besteht darin, wiederverwendete elektronische Geräte mit den richtigen Endmärkten zu verbinden Adam Shine, Vizepräsident von Sunnking, einem Elektronikrecycler- und IT-Asset-Management-Unternehmen. Wenn dieser Teil erfolgreich ist, können Recycler und Sanierer große wirtschaftliche Anreize bieten.

“Die Wiederverwendung Ihres Geräts oder die Überholung und der Weiterverkauf ist eine Win-Win-Situation für alle”, sagte er. Da der Einzelne mit dem Verkauf seines Geräts möglicherweise etwas Geld verdienen kann, kann ein Elektronikunternehmen durch Aufrüstung und Umnutzung etwas Geld verdienen und ein neuer Verbraucher “gewinnt letztendlich, indem er es zu einem Bruchteil der Kosten erneut kauft”.

Große Ideen brauchen noch Anreize, um zu arbeiten

Während der gesamten Veranstaltung gaben die Diskussionsteilnehmer zu, dass es viele aufregende Ideen gibt, die die Bemühungen der Kreislaufwirtschaft vorantreiben können, aber die großen Ideen werden ohne einen angemessenen Anreiz nicht funktionieren.

“Eine große Einschränkung ist das mangelnde Engagement für die Wiederverwendung”, sagte Graedel und beschrieb die Kosten als einen der größten Faktoren. Zum Beispiel kann Stahl, der bei einer Brückenreparatur übrig geblieben ist, ein qualitativ hochwertiges Ausgangsmaterial sein. Wenn es jedoch zu teuer ist, dieses Material in einem neuen Projekt zu verwenden, und billigere Alternativen existieren, „wird es komatös und unbenutzt bleiben“.

Alessandra Hool, Vorsitzende des Internationalen Runden Tisches zur Mineralienkritikalität, sagte, Regierungen und der Privatsektor könnten unzählige Rollen spielen, um die Kreislaufwirtschaft durch mögliche politische Interventionen, Steuern, Handelsabkommen und Geschäftspartnerschaften voranzutreiben. “Wir könnten viele Probleme gleichzeitig angehen, indem wir Anreize für die Zirkularität schaffen”, sagte sie.

Mehrere Diskussionsteilnehmer betonten, wie Verbraucher einen Beitrag zur Förderung von Kreislaufwirtschaftsinitiativen leisten können, indem sie Produkte fordern, die auf verantwortungsvolle Weise hergestellt werden. In seiner Keynote erörterte McDonough Cradle to Cradle, eine von ihm mitentwickelte Kreislaufwirtschaftszertifizierung, die Produkte anhand von Nachhaltigkeitskategorien wie Materialwiederverwendung, Management erneuerbarer Energien und Kohlenstoff, Wasserverantwortung und soziale Fairness bewertet. Diese und andere Zertifizierungen für Produkte können dazu beitragen, die „Wirtschaftlichkeit“ der Kreislaufwirtschaft voranzutreiben, wenn Verbraucher Produktalternativen wählen, von denen sie wissen, dass sie bessere Auswirkungen auf den Planeten haben, sagte er.

Die Diskussionsteilnehmer sagten, die Kreislaufwirtschaft sei ein kompliziertes und komplexes Konzept, das das kollektive Handeln von Unternehmen, Regierungen, Produktdesignern und Einzelpersonen erfordert, um es richtig zu machen.

Nik Engineer, Executive Business Lead bei der Ellen MacArthur Foundation, sagte, Organisationen wie seine hätten Beziehungen zwischen diesen manchmal isolierten Partnern aufgebaut, um wichtige Änderungen zu koordinieren, die stattfinden müssen. “Wir möchten erkennen, dass es die Arbeit von Einzelpersonen und Organisationen erfordert, Tausende von ihnen”, sagte er.

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