Zeleno inženjerstvo: ključ za unapređenje održivosti

Zeleni inženjering podrazumijeva osmišljavanje i stvaranje proizvoda, procesa i sistema koji ostvaruju minimum uticaja na životnu sredinu, uz prihvatljive troškove.

Za razliku od „tradicionalnog“, zeleni inženjering koristi metriku za kvantifikaciju(analizu) uticaja na životnu sredinu – kao što su iscrpljivanje prirodnih resursa i zagađenje – tokom čitavog životnog ciklusa proizvoda. 

Kao oblik sistemskog inženjerstva, zeleni inženjering se najefikasnije koristi u ranoj fazi projektovanja, jer tamošnje promjene mogu imati kumulativne koristi u svim fazama životnog ciklusa, od ekstrakcije do odlaganja.

Analiza životnog ciklusa je zelena inženjerska tehnika koja kvantifikuje širok i detaljan skup uticaja određenog proizvoda na životnu sredinu.

Ravnopravnost projektantskih i ekoloških ciljeva

Zeleno inženjerstvo ne postavlja ekološke ciljeve kao važnije prioritete u odnosu na ostale projektne zahtjeve, ali traži njihovo detaljno razmatranje. Kao i tradicionalni inženjering, zelena inženjerska rješenja moraju zadovoljiti dizajnerska ograničenja, kao i optimizirati ciljeve. Za razliku od tradicionalnog inženjeringa, ovaj novi pristup prevazilazi performanse i troškove i dodaje cilj minimiziranja uticaja na životnu sredinu. Postizanje ovakve ravnoteže u dizajnu je veoma zahtjevno, a mnogi proizvodi usmjereni na životnu sredinu su propali na tržištu zbog loših performansi, većih bezbjednosnih rizika ili nerazumnih troškova.

Foto: www.hopkins.co.uk

U svojim najboljim oblicima, zeleni inženjering poboljšava kvalitet života u cijelom društvu pružajući čistu vodu, zdravu hranu u obilnim količinama, efikasan prevoz, udobno stanovaje. Inženjerski napredak od industrijske revolucije doveo je do ogromnog povećanja očekivanog životnog vijeka, ekonomskog rasta i kvaliteta života. Ovaj napredak je naravno došao i sa svojom negativnom stranom u obliku nastanka ekološke štete i iscrpljivanja resursa. 

Inženjering primenjuje matematičke i naučne principe prilikom projektovanja proizvoda i procesa, kao i prilikom razmatranja pitanja životne sredine.

Mnogi ekološki problemi koji proizlaze iz inženjerske prakse nijesu očigledni za građane i potrošače jer se dešavaju iza zatvorenih vrata fabrike, često u udaljenim zemljama, te se vremenom mogu lako akumulirati. Ova pitanja uključuju iscrpljivanje prirodnih resursa i degradaciju ekosistema, kao i povećanje koncentracija opasnih materija u vazduhu, zemljištu i vodi. Kako se i populacija i individualni prihodi povećavaju na globalnom nivou, inženjering igra ključnu ulogu u pružanju neophodne podrške potrošačima za poboljšanje kvaliteta njihovih života. Međutim, kako razmjere inženjerskih poduhvata rastu širom svijeta, tako rastu i uticaji na životnu sredinu. Naučnici nastavljaju da istražuju i dokumentuju probleme poput krčenja šuma, odumiranja koralnih grebena, oštećenja ozonskog omotača, povećane koncentracije ugljen-dioksida u atmosferi, iscrpljivanja zaliha mineralnih i fosilnih goriva, gubitka i degradacije tla i zagađenja vode. S obzirom na ograničene zalihe goriva i materijala na Zemlji i sve veću potrošnju resursa, jasno je da ne možemo nastaviti ovim putem i neograničeno održavati svoj način života. Zeleni inženjering nudi alternativni put ka održivijem društvu.

Održivost 

Ne postoji nijedna definicija koja može da obuhvati svu kompleksnost pojma održivosti. U najmanju ruku, održivost se mora odnositi na životnu sredinu, društvo i ekonomiju. Oštećenost ekosistema utiče na kvalitet života ljudi i troškove održavanja njegovog standarda.

Foto: www.accessscience.com

Dok je održivost apstraktan koncept, zeleno inženjerstvo je praktičnije i opipljivije. Ono se može smatrati skupom tehničkih koncepata i vještina koje ljudi mogu koristiti za dizajniranje procesa i sistema koji su bolji za društvo i životnu sredinu, sa prihvatljivim troškovima.

Zeleni inženjering kvantifikuje uticaje na životnu sredinu kako bi pomogao u održivijim izborima dizajna. Bez mjerljivih pokazatelja, teško je odrediti koji su izbori najbolji iz ekološke perspektive. Na primjer, može se tvrditi da električna vozila emituju manje ugljen -dioksida od vozila koja koriste benzin, međutim, mora se izvršiti kvantifikovano poređenje emisija vozila na benzin sa emisijama iz elektrana koje proizvode električnu energiju da bi se znalo koje vozilo proizvodi manje štetnih emisija.

Štaviše, uticaji na životnu sredinu moraju se uzeti u obzir tokom čitavog životnog ciklusa; u suprotnom, poboljšanja u jednom dijelu životnog ciklusa mogu dovesti do većih problema u drugoj oblasti. U prošlosti su inženjeri često donosili odluke koje se tiču ekologije prilično nasumično, zasnovano na intuiciji, a ne na procjenama životnog ciklusa. Ovo je često dovodilo do loših odluka iz ekološke perspektive, jer se složenost punog životnog ciklusa ne može precizno procijeniti bez detaljne analize. Zeleni inženjeri minimiziraju štetu po životnu sredinu razumijevanjem detalja različitih faza životnog ciklusa i donošenjem odluka koje smanjuju uticaje na životnu sredinu bez žrtvovanja drugih kritičnih ograničenja.

Problem ekstrakcije sirovina

Ekstrakcija je početak životnog ciklusa i diktirana je odabirom sirovina i hemikalija. Minerali, metali i fosilna goriva se vade, a zatim oplemenjuju, što za posljedicu može imati različite nivoe degradacije životne sredine. Zalihe ovih materijala su ograničene, pa ih upotreba društva iscrpljuje. Ostali materijali, uključujući drvo, biljna vlakna i hemikalije, hranu i drugu biomasu, mogu se obnoviti u smislu da se mogu regenerisati. Međutim, ovi procesi su održivi samo ako regenerišemo resurse brže nego što ih uklanjamo i ako ne oštetimo ekosisteme koji ih podržavaju. Zeleni inženjeri nastoje odabrati materijale kojih ima u izobilju i koji se mogu izvaditi uz manje energije i oštećenja ekosistema.

Foto:Faculty of Engineering

Problem proizvodnje

Proizvodnja uzima ekstrahovane sirovine i pretvara ih u korisne proizvode sa specifičnim funkcijama i naprednim svojstvima. Poput ekstrakcije, proizvodnja zahtijeva električnu energiju, toplotu i upotrebu različitih hemikalija, poput rastvarača, čije se emisije kontrolišu u odnosu na zakonom propisane granice ili se nenamjerno emituju usljed nesreća. Redovni događaji, poput zemljotresa, uragana, izlivanja nafte, curenja hemikalija, industrijskih nesreća ili ilegalnih emisija, i dalje utiču na radnike, javnost i životnu sredinu na lokalnom, regionalnom i globalnom nivou. Zeleni inženjeri nastoje da odaberu manje toksične hemikalije, razviju procese koji koriste manje energije i materijala, ili uvode više zaštitnih mjera u proizvodne procese koji zahtijevaju upotrebu opasnih materija. 

Kraj životnog ciklusa proizvoda

Kraj života ili odlaganje je posljednja faza životnog ciklusa. Svi proizvodi moraju otići negdje na kraju svog vijeka upotrebe. Najčešće opcije su deponije, spaljivanje i reciklaža, a svaka od njih donosi određene kompromise. Na deponijama se proizvodi metan iz anaerobne digestije organskih materija, ali se ovaj snažni gas sa efektom staklene bašte može uhvatiti i koristiti kao gorivo. Spaljivanjem se izvlači dio utjelovljene energije iz materijala koji bi se inače odlagali na deponije, ali kompromis se ogleda u emisijama ugljen dioksida i drugih zagađivača nastalih sagorijevanjem u atmosferu. Reciklaža štedi ogromne količine sive energije (eng. embodied energy) i smanjuje negativan uticaj na ekosistem jer se faza ekstrakcije potpuno izbjegava, ali je energija i dalje potrebna za procese transporta i reciklaže. Zeleni inženjeri nastoje smanjiti sve oblike otpada i razviti zatvorene cikluse recikliranja. 

Uticaj transporta na ekosistem

Za prevoz sirovina, gotovih proizvoda i otpada kroz cio sistem neophodan je sektor transporta. Sistemi električnih vozila u nastajanju su energetski efikasniji, ali emisije ovih sistema zavise od izvora goriva koji proizvode električnu energiju. Štaviše, prelazak na električna vozila zahtjeva značajno širenje infrastrukture za njihovo punjenje što uzrokuje i potrebu za povećanjem kapaciteta distributivnog sistema električne energije. U razvijenim zemljama svijeta uveliko se radi na razvoju električnih autobusa, kamiona, brodova i letjelica koje koriste Sunce kao izvor energije, a neke od njih su već u upotrebi. Iako su i dalje na nivou eksperimenta, ova vozila ostvaruju zavidne rezultate u praksi i pružaju uvid u to kakva nas budućnost očekuje.

Prir. S.Đuričić

Izvori: www.epa.gov; ACS; www.accessscience.com

Čitajte još

Leave a Reply

Your email address will not be published.