LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Elektronikprojekt och hållbar utveckling

Föreläsning 1

Ellie Cijvat

Inst. för Elektro- och Informationsteknikellie.cijvat@eit.lth.se

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

Föreläsningarna m.m.

• Tisdagar kl 10-12, sal E:B

– 16 mars – 1. Hållbar utveckling; 2. Naturresurser och miljöpåverkan

– 23 mars – Klimatförändringar och energi

– 20 april – Elektroniken och livscykelanalys

– 27 april – 1. Lagstiftning; 2. Positiva exempel

– 5 maj (ons kl 13-15) - E.ON-s vindkraftprojekt Rødsand 2

• Övriga aktiviteter och datum:

– 24 mars, kl 13-15, sal E:3316: kort presentation av projekt

– 28 april, kl 13-15: posterutställning miljöuppgift

– 4 maj, kl 10-12: studiebesök IIIEE

– 18 maj, kl 10-12 + 19 maj, kl 13-15: redovisning projekt

100316 Ellie Cijvat

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

Projekten och postrarna

Vid frågor, kontakta Olof!

• Hemsidan: http://www.iea.lth.se/ephu/

• Projekten: Har alla fått kontakt med sin handledare?

• Postrarna: De flesta grupper har fått ’Go’ dvs godkänd uppgift och godkänd litteratur.

100316 Ellie Cijvat

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100210 Ellie Cijvat

Innehåll

• Föreläsningarnas upplägg:• Hållbar utveckling, miljöhistoria

• Naturresurser, biologisk mångfald

• Klimat, energi och utsläpp

• Miljöförstöring – avfall, gifter

• Livscykelanalys (LCA)

• Elektronikavfall

• Lagstiftning

• Elektronik för miljön

Allmänna

miljöämnen

Elektronikens

miljöpåverkan

+ studiebesök hos

IIIEE i Lund

5 föreläsningar

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Ellie Cijvat

Inst. för Elektro- och Informationsteknikellie.cijvat@eit.lth.se

Hållbar utveckling

Nyckelord: miljöhistoria, avskiljning & utspädning, lagstiftning, internationella överenskommelser, hållbar utveckling, ekodesign

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Miljöhistoria

• Trender:

Innan 70-talet: Utspädning

70-talet: Avskiljning

– Nationell lagstiftning

80-talet: Avfall, återvinning

1962, USA: Rachel Carson - Silent Spring (Tyst Vår)

1978, New York: Love Canal-skandalen

1977, Teckomatorp: BT Kemi skandalen

1971, Ramsar: Första moderna internationella miljö-konvention

1972, Stockholm: Första FN miljökonferens

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Miljöhistoria, forts.

• Trender:

90-talet: Livscykelanalys, Agenda 21, hållbar utveckling, …

00-talet: Ekodesign

EU lagstiftning

1992, Rio de Janeiro: Uppföljning av Stockholms-konferensen

1997, Kyoto: Klimatöverenskommelsen

2002, Johannesburg: Uppföljning av “Rio”

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

Hållbar utveckling

HU fick sitt genombrott 1987

– Brundtland Kommissionen, ”Our common future”

HU består utav 3 pelare:

– Miljömässig hållbarhet

– Social hållbarhet

– Ekonomisk hållbarhet

• HU kan ses som en process

– Ständiga förbättringar

– Arbeta med indikatorer

… men hur definieras t ex ’socialt hållbart’?

… och har alla samma definition?

100316 Ellie Cijvat

Tillgodose dagens behov utan

att äventyra kommande

generationers möjligheter att

tillgodose sina behov

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Ellie Cijvat

Inst. för Elektro- och Informationsteknikellie.cijvat@eit.lth.se

Naturresurser och miljöpåverkan

Nyckelord: förnybara och icke-förnybara resurser, biologisk mångfald, arter och nischar, utrotning, utsläpp, föroreningar,

avfall

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

Innehåll

• Naturresurser:

– Förnyelsebara resurser

– Icke-förnyelsebara resurser

– Kontinuerliga resurser

• Några siffror

– Globalt

– I Sverige

• “Elektronikresurser”

• Biologisk mångfald:

– Varför är det viktigt?

– Om arter och nischar

– Utrotning - naturligt eller onaturligt?

• Miljöpåverkan

– Luftföroreningar

– Vattenföroreningar

– Avfall

100316 Ellie Cijvat

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Naturresurser

Förnybar resurs:“Förnybar resurs är en naturlig resurs som

tömms långsammare än den fylls på. En resurs måste ha ett sätt att återhämta sig för att kunna kallas förnybar.” - Wikipedia

• Exempel:

– Skog, gräs

– Djur

– Färskvatten, frisk luft

– Bördig jord

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Naturresurser

• Vilka processer utarmar de förnybara resurserna?

– Urbanisering på bekostnad av bördig mark

– Erosion av jordens toppskikt

– Avskogning

– Minskning av den biologiska mångfalden

– Minskning/nedsmutsning av grundvatten

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Några siffror

• Vatten, globalt:

Källa: UNEP

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Några siffror

• Vattenanvändning i Sverige:

Källa: SCB

Hushåll

3 000

Kommunala

uttagEnskilda

uttag

Industri Jordbruk Övrig

användning

Totalt

2 000

1 500

1 000

500

0

2 500

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Naturresurser

Icke-förnybar resurs:

En resurs som finns i begränsad mängd på jorden. Den kan utvinnas till det inte längre är lönsamt att göra det. På en mänsklig tidsskala (100- eller 1 000-tals år) förnyas resursen inte.

• Exempel:

– Fossila bränslen - olja, gas, kol

– Metaller - koppar, aluminium, guld, järn

– Mineraler (ej metalliska) - sand, fosfater, lera

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Några siffror

• Uran, globalt:

Källa: BGS

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Några siffror

• Olja:

Källa: Wikipedia

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Naturresurser

• Kontinuerlig resurs:

En resurs som förnyas kontinuerligt, eller som “alltid” finns.

• Exempel:

– Solenergi

– Vind

– Vatten (tidvattnet, strömmar, osv.)

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

Några siffror

• Solenergi globalt: • Potential solenergi i Sverige:

– 10 TWh/år solel

– 30 TWh/år solvärme(källa: Greenpeace)

• Solenergi nu:

– 7 GWh i 2008, solel

– 100 GWh i 2008, solvärme

(källa: Svensk solenergi)

• Totala elanvändningen i Sverige: 170 TWh år 2005(källa: SCB)

100316 Ellie Cijvat

Se: http://www.desertec.org/en

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Elektronikresurser

• Det krävs resurser som t ex el, vatten, metaller, mineraler, kemikalier för att:

– Tillverka elektronikprodukter

– Använda elektronikprodukter och tjänster

• Kisel som råvara för integrerade kretsar:– 20 kg SiO2 behövs för 1 kg rent kisel

– 2 000 kWh behövs för att få 1 kg kisel som är tillräckligt rent

– 7 000 liter vatten används per 200 mm wafer (som väger drygt 50 gram)

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Elektronikresurser

• Vad innehåller en laptop? Ett exempel.

Källa: Shrivastava et al. (IEEE artikel)

En dator med monitor

behöver 1,8 ton i råvaror,

inkl. vatten, bränsle,

kvarts, …

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Elektronikresurser

Materialer som används vid tillverkning:

• Kretskort:

– Ammoniumklorid, ammoniumsulfid, svavelsyra, blyfri lödpasta, bromerade flamskyddsmedel, …

• Integrerade kretsar:– Silan, ammonia, ammoniumnitrat, kväveoxid,

hexafluoroetan, trikloroetan, klorin, fosfin, arsin, kväve, …(lätt upp till 1 000 kemikalier)

Mer om detta om

några veckor….

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Länkar naturresurser

• www.unep.org - FN:s “Environmental Programme”

• www.bgs.ac.uk - British Geological Survey

• http://www.greenpeace.org/international/campaigns/toxics/electronics/how-the-companies-line-up - Greenpeace, Guide to greener electronics

• computersweden.idg.se/2.2683/1.79337 - Nyhetssite, IT & miljö

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Biologisk mångfald

• Innehåll:

– Varför är det viktigt?

– Om arter och nischar

– Utrotning - naturligt eller onaturligt?

• Några siffror

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Biologisk mångfald

Varför är biologisk mångfald viktig?

• Ekosystem:

– Består av ett antal organismer som fungerar ihop (djur och växter, producenter och konsumenter)

– Är komplexa system

– Utför viktiga funktioner som att förse oss med mat, bördig jord, frisk luft, rent vatten, avfallshantering, …

Biologisk mångfald behövs för att upprätthålla ekosystem - fast det är svårt att veta exakt vilken art har vilken funktion i systemet!

– Ju mer mångfald desto stabilare ekosystemet

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Arter och nischar

• En art “är populationer vars individer kan föröka sig tillsammans men inte med någon individ som tillhör en population som inte tillhör arten.” - den vanligastedefinitionen enligt Wikipedia

– Vissa arter har många underarter

• En ekologisk nisch är det levnadsområde där en enskild art kan överleva och reproducera sig. Detta avser egenskapersom temperatur, vegetation och mattillgång. För varjeegenskap finns ett visst intervall där arten kan leva. -Wikipedia

– Det finns smala eller breda nischar, dvs specialister och generalister

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Några siffror

• Hur många arter finns det ungefär?

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Utrotning

• Naturlig eller s k bakgrundsutrotning är den graden avutrotning av arter som alltid förekommer, t ex pgageografisk spridning av grupper och ändrade ekosystem– Bakgrundsutrotningen uppskattas till 1-5 arter per miljon arter

per år (jorden uppskattas ha ungefär 10-14 miljoner arter)

• Massutarmning av arter definieras som en högreutrotningshasighet än bakgrundsutrotning

• Massutrotning är en signifikant ökning avutrotningshastigheten– 25-70+% av alla arter kan dö ut under en relativ kort tid

De senaste 500 miljoner år har det antagligen hänt 3 massutarmningar och två massutrotningar. (källa: Miller, Living in the Environment, p. 96)

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Utrotning

• Vad är orsakerna till utrotning?

– Naturliga variationer

– Habitatdegradering

• Och vad är människans roll?

– Sedan år 1900 är utrotnings-hastigheten 100-1000 ggrbakgrundsutrotningen

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Några siffror

• Utrotning:

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

Länkar biologisk mångfald

• www.millenniumassessment.org - Millennium Ecosystem Assessment

• http://www.cbd.int/2010/ - FN:s Convention on Biological Diversity

100316 Ellie Cijvat

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Miljöpåverkan

Innehåll: föroreningar och avfall

• Luftföroreningar– Partiklar

– Gaser som skadar ozonlagret

– Gaser som bidrar till försurning

– Växthusgaser

• Vattenföroreningar– Giftiga kemikalier, bekämpningsmedel

– Övergödning

– Sediment

• Avfall– Farligt avfall

– Hushålls- och industriavfall

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Luftföroreningar

• Partiklar:

– Från förbränning av fossila bränslen

– Från vulkanutbrott, vågor, bränder, dammoln osv.

– De kan orsaka astma, lungcancer, hjärtproblem, …

• Ozonlagret:

– Gaser som CFC (framförallt klor- och bromradikaler) kan bryta ner ozonet så att lagret blir tunnare

– Ett tunnare lager kan orsaka fler fall av hudcancer och grå starr, och kan orsaka stor skada på plankton

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Luftföroreningar

• Försurning:

– Det är bl a en konsekvens av förbränning av fossila bränslen, då kväveoxid (NOx) och svaveldioxid (SO2) släpps ut

– Det kan orsaka stor skada på djur- och växtlivet i sjöar, samt skada skogarna och jorden

• Växthusgaser:

– De uppstår vid förbränning av fossila bränslen, avskogning, och förruttningsprocesser

– De orsakar klimatförändringar

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Vattenföroreningar

• Kemikalier och bekämpningsmedel:

– Organiska kemikalier är t ex olja, plast, bensin, bekämpningsmedel, upplösningsmedel, diskmedel

• Vissa kan vara cancerogena, ge fosterskada, eller nervskada

– Oorganiska kemikalier är t ex metallföreningar (bly, arsenik), salt, syror

• Vissa kan skada nervsystemet, levern, njurarna

– Aktiviteter som orsakar dessa föroreningar är bl a industri, jordbruk, och hushåll

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Vattenföroreningar

• Övergödning:– Det orsakas av utsläpp av ammoniak

från jordbruket, av kväve och fosfor från konstgödsel, och av utsläpp av kväveoxider vid förbränning

– Det orsakar syrebrist och algblommning i sjöar och hav

• Sediment:– Det orsakas framför allt av erosion

– Det kan ha som följd att marina näringskedjor störs, och att strömmar, sjöar och hamn täpps till

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Avfall

• Farligt avfall:– Flytande eller fast substans som är giftig, lättantändlig,

korrosiv, eller reaktiv och orsakar giftmoln e d

– Det är ett problem om avfallet släpps ut i naturen, men det är inte heller lätt att omhänderta

• Exempel är radioaktivt avfall, hushållsavfall eller industriavfall som färg, upplösningsmedel, olja, rengöringsmedel, mm mm

• Hushålls- och industriavfall (fast):– Avfall är “allt som innehavaren kastar bort, vill kasta bort eller

måste kasta bort” - EU definitionen

– Problemet är mängden och hur att ta hand om det; soptippar är ingen bra lösning i längden. Förbränning kan ge energi, men kan också ge en del farligt utsläpp som måste tas om hand. Återvinning är viktig för resursbesparing samt återanvändnign och förebyggande av avfallsgenerering.

• I EU producerades 3,5 ton avfall per person år 2006.

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Avfall

Av allt avfall i EU kommer 14% från hushåll

(ungefär 520 kg per person)

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Länkar miljöpåverkan

• www.naturvardsverket.se - Myndighet

• www.airclim.org - Luftförorening- och klimatsekretariatet

• waste.eionet.europa.eu/waste - Expertiscentrum från EEA, European Environmental Agency

LUND UNIVERSITY

Dept. of Electrical and Information Technology

100316 Ellie Cijvat

Kom ihåg:

Hållbar utvecklingNyckelord: miljöhistoria, avskiljning & utspädning, lagstiftning, internationella överenskommelser, hållbar utveckling, ekodesign

Naturresurser och miljöpåverkanNyckelord: förnybara och icke-förnybara resurser, biologisk

mångfald, arter och nischar, utrotning, utsläpp, föroreningar, avfall