Sustainable-production

Sustainable production is not enough | การผลิตอย่างยั่งยืนยังไม่พอ

การเอ่ยอ้างถึงความยั่งยืนอย่างล่องลอย งูๆ ปลาๆ โดยไม่มีผลการคำนวณทางวิทยาศาสตร์มารับรองจะไม่ส่งผลใดต่อการลงมือทำในภาคการผลิต หรือ ต่อการรับมือกับปัญหาด้านสภาพภูมิอากาศของโลกในเวลานี้ นั่นคือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ในชาติวิศวกรรมอย่างเยอรมนี พยายามบอกโลกอุตสาหกรรม ถึงการคำนวณอย่างรอบด้านในการแก้ไขปัญหาระดับโลก ซึ่งมันจะไม่ใช่การแก้ปัญหาหนึ่งแต่นำไปสู่อีกปัญหาหนึ่งอีกต่อไป

 

เวลานี้ทั้งฟากนักการเมืองและภาคอุตสาหกรรมต่างกำลังพูดถึง CO2 แม้กระทั่งการผลิตในแบบที่เรียกว่า climate-neutral production หรือ กระบวนการผลิตที่ปลอดภัยต่อสภาพอากาศ ปราศจากก๊าซเรือนกระจก หรือมีค่าของ CO2 สุทธิเท่ากับศูนย์ แต่ศาสตราจารย์ Christoph Herrmann หัวหน้าสถาบันเครื่องมือกลและเทคโนโลยีการผลิตและเครื่องมือกลแห่งมหาวิทยาลัย TU Braunschweig จากเยอรมนี (มหาวิทยาลัยในกลุ่ม TU9 ที่ได้ชื่อว่าเป็นมหาวิทยาลัยเทคนิคที่เก่าและใหญ่ที่สุดในเยอรมนี) แย้งว่า เอาเข้าจริง ๆ มันก็ยังไปไม่ถึงไหน – But this does not go far enough

ในการประชุมประจำปีครั้งที่ 10 ของ WGP (สมาคมวิชาการเพื่อเทคโนโลยีการผลิต) ศาสตราจารย์ Herrmann กล่าวว่า “การผลิตไม่สามารถแยกออกจากวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ได้ หากเราไม่ได้ต้องการเพียงแค่ยกปัญหาสิ่งแวดล้อมออกจากวงจรชีวิตหนึ่งไปสู่อีกอีกวงจรหนึ่ง” ดังนั้นกรอบวัตถุประสงค์ตามหลักวิทยาศาสตร์จึงเป็นเรื่องจำเป็น เพื่อให้สามารถทำการประเมินสิ่งแวดล้อมเชิงปริมาณสำหรับเทคโนโลยีการผลิตและผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ และสร้างทางเลือกอื่นที่สามารถนำมาเทียบเคียงกันได้ “ตัวอย่างเช่น สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า เราสามารถคำนวณอิทธิพลของสถานที่ผลิตสำหรับเซลล์แบตเตอรี่ ในเรื่องของข้อได้เปรียบทางระบบนิเวศที่มีมากกว่ารถยนต์ทั่วไปได้”

Herrmann ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับแบบจำลองและวิธีการต่าง ๆ เพื่อทำการประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของผลิตภัณฑ์และกระบวนการผลิตมานานหลายปี โดยทุกช่วงชีวิตของผลิตภัณฑ์จะได้รับการวิเคราะห์ตั้งแต่การสกัดวัตถุดิบไปจนถึงการสิ้นสุดอายุการใช้งาน “หากเราวางแผนเพียงแค่เรื่องของความเป็นกลางของสภาพอากาศในขั้นตอนการผลิตเพียงเท่านั้น สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือเราแค่ยกปัญหา เช่น จากขั้นตอนการใช้งานไปสู่ขั้นตอนการรีไซเคิล หรือ เปลี่ยนจากผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศไปเป็นมลพิษต่อระบบนิเวศน์แทน เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้เราต้องรวมการประเมินสิ่งแวดล้อมในเชิงปริมาณ ซึ่งเรียกว่าการประเมินวัฏจักรชีวิต (ของผลิตภัณฑ์) เข้ากับกระบวนการพัฒนาผลิตภัณฑ์ด้วย”  Herrmann เตือน

 

Prof. Christoph Herrmann
Prof. Christoph Herrmann (Picture: TU Braunschweig)

“จนถึงตอนนี้ การใช้งานในวงกว้างยังไม่สามารถเป็นไปได้ เนื่องจากยังไม่กิดความสมดุลเพียงพอที่จะฝังลงไปในกระบวนการทางวิศวกรรม นอกจากนี้ การแสดงภาพให้เห็น (visualization) ก็ยังไม่ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะกับกลุ่มเป้าหมายซึ่งก็เป็นอุปสรรคต่อการตีความผลลัพธ์ข้อหนึ่ง ทั้งนี้ ฮอตสปอตที่มีผลกระทบมากที่สุดต่อสิ่งแวดล้อมและโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อจุดเริ่มต้นที่เป็นไปได้สำหรับนวัตกรรมผลิตภัณฑ์และกระบวนการจึงยังเป็นเรื่องยากที่จะแจกแจง เพียงแค่เราเปลี่ยนสิ่งนี้ เราก็จะสามารถสร้างเส้นทางสู่วิศวกรรมวงจรชีวิตซึ่งมุ่งไปสู่ความยั่งยืนของระบบนิเวศได้”

Herrmann เสริมว่า การเสริมสร้างความเชี่ยวชาญในการประเมินวงจรชีวิตและวิศวกรรมวงจรชีวิตจะช่วย “เพิ่มความซับซ้อนภายในในขั้นต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสิ่งที่เราต้องคำนึงถึงนั้นไม่เพียงเกี่ยวกับระบบนิเวศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงมิติทางเศรษฐกิจและสังคมของโซลูชันที่เป็นนวัตกรรมด้วย” อย่างไรก็ตาม ในมุมมองของเป้าหมายทางการเมืองในเยอรมนีและ European Green Deal ซึ่งตั้งเป้าหมายไว้ที่การปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ (climate neutrality) ไว้ภายในกลางศตวรรษนี้ บริษัทผู้ผลิตทั้งหลายจึงไม่สามารถหลีกเลี่ยงการคิดทบทวนใหม่ได้

 

More computer-aided tools | เครื่องมือการจำลองแบบ

การประเมินวัฏจักรชีวิตของผลิตภัณฑ์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น วัสดุที่ใช้ซึ่งผลกระทบต่อระบบนิเวศสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากมาย แต่ยังรวมถึงส่วนแบ่งของแหล่งพลังงานหมุนเวียน ราคาไฟฟ้าและสุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด สภาพภูมิอากาศในสถานที่ผลิตก็ถือว่ามีส่วนสำคัญ อิทธิพลจากสภาพภูมิอากาศ ที่เรียกกันว่า greenhouse potential – ศักยภาพที่ทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจกจะเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติตามความเข้มของ CO2 ที่สูงขึ้นผสมกับการใช้ไฟฟ้าในท้องถิ่น สวีเดนเป็นประเทศหนึ่งที่มีส่วนแบ่งของการใช้พลังงานหมุนเวียนสูง ส่วนในฝรั่งเศสที่ริเริ่มใช้พลังงานนิวเคลียร์ก็มีผลดีกับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

เรื่องของงบดุลที่ซับซ้อนอย่างยิ่งทั้งในเรื่องของผลิตภัณฑ์และพารามิเตอร์การผลิตจำนวนมากจะต้องถูกนำมาพิจารณาและทำให้เป็นที่ประจักษ์โดยสามารถทำให้โปร่งใสได้ด้วย CAM – computer-aided models   เท่านั้น Herrmann ตอกย้ำ ทั้งนี้ แนวทางหนึ่งที่เรียกว่า ‘Integrated Computational Life Cycle Engineering’ – วิศวกรรมวงจรชีวิตเชิงคำนวณแบบบูรณาการ มาจับคู่กับโมเดลของการผลิตในอีกทางหนึ่งกับแบบจำลองที่อธิบายขั้นตอนการใช้ประโยชน์ (Utilization) หรือ การดำเนินการ (Operation) และในทางกลับกันกับโมเดลสำหรับการหมดอายุใช้งาน – end-of-life เช่น การรีไซเคิล การกู้คืน และการใช้งาน แนวทางนี้ช่วยให้สามารถระบุได้ถึงประสิทธิภาพของวงจรชีวิต (life cycle performance) ของผลิตภัณฑ์ใหม่และเทคโนโลยีการผลิตโดยคำนึงถึงทั้งพารามิเตอร์ทางเทคนิค-เศรษฐศาสตร์ (เช่น ต้นทุนของวงจรชีวิต) และพารามิเตอร์ทางนิเวศวิทยา (เช่น การประเมินด้านสิ่งแวดล้อม)

“อย่างไรก็ตาม ทุกวันนี้คอมพิวเตอร์และเครื่องมือซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องต่างก็มีประสิทธิภาพสูงมากจนสามารถสร้างแบบจำลองเชิงบูรณาการ และสามารถจำลองแบบจำลองหรือ simulations รูปแบบต่าง ๆ ที่มีความซับซ้อนได้แบบเห็นภาพรวมทั้งหมด”

 



 

Life cycle assessment of e-cars strongly dependent on battery | แบตเตอรี่นั้นสำคัญไฉน

ตัวอย่างเช่น การใช้ e-mobility สามารถแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ของการประเมินวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ ซึ่งรวมถึงวงจรชีวิตแบบเบ็ดเสร็จของรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ในการคำนวณแบบละเอียดยิบตั้งแต่เกิดจนถึงสุสานกันเลยตามที่พวกเขาอธิบาย “ในกรณีของ VW ID มากกว่า 43% ของ CO2 เทียบเคียงกับการผลิตรถยนต์เป็นผลมาจากการผลิตแบตเตอรี่” Herrmann แสดงผลการคำนวณ “การผลิตแบตเตอรี่อย่างยั่งยืนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบ e-mobility ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม” โดยสถาบันวิจัยหลายแห่งกำลังดำเนินการในเรื่องนี้อยู่แล้ว ตัวอย่างเช่น โครงการร่วมกัน “ 2nd Use & Green Battery” จาก“ โรงงานวิจัยแบตเตอรี่”  (“Battery Research Factory”) ของกระทรวงการศึกษาและการวิจัย (BMBF) ซึ่งได้จัดทำขึ้นเพื่อการประเมินวัฏจักรของวัตถุดิบแบบองค์รวม และแนวคิดเรื่องการใช้แบตเตอรี่ครั้งที่ 2 – 2nd use concepts of batteries

 

Interdisciplinarity as inspiration | สหวิทยาการคือแรงบันดาลใจ

ความท้าทายระดับโลกที่มนุษย์ต้องเผชิญอยู่ทุกวันนี้ ไม่ได้มีแต่เรื่องของ CO2 กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แต่ยังมีการแพร่ระบาดครั้งใหญ่ของเชื้อโรค ไปจนถึงเรื่องของการเปลียนผันไปสู่วิถีดิจิทัล – Digitisation ทั้งหมดนี้ทำให้เกิดคำถามอันแสนซับซ้อนมากมาย ดังนั้น มันจึงไม่ใช่การพูดถึงหรือเอ่ยอ้างกันแบบลอย ๆ อีกต่อไป แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเชิงนวัตกรรมระดับปรมาจารย์เพื่อค้นหาคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ให้ได้

 

Prof. Matthias Kleiner
Prof. Matthias Kleiner (Picture: IUL Dortmund)

ตามความเชื่อของศาสตราจารย์ Matthias Kleiner (นักวิทยาศาสตร์และศาสตราจารย์ด้านการสร้างเทคโนโลยี) ประธานของ Leibniz Association กล่าวในปาฐกถาพิเศษโดยได้เตือนว่าเราไม่ควรคิดแค่เพียงจัดการกับระเบียบวินัยของตนเองเท่านั้นโดยบอกว่า

“บรรดานักวิจัยและกฎเกณฑ์ทั้งหลายจะต้องไปให้พ้นขีดจำกัด เราต้องการการลงมือทำและแรงบันดาลใจร่วมกันในขณะนี้ มีเพียงสิ่งนี้เท่านี้ที่จะทำให้การค้นพบในระดับพลิกผันมีความเป็นไปได้ ซึ่งตอนนี้เราต้องการอย่างเร่งด่วน”

เขายกตัวอย่างการใช้เทคโนโลยีพลาสมา โดยอธิบายว่า ความหลากหลายของมุมมองในกลุ่มนักวิจัยสหวิทยาการทำให้เกิดการค้นพบที่ว่าขึ้นได้อย่างไร ทั้งนี้ เทคโนโลยีพลาสม่ามีบทบาทสำคัญในวิศวกรรมการผลิตมานานแล้ว เช่น ในการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ หรือ AM ไปจนถึงกระบวนการตกแต่งพื้นผิว อย่างไรก็ตาม พลาสมาก็ยังสามารถช่วยในการรักษาบาดแผลได้อย่างรวดเร็วและเป็นเทคโนโลยีที่มีบทบาทสำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมด้านการดูแลสุขภาพ

“ในกลุ่มของสหวิทยาการมักจะมีการตั้งคำถามเกี่ยวกับความเชื่อมั่นเก่า ๆ เพื่อหาแนวทางแก้ไขใหม่ ๆ ภายใต้เงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลงไป สิ่งนี้ไม่ได้เป็นเพียงสิ่งที่ต้องลงมือทำก่อนเหนืออื่นใดเพื่อจะรับมือกับความท้าทายอันแสนซับซ้อนของโลกาภิวัตน์ในโลกของเราเท่านั้น แต่ยังเป็นแกนกลางของกลยุทธ์ส่งเยอรมนีไปสู่อนาคตในทิศทางที่คู่ควรด้วย” Kleiner กล่าว


*interdisciplinary – “สหวิทยาการคือ หนึ่งในทางออกที่จะทำให้เราสามารถแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อนได้ สหวิทยาการถูกสร้างขึ้นมาเพื่อให้เราได้เรียนรู้อย่างรอบด้าน ฝึกให้เราฟังให้เยอะ อ่านให้มาก แล้วคิด วิเคราะห์ สังเคราะห์ และตั้งคำถาม และหาทางออกอย่างเป็นระบบ”  – วิทยาลัยสหวิทยาการ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์


อ้างอิง: https://www.etmm-online.com/sustainable-production-is-not-enough-a-976622/

บทความที่เกี่ยวข้อง:

Sustainability: Top 10 เทรนด์ยั่งยืนโลกในมุมมองของอุตสาหกรรม

อนาคตของพลังงานจากไฮโดรเจน | “The World is Ready for Hydrogen”

10 ตัวอย่างความยั่งยืนของการผลิต Machine Tool

 

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *