Veranderingsgerichte levenscyclusanalyses voor toekomstbestendig productontwerp

Hoe te anticiperen op veilig en duurzaam productontwerp

Carlos Felipe Blanco is senior wetenschapper bij TNO, gespecialiseerd in Circulariteit & Duurzaamheidsimpact. Wanneer hij veilig en duurzaam productontwerp beschrijft, benadrukt hij de ‘triple bottom line’:

"De producten die je maakt, moeten minimale negatieve impact hebben op het milieu, de samenleving en de economie. De EC dringt aan op dit concept, dus richtlijnen en regelgeving komen eraan. We willen industrieën helpen om in een vroeg stadium van productontwikkeling op deze regelgeving te anticiperen. Om kosten te verlagen, risico's te minimaliseren en kansen te identificeren."

Wat is een veranderingsgerichte LCA?

"Een levenscyclusanalyse is een manier om de milieugevolgen van menselijke economische activiteiten te meten. Een standaard LCA meet de impact van elke stap in de levenscyclus van een bestaand product. Niet alleen teruggaand naar de grondstoffen en productie, maar ook tijdens het gebruik en het einde van de levensduur van het product.

Een veranderingsgerichte LCA is bedoeld voor toekomstige producten. Wat zou de toekomstige impact kunnen zijn van een product dat zich nog in een vroeg ontwikkelingsstadium bevindt?"

Hoe TNO meer inzichtelijke veranderingsgerichte LCA's ontwikkelt

Bij TNO ondersteunen we producenten, innovators, onderzoekers en overheden bij het ontwikkelen we een Decision Support aanpak die de industrie in staat stelt om risico's en voordelen effectief af te wegen in de vroege stadia van hun ontwerpproces.

Daarbij ondersteunt TNO industrieën met veranderingsgerichte LCA-methoden en diepgaande sectorspecifieke kennis van interne expertisegroepen, zoals circulaire kunststoffen en energietechnologieën. Daarnaast begrijpt TNO innovatie diepgaand.

Felipe: "Bij TNO zijn we zelf innovators. We weten veel over de vele onzekerheden die verband houden met het evoluerende ontwerp van het product en de dynamische externe context waarin het product in de toekomst zal worden uitgebracht. Ook kunnen we die onzekerheden en aannames op een verantwoorde manier beheren, omdat we per definitie neutraal zijn."

Kosten verlagen en andere voordelen

Het uitvoeren van een inzichtelijke veranderingsgerichte LCA in een vroeg stadium van productontwikkeling biedt vele voordelen. Felipe somt ze op:

• "Ten eerste verlaagt het de kosten: veranderingen aanbrengen terwijl je nog aan het ontwerpen bent, is veel goedkoper dan wanneer je al aan het produceren bent.
• Een ander voordeel is dat ontwikkelaars het risico kunnen minimaliseren door te anticiperen op ontwerpkeuzes die fout kunnen gaan.
• Het derde voordeel is dat het helpt bij het prioriteren van onderzoek. Meestal ligt de focus op kwaliteit en kosten. Maar wanneer je ook focust op veiligheid en duurzaamheid, heb je een completere routekaart voor het aanpakken van de zaken die er toe doen tijdens de resterende stappen van innovatie."

Op deze manier kan een LCA ook helpen de zogenaamde 'valley of death' te overbruggen, waar producten te geavanceerd zijn om basis onderzoekfinanciering te ontvangen, maar nog te risicovol of onderontwikkeld zijn voor substantiële particuliere investeringen.

Een inzichtelijke veranderingsgerichte LCA kan productontwikkelaars behoeden voor het vastlopen in een type ontwerp dat de risico's niet kan overwinnen.

Kansen vergroten

Als ontwerper of fabrikant kun je genoegen nemen met standaard LCA's of online tools die snelle, eenvoudige en goedkope LCA-berekeningen doorvoeren, echter bij TNO benutten we de ontwerpvrijheid in vroege stadia van productontwikkeling.

Bijvoorbeeld: aan de ontwerptafel kun je gemakkelijk van gedachten veranderen over materialen. Met onze systematische aanpak kun je alle mogelijkheden verkennen en kansen identificeren voor meer concurrerende en duurzame producten aan het einde van de R&D-pijplijn.

We hebben deze aanpak onlangs toegepast met een partner die een innovatief type zonnepaneel ontwikkelde. Ze evalueerden tal van ontwerpalternatieven, allemaal met verschillende niveaus van technologische complexiteit en kosten, maar we konden een eenvoudige materiaalverandering identificeren die het milieuprofiel van het paneel aanzienlijk zou verbeteren.

Het was een gemakkelijke verandering die alle voordelen van andere, moeilijkere veranderingen ver overtrof. Zelfs, rekening houdend met meer dan 15 soorten milieu-indicatoren en toekomstige ontwikkelingen in recycling, hernieuwbare elektriciteit en andere relevante sectoren.

Hoe werkt een veranderingsgerichte LCA?

Felipe legt eerst een standaard LCA uit: 'Bij een bestaand product analyseren we de activiteiten die de hele waardeketen omvatten: grondstoffenwinning, productie van apparatuur, gebruik, verwijdering, enz. Elke activiteit heeft een impact, zoals emissies of het gebruik van water. Deze impactgegevens tellen op tot een LCA-score.

Een inzichtelijke veranderingsgerichte LCA geeft je geen enkele score. Vanwege ontwerpkeuzes die nog moeten worden gemaakt en onzekerheid over toekomstige wetgeving en context maken we aannames, tekenen en evalueren we scenario's en doen we aanbevelingen. Bovendien houden we rekening met concurrenten: hoe zal de prestatie van hun concurrerende product zich in de toekomst ontwikkelen.'

Uitdagingen en samenwerkingen

Bij veranderingsgerichte LCA kan het gebrek aan echte gegevens een uitdaging zijn. Maar voor Felipe is dat geen grote zorg: "Natuurlijk is er een ‘data-gap’ bij het werken met toekomstige producten en contexten. Maar we hebben effectieve manieren om dit gat te overbruggen en (veronderstelde) gegevens op industriële schaal te extrapoleren."

Verder werkt TNO actief samen met verschillende industriële partners, overheidsinstellingen, universiteiten en onderzoekscentra voor een zo’n compleet mogelijk beeld.

Versterk je innovatiekracht

Ben je nieuwe producten en diensten aan het ontwikkelen en wil je fundamenteel de manier waarop je innoveert veranderen? Neem contact op met TNO. We doen meer dan alleen het verstrekken van indicator-LCA-scores. We begeleiden je bij het interpreteren en gebruiken van de resultaten van de LCA om praktische beslissingen te nemen om je productontwerpen en R&D-projecten te verbeteren.

Laten we samen innoveren.