Τεχνικές προσδιορισμού της βραχυβιότητας των ηλεκτρικών συσκευών στα πλαίσια των αρχών της επαναχρησιμοποίησης και ανακύκλωσης

Καραγιαννόπουλος, Παναγιώτης

Techniques for determining the obsolescence of electrical appliances in the context of principles of reuse and recycling

Διδακτορική διατριβή

Author

Καραγιαννόπουλος, Παναγιώτης

Date

2024-07-04

Advisor

Manousakis, Nikolaos

Διδακτορική Διατριβή (5.482Mb)

Keywords

Ανακύκλωση ; Απαρχαίωση ; Βιομηχανία ηλεκτρικών οικιακών συσκευών ; Βραχυβιότητα ; Επαναχρησιμοποίηση ; Κυκλική οικονομία ; Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων ; Πολύτιμα μέταλλα ; Πράσινος καταναλωτισμός ; Συντήρηση

Abstract

Ο αυξανόμενος πληθυσμός και οι καλύτερες συνθήκες διαβίωσης έχουν οδηγήσει σε μεγαλύτερη ζήτηση για ηλεκτρικό οικιακό εξοπλισμό, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας και εκπομπές άνθρακα. Ο κλάδος των συσκευών είναι μια κερδοφόρα αγορά και έχουν γίνει προσπάθειες για την προώθηση της βιωσιμότητας και την ενθάρρυνση της επαναχρησιμοποίησης και της επισκευής, ιδιαίτερα στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή υποστηρίζει το κίνημα «Δικαίωμα στην επισκευή» για να καταστήσει τις επισκευές πιο προσιτές και να μειώσει τα απόβλητα. Οι συσκευές μεγαλύτερης διάρκειας είναι σημαντικές για την κυκλική οικονομία, επομένως πρέπει να δοθεί προσοχή στη βελτίωση της κατασκευής των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) για την ελαχιστοποίηση των αστοχιών. Στο πλαίσιο αυτό, είναι απαραίτητη η μελέτη της γήρανσης ή απόσυρσης μιας συσκευής, που εκφράζεται με τον όρο της «βραχυβιότητας». Η παρούσα διατριβή αρχικά πραγματοποιεί μια ολοκληρωμένη ανάλυση της τρέχουσας κατάστασης με βάση τις αρχές της πρωτοβουλίας «3R» (Reduce−Reuse−Recycle), στη βιομηχανία των ηλεκτρικών οικιακών συσκευών. Οι κύριες διαδικασίες που διέπουν την πρωτοβουλία «3R» είναι η απαρχαίωση, η ανακατασκευή και η πλήρης ανακατασκευή. Επιπλέον, εντοπίστηκαν και αναλύθηκαν οι τεχνικές διαστάσεις της πρωτοβουλίας «3R» και στη συνέχεια καταγράφηκαν οι προκλήσεις που μπορεί να αντιμετωπίσει η βιομηχανία των ηλεκτρικών οικιακών συσκευών στην υιοθέτηση του «πράσινου καταναλωτισμού» που εκφράζει τη συνειδητή και σκόπιμη επιλογή των καταναλωτών να αγοράσουν και να υποστηρίξουν συσκευές φιλικές προς το περιβάλλον. Παράλληλα, διαμορφώθηκαν ολοκληρωμένες προτάσεις, για την εφαρμογή «3R» πρακτικών στον τομέα των οικιακών συσκευών με σκοπό την προώθηση μιας περιβαλλοντικά συνειδητοποιημένης συμπεριφοράς των καταναλωτών. Προσομοιώθηκαν με επιτυχία διάφορες εναλλακτικές προσεγγίσεις, οι οποίες είχαν ως σκοπό τόσο τη συντήρηση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων από τις PCB ηλεκτρικών οικιακών συσκευών, όσο και των ίδιων των συσκευών. Για το σκοπό αυτό, τέθηκαν περιορισμοί οι οποίοι αφορούσαν αφενός μεν το κόστος επισκευής, αφετέρου δε το διαθέσιμο ποσό επισκευής από πλευράς πελάτη. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι με την ανάπτυξη τεχνικών προσδιορισμού της «βραχυβιότητας» των ηλεκτρικών συσκευών στο πλαίσιο των αρχών της επαναχρησιμοποίησης και ανακύκλωσης και λαμβάνοντας υπ’ όψιν την έννοια του «πράσινου καταναλωτισμού», είναι δυνατόν να παραταθεί η διάρκεια ζωής των ηλεκτρικών οικιακών συσκευών, μέσω συντήρησης και επισκευής στο πλαίσιο του συστήματος της κυκλικής οικονομίας. Συνοψίζοντας, η διατριβή οργανώνεται σε τέσσερα κεφάλαια. Το πρώτο κεφάλαιο αναφέρεται στο πλαίσιο εξέλιξης της βιομηχανίας των ηλεκτρικών οικιακών συσκευών, ενώ το δεύτερο ταξινομεί τις υιοθετούμενες πρακτικές στον παραπάνω χώρο με επίκεντρο τον «πράσινο καταναλωτισμό». Στη συνέχεια, στο τρίτο κεφάλαιο αναλύονται εκτενώς οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι προσδιορισμού της βραχυβιότητας των ηλεκτρικών συσκευών στα πλαίσια των αρχών της επαναχρησιμοποίησης και ανακύκλωσης και τέλος στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα καθώς και μελλοντικές προοπτικές της εργασίας.

Abstract

Growing population and better living conditions have led to increased demand for electric household appliances, resulting in higher energy consumption and carbon emissions. The appliance industry is a profitable market and efforts have been made to promote sustainability and to encourage reuse and repair, especially in the European Union. The European Commission is supporting the Right to Repair movement to make repairs more affordable and reduce waste. Longer-lasting devices are important for the circular economy, so attention should be paid to improving the construction of printed circuit boards (PCB) to minimize failures. In this context, it is necessary to study the aging or withdrawal of a device, expressed by the term "obsolescence". This dissertation initially carries out a comprehensive analysis of the current situation based on the principles of the “3R” (Reduce−Reuse−Recycle) initiative, in the electrical appliances industry. The main procedures governing the 3R initiative are obsolescence, renovation and reconstruction. In addition, the technical dimensions of the 3R initiative were identified and analysed, and the challenges that the household appliances industry may face, in adopting the “green consumerism” which expresses the conscious and deliberate choice of consumers to buy and support environmentally friendly devices, were then recorded. At the same time, comprehensive proposals were formulated for the implementation of "3R" practices in the field of household appliances in order to promote environmentally conscious consumer behaviour. Several alternative approaches were successfully simulated, which aimed at both the maintenance of electronic components from PCB of electrical household appliances and the devices themselves. To this end, restrictions were imposed on the cost of repairs on the one hand and the amount of repair available to the customer on the other. The results show that by developing techniques for determining the obsolescence of electrical appliances within the framework of the principles of reuse and recycling and taking into account the concept of 'green consumerism', it is possible to extend the lifetime of electric household appliance, through maintenance and repair in the context of the system of the circular economy. To sum up, the thesis is organized into four chapters. The first chapter deals with the development of the electrical household appliances industry, while the second classifies the practices adopted in the above area with a focus on "green consumerism". Then, in the third chapter, the proposed algorithms for determining the obsolescence of electrical appliances within the framework of the principles of reuse and recycling are analysed extensively and finally in the fourth chapter the conclusions and future prospects of the work are presented.