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1、12.LCA在綠色產品設計上在綠色產品設計上之應用之應用2023/12/152LCA導入綠色產品設計導入綠色產品設計執行步驟：執行步驟：確認執行目的確認執行目的/範圍範圍畫出製程流程圖畫出製程流程圖量化原料與製程量化原料與製程填表與計算填表與計算解釋結果解釋結果2023/12/153確認執行目的確認執行目的/範圍範圍描述被分析之產品或產品元件描述被分析之產品或產品元件確認執行此分析之目的確認執行此分析之目的定出所需之精確度定出所需之精確度例：咖啡壺之設計例：咖啡壺之設計追求最大可能之環保績效追求最大可能之環保績效2023/12/154咖啡壺生命週期評估咖啡壺生命週期評估咖啡豆烘烤紙濾紙聚苯乙烯
2、注射出成形鋁擠壓鋼板玻璃成形打印成形組裝/運送包裝使用電力水有機廢棄物都市垃圾2023/12/155量化原料與製程量化原料與製程定義功能單位定義功能單位(Functional unit)例：咖啡壺之設計例：咖啡壺之設計使用年限：5 年每天煮咖啡兩次，每次煮 5 杯的量煮完後需保溫30分鐘量化所有相關的製程量化所有相關的製程濾紙消耗量：3650張(約7.3 kg)消耗電能：375 kWh視需要，假設合理的數據視需要，假設合理的數據2023/12/156咖啡豆咖啡豆烘烤紙紙濾紙聚苯乙烯聚苯乙烯注射出成形鋁鋁擠壓鋼板鋼板玻璃玻璃成形打印成形組裝組裝/運送運送包裝包裝使用使用電力水有機廢棄物有機廢棄物
3、回收再利用回收再利用都市垃圾都市垃圾7.3 kg1 kg0.1 kg0.3 kg0.4 kg375 kWh2023/12/157填表與計算填表與計算Product or com ponentcoffee machineProjectexampleD ate17-07-95A uthorPRN otes and conclusionsAnalysis of a coffee machine,assumption:5 years use,2 x per day,half capacity,keep hot for 30 minutesProductionM aterials,treatm ents
4、,transport and extra energym aterial or processam ountindicatorresultpolystyrene1 kg8.38.3injectionmoulding PS1 kg0.530.53aluminium0.1 kg181.8extrusion Al0.1 kg20.2sheet steel0.3 kg4.31.29glass0.4 kg2.10.84gas-fired heat(moulding)4 M J0.0630.252T otal13.2U seT ra nsp ort,energy a nd p ossib le a u x
5、 ilia ry m a teria lsproce ssam ountindicatorre sulte l e c t r i c i t y l o w-v o l t a g e3 7 5 k W h0.6 72 5 1p a p e r7.3 k g3.32 4T o ta l2 7 5D isp o sa lD isp osa l p rocesses for ea ch m a teria l typ em ate rial and type of proce ssingam ountindicatorre sultm u n i c i p a l w a s t e,p l
6、a s t i c1 k g0.6 90.6 9m u n i c i p a l w a s t e,f e r r o u s0.1 k g1.20.1 2m u n i c i p a l w a s t e,f e r r o u s0.3 k g1.20.3 6h o u s e h o l d w a s t e,g l a s s0.4 k g-0.8-0.3 2m u n i c i p a l w a s t e,p a p e r7.3 k g0.3 32.4T o ta l3.2 5T o ta l(a ll p ha ses)2 9 1.52023/12/158紙聚苯乙
7、烯鋁鋼玻璃成形擠壓注射出成形組裝使用375 kWh電力都市垃圾7.3 kg1 kg0.1 kg0.3 kg0.4 kg2023/12/159案例案例1手機手機行動通信網路系統經營者利用無線電通信頻道，行動通信網路系統經營者利用無線電通信頻道，在使用者移動狀況下能夠發射或接收資料，提在使用者移動狀況下能夠發射或接收資料，提供資訊行動化能力之行動終端設備。供資訊行動化能力之行動終端設備。(東名，東名，2001)第一代的行動電話為黑金剛大哥大系列，日下第一代的行動電話為黑金剛大哥大系列，日下熱門產品為可拍照與彩色螢幕的行動電話。熱門產品為可拍照與彩色螢幕的行動電話。行動電話產品的發展方向為個性化、多
8、功能化、行動電話產品的發展方向為個性化、多功能化、輕量化、整合性強且變化迅速。輕量化、整合性強且變化迅速。行動電話產品的快速演變顯示現代人生活對資行動電話產品的快速演變顯示現代人生活對資訊行動化的必要性。訊行動化的必要性。2023/12/1510手機拆解例一手機拆解例一塑膠聽話筒等不鏽鋼LCD螺絲電池軟式電路板基板與電子元件海綿天線按鍵2023/12/1511塑膠聽話筒等不鏽鋼LCD螺絲電池基板與電子元件橡膠按鍵手機拆解例二手機拆解例二2023/12/1512D元件階段分析結果C元件階段分析結果F元件階段分析結果G元件階段分析結果 不銹鋼 聽筒話筒 天線 螺絲 橡膠 印刷電路板 電子元件 螢幕
9、 塑膠外殼 電池 不銹鋼 聽筒話筒 天線 螺絲 橡膠 印刷電路板 電子元件 螢幕 塑膠外殼 電池不銹鋼 聽筒話筒 天線 螺絲 海綿 印刷電路板 電子元件 螢幕 塑膠外殼 電池 軟板 不銹鋼 聽筒話筒 天線 螺絲 橡膠 印刷電路板 電子元件 螢幕 塑膠外殼 電池2023/12/1513情境假設情境假設組裝製造階段盤查結果為組裝製造階段盤查結果為1.6 kwh/部部假設組裝廠至物流中心距離為假設組裝廠至物流中心距離為150公里公里假設使用資費方案假設使用資費方案600型型(網外網外0.12 元元/秒、網內秒、網內0.07元元/秒秒)且每月恰好打滿且每月恰好打滿600元，且網內網外各半元，且網內網外
10、各半網外網外 300/0.012=2500 sec=41.6分鐘分鐘網內網內 300/0.07=4285sec=71.4 分鐘分鐘產品使用產品使用18個月個月充電一次消耗充電一次消耗0.09kwh(資料來源：台電公司資料來源：台電公司)廢棄情境為土地掩埋廢棄情境為土地掩埋2023/12/1514範例：電能核算範例：電能核算將桌燈將桌燈(原使用白熾燈原使用白熾燈)選擇改用日光選擇改用日光燈，費用並不便宜，不過因它的高燈，費用並不便宜，不過因它的高效率得以節約能源。假如一具效率得以節約能源。假如一具 22 W日光燈費用為日光燈費用為 8 美元美元(特價特價)。而普通。而普通的一個的一個 70 W燈
11、泡僅需燈泡僅需 1 美元，若已美元，若已知每度電的成本為知每度電的成本為 0.08 美元，試問美元，試問何時可以將成本償付何時可以將成本償付(pay-back)?2023/12/1515(計算計算)22 W節能型日光燈與節能型日光燈與 70 W的白熾燈的白熾燈提供一樣的照明，假如每天使用提供一樣的照明，假如每天使用 4 小時，則白熾燈一個月的操作費用小時，則白熾燈一個月的操作費用為為4 hr/d 30 d/mo 70 W$0.08/kWh 1 kW/1000 W=$0.67/mo節能型日光燈，操作費為節能型日光燈，操作費為4 hr/d 30 d/mo 22 W$0.08/kWh 1 kW/10
12、00 W=$0.21/mo2023/12/1516(討論討論)每個月節省每個月節省$0.46第一年費用第一年費用(操作操作+投資投資)白熾燈：白熾燈：$9.04日光燈：日光燈：$10.52相差：相差：$1.48第二年第二年(操作操作)$1.48/$0.46=3.22 個月，完成償付。個月，完成償付。2023/12/15172023/12/15充電電池的壽命充電電池的壽命NiCd充電電池充電電池2023/12/15182023/12/15範例：鎳範例：鎳-鎘充電電池鎘充電電池一個剛充滿電的鎳一個剛充滿電的鎳-鎘電池，一開始鎘電池，一開始的容量為的容量為 350 mAh；當電池放電到；當電池放電到
13、 225 mAh時，開始充電。試問此電時，開始充電。試問此電池可充電幾次池可充電幾次?放電深度放電深度=(350 mAh 225 mAh)/350 mAh 100%=36%由前圖知，由前圖知，36%的充電次數為的充電次數為 175次。次。2023/12/15192023/12/15範例：電池充電器範例：電池充電器假設一個假設一個C號充電鹹性電池需號充電鹹性電池需 4 h可充可充滿電，但每次充電時，一般人的習慣滿電，但每次充電時，一般人的習慣會將充電器放置會將充電器放置 8 h左右。若充電器的左右。若充電器的表定功率為表定功率為 28 W，試計算此電池充電，試計算此電池充電 10 次所耗的電能次
14、所耗的電能?又電費若是又電費若是$2.2/kWh，則充，則充 10 次電需要多少錢次電需要多少錢?電能消耗電能消耗=28 W (8 h/次次 10 次次)=2,240 Wh=2.24 kWh 費用費用=2.24 kWh$2.2/kWh=$4.92023/12/15202023/12/15範例：放電時間估算範例：放電時間估算一個電子產品需一顆一個電子產品需一顆 1.5 V的的“AA”電池，其電阻為電池，其電阻為 10 。若選用鹹性。若選用鹹性充電電池，則可連續使用多久充電電池，則可連續使用多久?V=IR,或或 I=V/R=1.5 V/10 =0.15 A=150 mA 鹹性充電電池的初始容量與電
15、流有密鹹性充電電池的初始容量與電流有密切關係，在切關係，在 150 mA 時，容量為時，容量為 1400 mAh，所以，所以 時間時間=140 mAh/150 mA=9.3 h。2023/12/1521個案行動電話生命週期評估結果行動電話A 行動電話B 行動電話C 行動電話D 行動電話E 行動電話F 行動電話G2023/12/1522行動電話G之生命週期分析結果 元件階段 組裝階段 運輸階段 使用階段 廢棄階段2023/12/1523階段名稱階段名稱元件名稱元件名稱項目項目說明說明元件製造階段元件製造階段螢幕螢幕能源能源 鍍膜製程使用新機械可節省電力鍍膜製程使用新機械可節省電力20%塑膠塑膠包
16、裝用包裝用PET材料改用材料改用polyester電子元件電子元件銅銅降低銅的用量降低銅的用量10%電路板電路板SnPb37降低降低SnPb物質的使用物質的使用20%塑膠塑膠SOx降低降低SOx空氣污染物質空氣污染物質30%CO2降低降低CO2空氣污染物質空氣污染物質30%電池電池鈷鈷鈷含量降低鈷含量降低50%之電池之電池組裝階段組裝階段螺絲螺絲無螺絲設計組裝方式無螺絲設計組裝方式能源能源減少減少20%的電力的電力使用階段使用階段能源能源 設計省電待機模式，使待機時間增長一倍，設計省電待機模式，使待機時間增長一倍，節省節省50%的電力的電力棄置階段棄置階段回收回收 假設行動電話回收建立制度，且行動電話假設行動電話回收建立制度，且行動電話回收率達回收率達50%，回收項目為行動電話中之，回收項目為行動電話中之可回收物質可回收物質情境模擬產品設計項目情境模擬產品設計項目(以行動電話以行動電話G為對象為對象)2023/12/1524516mPt292mPt43.4%元件製造階段 組裝製造階段 運輸階段 使用階段 棄置階段情境模擬產品與原產品生命週期評估結果(單位：1p)2023/12/1525
