Strategien für Ökodesign im Frühstadium technischer Innovation

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1 Strategien für Ökodesign im Frühstadium technischer Innovation Fallstudie zu elektronischen Textilien Delft University of Technology Delft University of Technology Challenge the future

2 Vorschau auf die Präsentation Hintergrund: Technische Innovationen in high-tech Sektor Technologiefolgen aus der Perspektive der Nachhaltigkeit Die Rolle des Designers in der Technikgenese Diskussionspunkte 2

3 Allgegenwärtiges (ubiquitous) Computing 3

4 Allgegenwärtiges (ubiquitous) Computing Features: überall und jederzeit verfügbar immer angeschaltet miniaturisierte Elektronik unauffällige Integration drahtlos vernetzt Visionäre neue Konzepte der Informations- und Kommunikations Technologie (IKT) Smarte Gegenstände offerieren erweiterte Funktionalität Gleichzeitige Benutzung vieler smarter Objekte 4

5 Elektronische Textilien: ein Vorreiter des allgegenwärtigen Computing Wearable computers Textilien: tragbare Plattform für elektronische Geräte Kleidung: im Alltag allgegenwärtig Massenprodukte A.Böger; TU-Cottbus 5

6 Konvergierende Technologien Elektronische Komponenten Computer, GPS, Drahtlos Netzwerke, RFID LED, Displays, Solarzellen, Nano materialien: CNT, Nanosilber, TiO2 Nano Beschichtung Bekleidung Polsterung, Inneneinrichtung, Technische Textilien 6

7 Verschmelzung von Elektronik und Textilien Source: Volker Döring/Fraunhofer IZM textilintegrierte LEDs Microcontroller Eingestickter Sensor Innovationstrends Einbettung nahtlose Integration Kombination 7

8 Hintergrund: Technische Innovationen in high-tech Sektor Technologiefolgen aus der Perspektive der Nachhaltigkeit Die Rolle des Designers in der Technikgenese Diskussionspunkte 8

9 Lebenszyklusperspektive auf zukünftige Produkte Wo und wie hergestellt? Materialien und Stoffkombination Energiebedarf? Produktelebenszyklus Rohstoffe Herstellung von Produkten Gebrauch von Produkten Recycling und Entsorgung Stoffströme? Anwendungs gebiete? Wie wird es entsorgt? Produkteigenschaften? Gebrauchsdauer? Innovationstrends Marktentwicklung Wechselwirku ng mit anderen Technologien Abfall Umweltauswirkungen 9

10 Herstellung: Bedarf für kritische Elemente European Commission, (2010): Critical raw materials for the EU 10

11 Nutzungsphase: steigender Energieverbrauch IEA Szenarios: Energieverbrauch durch ICT und CE Equipment IEA Szenarios: Energieverbrauch durch Ladegeräte 11

12 Prospektive Entsorgungsprobleme von e-textilien Ähnlichkeit zum e-waste Problem 1. Entstehung grosser Abfallmengen durch e-textilien. 2. Potentiell problematische Substanzen und Stoffgemische. 3. Knappe Materialien gehen im Abfallstrom verloren. Zusätzliche Recycling Probleme 1. End-Benutzer werden Mühe haben e-textilien zu erkennen. -> Abfalltrennung wird schwierig. 2. Rücknahmesysteme sind nicht für e-textilien ausgelegt. 3. Insuffizienz existierender e-waste Recyclingtechnologien 12

13 Szenarien zur Marktdiffusion von e-textilien in Dtl. 13

14 Szenarien zum Abfallaufkommen durch e-textilien 14

15 Hintergrund: Technische Innovationen in High-tech Sektor Technologiefolgen aus der Perspektive der Nachhaltigkeit Die Rolle des Designers in der Technikgenese Diskussionspunkte 15

16 Die Rolle des Designers in der Technikgestaltung Materialien & Funktionsprinzipien Technikvisionen Innovationstrends Inspirationen Raison d être basic science i.e. materials research development of enabling technologies product design & market introduction life cycle of products (production, use, disposal) 16

17 Die Rolle des Designers in der Technikgestaltung Dritte Generation: Kombination Zweite Generation: Integration Fuzzy front end Forschung an Basistechnologien Prototypen und Designstudien Gestaltungspotenzial auf Aspekte der Nachhaltigkeit Erste Generation: Einbettung erste Produkte am Markt basic science i.e. materials research development of enabling technologies product design & market introduction life cycle of products (production, use, disposal) Erkenntnisse über Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit Gegenwärtiges Stadium des Inovationsprozesses 17

18 Heuristiken for Öko-design im Frühstadium von Innovationsprozessen Einflusspotenzial auf Innovationspfade * Symbolic graph Gestaltungspotenzial auf Aspekte der Nachhaltigkeit Kosten der Korrektur von unerwünschten Nebenwirungen * Symbolic graph basic science i.e. materials research development of enabling technologies product design & market introduction life cycle of products (production, use, disposal) Erkenntnisse über Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit Technische lock-in Effekte + Sozio-ökonomische lock-in Effekte Gegenwärtiges Stadium des Inovationsprozesses Frühstadium der Innovation Mature development stage 18

19 Einflussmöglichkeiten in der Frühphase der Innovation Take into account planned or future regulation Heed early warnings Consider the whole product life cycle Heed lessons learned from previous innovation cycles Produktelebenszyklus Rohstoffe Designentscheidungen Herstellung von Produkten basic science i.e. materials research development of enabling technologies product design & market introduction Gebrauch von Produkten Recycling und Entsorgung Technology assessment Abfall Gegenwärtiges Stadium des Inovationsprozesses Standardisation Umweltauswirkungen 19

20 Wicked Problems Ungewissheit + Unbeherrschte Komplexität Der Teufel steckt im Detail Melange aus Effekten in technischen, gesellschaftlichen und ökologischen Wirkungszusammenhängen Systemische Effekte (speziell bei der IKT) 20

21 Beispiel: elektronische Textilien Recyclinggerechtes Design im Frühstadium der Innovations von e-textilien Trend zu Miniaturisierung der Elektronik Unauffällige Gestaltung der Elektronik Dispersion von Wertstoffen in Massenprodukten Ungewissheit über Umweltfolgen von neuen Materialkombinationen Mögliche Erweiterung der Europäischen Richtlinien WEEE und EuP Sytemische Effekte der Allgegenwärtigkeit von IKT 21

22 Beispiel: Problem der Material Knappheit Market penetration of technology Innovation phase Market growth Maturity Decline time ( Bathelt & Glükler 2003; Schäzl 1996) Available materials Resource consumption time Substitute materials Substitute materials Resource consumption Substitute materials time 22

23 Hintergrund: Technische Innovationen in High-tech Sektor Technologiefolgen aus der Perspektive der Nachhaltigkeit Die Rolle des Designers in der Technikgenese Diskussionspunkte 23

24 Ökodesign: Einflussfaktoren auf die Nachhaltigkeit Design for Sustainability der Designprozess unterwirft sich einem normativen Zwang strategische Intention (prospektive Technikgestaltung) UNEP

25 Designtheorie und prospektive TA Design als Methode der Konstruktion von Zukünften. = explorativer / evolutionärer Ansatz Design eröffnet einen Systemblick auf Innovationen. Design Entscheidungen entstehen oft unter Bedingungen der Ungewissheit ( Fuzzy Front End ) -> Welche Beiträge kann die TA leisten? -> Kann Design ein Mittel der Technikfolgen Früherkennung sein? 25

26 Designtheorie: Design als mögliche Methode der prospektiven TA Typischer Ablauf eines Produktdesign Zyklus Horváth

27 Designtheorie: Design als mögliche Methode der prospektiven TA Horváth

28 Fazit Design inclusive research als möglicher Ansatz zur Evaluation neuer Technologien im Spannungsfeld der Ungewissheit in frühen Innovationsphasen. Ausblick: Doktorarbeit zum Thema Öko-Design von e-textilien -Recyclinggerechtes Design -Design für Energie- und Ressourceneffizienz 28