Weekendspecial: Entropie in fabricage en productie bij circulair inkopen

Algemeen, Duurzaam

De vergeten grootheid

Entropie in fabricage en productie bij circulair inkopen

Entropie in de thermodynamica op zich al een vrij lastig begrip en houdt zich bezig met energie-ophopingen die niet praktisch kunnen worden benut bij omkeerbare processen. Omkeerbare of ook wel natuurlijke processen zijn de tegenhanger van chemische processen. Bij natuurlijke processen zal een stof van hoedanigheid veranderen en daarbij de mogelijkheid behouden weer naar de grondvorm terug te gaan. Een van de bekendste voorbeelden van zo’n natuurlijk proces is, de door de toevoeging van warmte ontstane transformatie van ijs in water in gas. Door onttrekking van warmte kan de gas vorm weer overgaan in water en ijs. Chemische processen laten zich niet omkeren zoals bij de toevoeging van warmte in hout, het hout zal ontbranden en veranderen in houtskool, van houtskool is echter geen hout meer te maken.

Praten we over entropie in productieprocessen, zullen we ons ook moeten beperken tot die processen waarbij een (beperkte) omkeerbaarheid mogelijk is. Slechts dan kan een situatie ontstaan die zonder twijfel kan worden toegeschreven aan een zekere toestand van rust of stabiliteit. Een eenvoudig voorbeeld van entropie in een productieproces ontstaat bij de verwerking van granulaat tot kunststof. Bij afkeur, uitval en end of life kan door toevoer van warmte kunststof weer worden omgevormd tot granulaat. De energie (arbeid en warmte) echter, die gestoken is in de omvorming van granulaat tot het oorspronkelijke product, kan niet worden teruggewonnen. De factor die hierin meespeelt, is het feit dat de toegevoegde warmte tijdens het afkoelingsproces van het product wordt afgegeven aan de omgeving. Bij terugwinnen van de grondstof wordt opnieuw warmte toegevoegd, die echter niet ontrokken is aan de omgeving. Zowel de energie die is toegevoegd om het product te maken als de energie die weer nodig is om van het afgekeurde product weer granulaat te maken, zijn verloren. We praten hier over energie maar het ligt veel breder. Hulpmaterialen, arbeid, aan een product toegewezen algemene kosten horen er zeker ook bij.

Is dit een te verwaarlozen factor? Wel, we mogen entropie niet los zien van andere bewegingen in de wereld. De levensduur van een product is afgenomen door onophoudelijke technische vernieuwingen. Verder spelen globalisatie, de nieuwe duurzaamheid , het opschuiven van de producent in de richting van de klant, het toegenomen besef ten aanzien van grondstoffen en global warming een niet onbelangrijke rol.

Beperkte ik mij in het voorbeeld van entropie in het terugwinnen van bijvoorbeeld afgekeurde producten, entropie speelt natuurlijk ook een rol bij circulair inkopen. Een steeds grotere rol zelfs omdat de cyclus grondstof, productie, gebruik, terugwinning en restafval aan belang toeneemt en omdat producenten graag meer willen produceren, gaat de cyclus ook steeds sneller draaien met als gevolg dat het belang van entropie toeneemt, net als de stapel restafval.

Hoe groot is de factor entropie is een logische vraag die men zich kan stellen.  Die is voor verschillende producten verschillend. Laten we eens uitgaan van een professioneel product waar bij ongeveer 50% van de kostprijs bepaalt wordt door materiaalkosten. Gaan we uit van 80% recycleerbaar materiaal. Is dus 40% van de kostprijs terug te winnen, 10 % wordt restafval en 50% van de kostprijs is weg als sneeuw voor de zon. Deze 50% bestaat uit eerder genoemde energie, maar ook de kosten van huur van vastgoed, personeelskosten, belastingen, verkoopkosten, marketingkosten, afschrijvingen op machinepark, onderhoudskosten etc. Allemaal financieel gemaakt tot geld maar ook hiervan is een essentiëel deel een aanslag op onze beperkte aardse bronnen die we nu juist wilden sparen.

Het lijkt er dus op dat circulair inkopen penny wise, pound foolish is en alleen is ingegeven om die natuurlijke hulpbronnen te sparen, die nu bij het restafval liggen. Willen we echt natuurlijke bronnen sparen, dan moeten we koers zetten naar de oude duurzaamheid. Een lange technische en economische levensduur en recuperatie bij defecten.  Dus een hogere productkwaliteit en grotere stappen in technische ontwikkelingen. Dat laatste is niet iedere ontwikkelingsstap omzetten in producten om zo een snellere return on investment te krijgen, immers ontwikkelaars kosten geld en hoe eerder een product op de markt komt hoe beter. Dat een product dan niet volledig is uitontwikkeld neemt men op de koop toe, dat komt wel in de volgende generatie producten. In software termen is dat van 1.0 direct naar 2.0 maar niet via 1.1,1.2,1.2.3, 1.3 enz.

Als we dat gaan doen vraagt dit een hogere investering van de producent, maar er gaat niets verloren in 1.1 etc. En dat is pas een wezenlijke besparing  in het verbruik van natuurlijke hulpbronnen, misschien moeten we daarom de producent een beetje helpen met hogere prijzen, subsidies, minder belasting.   Dat is namelijk altijd te verkiezen boven méér entropie en méér restafval.

drs. ing. E. Ploeg
directeur WeDo Consultancy,
sr. inkoper

 

Geef een reactie