Figura 1: Evoluția etichetelor Ecodesign din 1994 până în 2019 (PRBX/Sashkin/Shutterstock)
Inginerii electroniști din domeniul electronicii de putere au căutat întotdeauna metode de conversie a puterii cu eficiență maximă, minimizând astfel disiparea de putere și consumul de energie. Cu mult înaintea oricăror reglementări guvernamentale, comunitatea specialiștilor în electronica de putere a inovat pentru a dezvolta componente și topologii care au contribuit la economisirea energiei. Pe măsură ce reglementările în materie de eficiență energetică au capacitat întreaga lume, am continuat să cercetăm noi metode de management și stocare a energiei, dar, simultan, alți parametri de mediu au impus producătorilor de electronice de putere să integreze principiile de proiectare ecologică (Ecodesign) în tot ceea ce fac. Ce va însemna acest lucru pentru comunitatea dedicată electronicii de putere?
De la viziune la regulamentul privind proiectarea ecologică
Din 1866, când Ernst Haeckel a stabilit legăturile dintre organismele vii și mediul lor înconjurător, ecologia a trecut printr-o serie de etape și cicluri. Cercetările lui Sim van der Ryn și Stewart Cowan din cartea lor “Ecological Design” au dezvoltat conceptul de integrare a activităților umane cu procesele naturale și au avut ca scop minimizarea impactului distructiv asupra mediului. Acest lucru a fost urmat în 2002 de publicarea cărții-manifest a lui William McDonough și Michael Braungart, “From Cradle to Cradle”, ceea ce a dus la o mulțime de inițiative și proiecte pentru dezvoltarea unei economii circulare cu scopul de a conserva resursele naturale. Un exemplu practic este directiva-cadru “Ecodesign” propusă la 1 august 2003 de Comisia Europeană pentru echipamentele consumatoare de energie [COM(2003)0453].
Într-o perioadă în care numeroase grade de eficiență a surselor de alimentare atingeau un nivel maxim de 82%, în care consumul de energie în regim de așteptare (standby) nu era considerat o problemă, iar managementul energiei în cadrul echipamentelor finale nu reprezenta nici măcar un concept, UE a propus îmbunătățirea performanței globale privind mediul pentru produsele consumatoare de energie (EuP − Energy-using Products), punând accentul pe eficiența energetică, dar și pe impactul asupra mediului pe parcursul întregului ciclu de viață al produsului.
20 aprilie 2004: Parlamentul UE a adoptat o rezoluție privind propunerea unei directive-cadru UE privind proiectarea ecologică în materie de eficiență energetică și alte caracteristici de mediu ale produselor. La 6 iulie 2005, propunerea a devenit directivă [2005/32/CE], acordând țărilor competente un termen de doi ani pentru punerea în aplicare.
Printre o serie de produse, directiva a inclus sursele de alimentare externe cu o putere maximă de ieșire de 250W, care sunt destinate să funcționeze cu echipamente electrice și electronice de uz casnic și de birou [Regulamentul (CE) nr. 278/2009]. Această directivă a fost actualizată în octombrie 2019 [Regulamentul (UE) 2019/1782] și, întrucât noile tehnologii contribuie la îmbunătățirea nivelurilor de eficiență, aceasta va fi revizuită în termen de un an pentru a adăuga categorii de produse și pentru a ajusta valorile de prag.
Deoarece proiectarea ecologică la nivelul UE este orientată în mare măsură către consumatori, o serie de activități îi sprijină pe aceștia în alegerea produselor pe care le cumpără și le utilizează. De exemplu, o decizie importantă a fost obligativitatea ca produsele listate să poarte o etichetă care să indice eficiența energetică pe o scară comparativă de la cel mai eficient la cel mai puțin eficient (de la A la G). Creată inițial în 1992 și având în vedere progresele tehnologice și îmbunătățirea nivelurilor de eficiență energetică, în 2010, scara de etichetare Ecodesign a fost redefinită ca fiind de la A+++ la D și au fost adăugate informații suplimentare pentru consumatori, de exemplu, nivelurile de zgomot. Scara din 2010 a creat confuzie, iar în 2019 regulamentul actualizat privind etichetarea a reintrodus scara originală A-G, fiind implementată o nouă metodă de calcul care ia în considerare utilizarea reală și adăugat un cod QR (Figura 1). De asemenea, pentru a veni în sprijinul consumatorilor, producătorilor și comercianților cu amănuntul și pentru a asigura o tranziție ușoară de la vechile etichete la cele noi, Comisia Europeană a dezvoltat o bază de date online, registrul EPREL (European Product Registry for Energy Labelling) − Registrul european al produselor pentru etichetare energetică), accesibil publicului.
Acordul verde al UE și proiectarea ecologică (Ecodesign)
Încă de la originile sale, proiectul EU Ecodesign a fost menit să acopere mai mult decât eficiența energetică, dar complexitatea a fost de așa natură încât Comisia a adoptat o abordare înțeleaptă pentru ca implementarea să fie ușoară și acceptabilă de către industrie și consumatori.
În martie 2020, Comisia Europeană a adoptat noul plan de acțiune privind economia circulară (CEAP − Circular Economy Action Plan) [COM(2020) 98], care este unul dintre principalele elemente constitutive ale acordului european de ecologizare (European Green Deal) [COM(2019) 640]. Obiectivul tranziției UE către o economie circulară este de a reduce presiunea asupra resurselor naturale și de a crea o creștere sustenabilă și locuri de muncă în cadrul comunității europene. Este, de asemenea, o condiție prealabilă pentru atingerea obiectivului de neutralitate climatică al UE pentru 2050 și pentru stoparea pierderii biodiversității.
După cum scriau William McDonough și Michael Braungart în urmă cu 20 de ani, economia circulară este un model de producție și de consum care presupune partajarea, închirierea, reutilizarea, repararea, recondiționarea și reciclarea materialelor și produselor existente cât mai mult timp posibil. În acest fel, ciclul de viață al produselor este extins. În practică, aceasta implică reducerea la minimum a deșeurilor. Atunci când un produs ajunge la sfârșitul duratei sale de viață, materialele sale sunt păstrate în cadrul economiei, ori de câte ori este posibil, datorită reciclării. Acestea pot fi utilizate într-o manieră productivă din nou și din nou, creând astfel o valoare suplimentară.
Figura 2: Reglementarea privind eficiența energetică a surselor de alimentare a serverelor și a dispozitivelor de stocare a datelor prin Ecodesign (PRBX/Iftikhar-Alam/Vecteezy)
Aceasta este o diferență clară față de conceptul economic tradițional, liniar, care se baza pe un model de a lua, a face, a consuma și a arunca. Acest model se bazează pe cantități mari de materiale și energie ieftine și ușor accesibile. Tot din acest model face parte și “îmbătrânirea” planificată, atunci când un produs a fost proiectat pentru a avea o durată de viață limitată pentru a încuraja consumatorii să cumpere din nou.
Actuala Directivă 2009/125/CE privind proiectarea ecologică are un istoric îndelungat de beneficii pentru întreprinderi, consumatori și mediu. Numai în 2021, impactul actualelor măsuri de proiectare ecologică, care cuprind 31 de grupe de produse, a permis economisirea a 120 de miliarde de euro în cheltuieli energetice pentru consumatorii din UE și a condus la un consum anual de energie cu 10% mai mic pentru produsele din domeniul său de aplicare, și a sosit momentul să extindem directiva pentru a include economia circulară.
În martie 2022, Comisia a publicat o propunere pentru un nou regulament privind proiectarea ecologică pentru produse sustenabile (ESPR − Ecodesign for Sustainable Products Regulation). Propunerea stabilește un cadru pentru a stabili cerințe de proiectare ecologică pentru grupuri specifice de produse, în vederea îmbunătățirii semnificative a caracterului circular al acestora, a performanței energetice și a altor aspecte legate de sustenabilitatea mediului. Printre cerințele suplimentare am putea evidenția caracterul durabil al produselor, capacitatea de reutilizare, de modernizare și de reparare, care fac obiectul unor discuții de mai bine de cinci ani. Consultarea publică deschisă a avut loc în perioada ianuarie − mai 2023 și este în prezent în discuție pentru o adoptare preconizată în primul trimestru al anului 2024.
În fața viitoarelor reglementări
Printre produsele suplimentare care urmează să fie acoperite de regulamentul UE privind proiectarea ecologică s-a numărat o cerință pentru servere și produse de stocare a datelor [Regulamentul UE 2019/424]. Obiectivul regulamentului a fost de a limita impactul acestor produse asupra mediului cu un set de norme privind eficiența energetică, cum ar fi eficiența minimă a unităților de alimentare, eficiența minimă a serverului în stare activă, consumul maxim în stare de inactivitate și informații privind temperatura de funcționare a produsului. De asemenea, regulamentul ia în considerare aspecte legate de economia circulară, cum ar fi extracția componentelor-cheie și a materiilor prime esențiale, disponibilitatea unei funcționalități pentru ștergerea securizată a datelor și furnizarea celor mai recente versiuni disponibile de firmware.
Deși se preconiza, inițial, că va intra în vigoare în ianuarie 2023, dar din cauza actualei crize mondiale a aprovizionării cu cipuri semiconductoare, provocată de pandemia COVID-19, care a făcut ca producătorii de surse de alimentare să se confrunte cu termene de livrare mai lungi decât cele prevăzute inițial pentru livrarea componentelor critice, în decembrie 2022, Comisia a emis o comunicare [2022/C 469/03] prin care a amânat data punerii în aplicare până în ianuarie 2024.
Directiva UE Ecodesign pentru eficiența energetică în centrele de date este similară cu 80 PLUS, iar nivelul este similar cu Titanium (single outputs) și Platinum (multiple outputs), observând în același timp că cifra de corecție a factorului de putere de 0,95 nu este definită pentru aceleași condiții de sarcină (Figura 2).
Figura 3: Proiectul de referință CRPS185 de 3.200 W “Titanium Plus” de la Navitas Semiconductors (Cu permisiunea Navitas Semiconductor)
Având în vedere cererea crescută a centrelor de date legată de dezvoltarea inteligenței artificiale, comisia de reglementare ar putea avea în vedere consolidarea nivelului de cerințe, pe care producătorii de surse de alimentare le iau în considerare prin adoptarea semiconductorilor cu bandă interzisă largă (Wide Band Gap) și a noilor metode de control adaptiv. Înaintea viitoarelor reglementări, producătorii de semiconductori WBG oferă deja kituri de referință și asistență pentru aplicații pentru a depăși cerințele 80 PLUS Titanium și EU Ecodesign 2019/424, cum ar fi, de exemplu, CRPS185 de la Navitas Semiconductors (Figura 3).
Care va fi următorul pas?
Eficiența energetică a fost prioritară, dar, așa cum am spus, EU Ecodesign se referă la dezvoltarea unei economii circulare și la prioritizarea prelungirii duratei de viață a produselor, realizarea de produse reparabile, reutilizarea lor cât mai mult posibil și schimbarea modului în care lucrăm pornind de la principiul “cradle to grave” la “cradle to cradle”. După cum am prezentat în cartea albă din 2017 “Will the power supply industry adopt the cradle-to-cradle business model?” facem progrese importante, iar acordul european Green Deal/Ecodesign va permite ca lucrurile să se întâmple.
Referințe
- Powerbox (PRBX)
- EU Ecodesign
- European Green Deal
- European Product Registry for Energy Labelling
- Will the power supply industry adopt the cradle-to-cradle business model?
- Navitas Semiconductor
Autor: Patrick Le Fèvre,
Director Marketing & Communication
Despre autor
Patrick Le Fèvre este un specialist în marketing și inginer cu experiență, cu o carieră de 40 de ani de succes în domeniul electronicii de putere. El a fost un inițiator în promovarea noilor tehnologii, precum ‘putere digitală’ și al inițiativelor tehnice de reducere a consumului de energie. Le Fèvre a scris și a prezentat numeroase cărți albe și articole la cele mai importante conferințe internaționale de electronică de putere din lume. Acestea au apărut în peste 450 de publicații în mass-media din întreaga lume. De asemenea, este implicat în mai multe forumuri de mediu, împărtășindu-și expertiza și cunoștințele despre energia curată.
Powerbox – A Cosel Group Company
https://www.prbx.com
