グリーンエンジニアリング

グリーンエンジニアリングは、製品やプロセスの設計において、財務的にも技術的にも実現可能な原則を適用して、以下の目標の 1 つ以上を達成するアプローチです。(1)施設の建設または運用によって発生する汚染物質の量を減らすこと、(2) 人間の集団が潜在的な危険にさらされるのを最小限に抑えること (毒性の低減を含む)、(3) 製品およびプロセスのライフサイクル全体を通して物質とエネルギーの利用を改善すること、(4) 経済効率と存続可能性を維持すること。^{[ 1 ]} グリーンエンジニアリングは、すべての設計分野に対する包括的なフレームワークとなり得ます。

グリーンエンジニアリングの概念は、1966年から1970年にかけて経済協力開発機構（OECD）において「地球市民のための10の生態学的戒律」という名称で始まった。^{[ 2 ]}この考えは、最初の戒律から始まり10番目で終わる以下のサイクルとして視覚的に表現された。

1. 自然の法則を尊重しなさい
2. 地球の責任ある市民として、自然の知恵から学びましょう。
3. 生物種の多様性、豊富さを損なわない
4. 汚染しないでください
5. 子どもたち、そして孫たちのために、地球に対する責任を日々果たそう。
6. すべての経済活動において、自然保護／持続可能性の原則を遵守せよ！
7. 言ったことを実行する！
8. 合理的知能と感情的知能の要素を含む、小さくて賢明で知的な問題解決方法を好む。
9. 環境破壊に関する情報は人類全体のものであり、特権的な大企業だけのものではない。
10. あなた自身の身体が、あなたの個人的な社会的および自然環境があなたの健康に及ぼす影響について何を語っているのか、注意深く耳を傾けてください^{[ 2 ]}

このアイデアは、1968年にパリで開催された国連教育科学文化会議でペーター・メンケ＝グリュッケルトによって発表されました。これらの原則は、各個人がこれらの価値観を堅持する固有の責任を負っているという点で、グリーンエンジニアリングの原則と類似しています。プウォトカ＝ワシルカ博士は、「地球市民のための10の生態学的戒律」がグリーンエンジニアリングの原則に影響を与えたと考えており、これはすべてのエンジニアが新しいプロセスを作成する際に持続可能な価値観と実践を堅持する義務があることを示唆していると言われています。

グリーンエンジニアリングは、化学化合物などの製品製造における持続可能な手法を推進する大きな動きの一部です。この動きはグリーンケミストリーとして広く知られており、1991年以来、ポール・アナスタスとジョン・C・ワーナーによって主導されてきました。グリーンケミストリーはグリーンエンジニアリングよりも歴史が古く、より研究が進んでいる分野であり、1991年にグリーンケミストリーの12原則が策定されたことから始まりました。

グリーンエンジニアリングは、以下の9つの基本原則に基づいています。

1. プロセスと製品を包括的に設計し、システム分析を活用し、環境影響評価ツールを統合する。
2. 人間の健康と福祉を守りながら、自然生態系を保全・改善する。
3. すべてのエンジニアリング活動において、ライフサイクル思考を活用する。
4. すべての物質およびエネルギーの投入と排出が、可能な限り本質的に安全で無害であることを保証する。
5. 天然資源の枯渇を最小限に抑える。
6. 無駄をなくそう。
7. 地域の地理、人々の願望、文化を考慮しながら、工学的解決策を開発し、適用する。
8. 既存技術や主流技術を超えた工学的解決策を生み出し、持続可能性を実現するために（技術を）改良、革新、発明する。
9. エンジニアリングソリューションの開発にコミュニティや利害関係者を積極的に参加させる。^{[ 7 ] [ 8 ]}

2003年、アメリカ化学会は12の新たな原則リストを発表した。

1. 状況によるものではなく、本質的なものであるべき – 設計者は、すべての材料とエネルギーの入出力が、可能な限り本質的に無害であることを保証するよう努める必要がある。
2. 予防こそが最善策 ― 廃棄物が発生した後に処理したり清掃したりするよりも、廃棄物の発生を未然に防ぐ方が良い。
3. 分離設計 ― 分離および精製操作は、エネルギー消費量と材料使用量を最小限に抑えるように設計されるべきである。
4. 効率を最大化する – 製品、プロセス、システムは、質量、エネルギー、空間、時間の効率を最大化するように設計されるべきである。
5. 出力主導型か入力主導型か – 製品、プロセス、システムは、エネルギーと材料の使用において「入力主導型」ではなく「出力主導型」であるべきです。
6. 複雑性を維持する – リサイクル、再利用、または有益な処分に関する設計上の選択を行う際には、内在するエントロピーと複雑性を投資として捉える必要がある。
7. 不滅性ではなく耐久性を重視する ― 設計目標は不滅性ではなく、耐久性であるべきだ。
8. ニーズを満たし、過剰を最小限に抑える – 不必要な容量や機能（例えば、「万能型」ソリューション）を設計することは、設計上の欠陥とみなされるべきである。
9. 材料の多様性を最小限に抑える – 複数の部品で構成される製品においては、分解と価値維持を促進するために、材料の多様性を最小限に抑えるべきである。
10. 物質とエネルギーの流れを統合する – 製品、プロセス、システムの設計には、利用可能なエネルギーと物質の流れとの統合と相互接続を含める必要があります。
11. 商業的な「アフターライフ」を考慮した設計 ― 製品、プロセス、システムは、商業的な「アフターライフ」における性能を考慮して設計されるべきである。
12. 枯渇ではなく再生可能 – 物質とエネルギーの投入は、枯渇ではなく再生可能であるべきである。^{[ 9 ]}

多くの工学分野でグリーンエンジニアリングが行われている。これには、持続可能な設計、ライフサイクル分析（LCA）、汚染防止、環境配慮設計（DfE）、分解設計（DfD）、リサイクル設計（DfR）などが含まれる。このように、グリーンエンジニアリングは持続可能なエンジニアリングのサブセットである。^{[ 10 ]} グリーンエンジニアリングには、環境の観点からプロセスや製品をより効率的にするための4つの基本的なアプローチが含まれる。^{[ 11 ]}

1. 廃棄物の削減。
2. 資材管理;
3. 汚染防止、そして、
4. 製品の機能強化。

グリーンエンジニアリングは、数多くの専門分野を統合した体系的な視点から設計を行うアプローチである。グリーンエンジニアリングは、あらゆる工学分野に加え、土地利用計画、建築、ランドスケープアーキテクチャ、その他の設計分野、そして社会科学（例えば、様々な人々が製品やサービスをどのように利用しているかを判断するため）も含まれます。グリーンエンジニアは、空間、場所の感覚、敷地地図を境界を越える一連の流れとして捉えること、そして都市部などのより広い地域におけるこれらのシステムの組み合わせを考慮することに関心を寄せています。ライフサイクル分析は重要なグリーンエンジニアリングツールであり、原材料、製造、輸送、流通、使用、保守、リサイクル、最終処分を含む、製品、プロセス、または活動の全体像を包括的に把握できます。ライフサイクルを評価することで、製品の全体像を把握できます。ライフサイクルアセスメントの最初のステップは、特定可能な社会における物質の流れに関するデータを収集することです。このような流れの様々な構成要素の量が分かれば、生産、製造、使用、回収/処分の各ステップの重要な機能と影響が推定されます。持続可能な設計では、エンジニアは時間的枠組みの中で最高のパフォーマンスを発揮する変数を最適化する必要があります^{。 12 ]}

グリーンエンジニアリングで採用されているシステムアプローチは、バリューエンジニアリング（VE）と類似しています。ダニエル・A・ヴァレロは、グリーンエンジニアリングをVEの一形態とみなしています。どちらのシステムも、プロジェクト全体の価値を高めるために、プロジェクト内のすべての要素とリンクを考慮する必要があるからです。システムのすべての構成要素とステップを検証する必要があります。全体的な価値の決定は、プロジェクトの費用対効果だけでなく、環境要因や公衆衛生要因などの他の価値によっても左右されます。したがって、VEの広義の意味はグリーンエンジニアリングと互換性があり、同一であると言えます。VEは効率性だけでなく有効性を目指しており、つまり、重要な価値を犠牲にすることなく、複数の目標を達成するようにプロジェクトを設計するからです。効率性とは、システム内のエネルギーと質量の入力と出力の比率を表す工学および熱力学の用語です。この比率が100%に近づくほど、システムはより効率的になります。有効性には、各構成要素の効率性を満たすだけでなく、構成要素の統合によって、複数の価値に基づいた効果的な設計を実現する必要があります。^{[ 13 ]}グリーンエンジニアリングは、複数の設計目標を達成するためにタスクを並列化する必要があるため、同時並行エンジニアリング の一種でもあります。

• 土木工学
• エコテクノロジー
• 環境工学科学
• 環境工学
• 環境技術
• 曝露評価
• グリーンビルディング
• 緑化
• 危険（リスク）
• ライフサイクルアセスメント
• プロセスエンジニアリング
• リスクアセスメント
• 持続可能なエンジニアリング
• システムエンジニアリング

• 米国環境保護庁（2014年）「グリーンエンジニアリング」
• ヴァネガス、ホルヘ（2004）。「持続可能な工学実践 ― 入門」。ASCE出版。
• トルコ、アンタルヤ(1997)。「第11回世界林業会議」（第3巻、第2テーマ）、http://www.fao.org/forestry/docrep/wfcxi/publi/v3/T12E/2-3.HTMより取得。2011年1月19日にWayback Machineにアーカイブ済み。
• http://www.sustainableengineeringdesign.com
• https://engineering.purdue.edu/EEE/Research/Areas/sustainable.html
• https://archive.today/20030526060813/http://www7.caret.cam.ac.uk/sustainability.htm
• https://web.archive.org/web/20130926012810/http://www.aaas.org/programs/international/caip/events/fall97/sanio.html