Циркулярная экономика и электроника

За последние пару десятилетий произошел взрыв электронных потребительских товаров. Наша жизнь теперь полна устройств от смартфонов до ноутбуков, колонок, телевизоров, носимых устройств, аккумуляторов и зарядных устройств, многие из которых мы заменяем довольно регулярно. Однако ресурсы и энергия, используемые для производства этих продуктов, ограничены. В этой статье рассматривается, как можно применить принципы экономики замкнутого цикла для создания более устойчивой электронной промышленности будущего.
Отходы электроники — растущая проблема
Электронные продукты быстро стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Они предлагают выгоды полезности почти для каждой человеческой деятельности. Однако такие предметы, как компьютеры и смартфоны, часто теряют ценность и воспринимаемую полезность всего через год или два после их покупки. Несмотря на то, что они сделаны из прочных материалов и рассчитаны на ежедневное использование, а их стоимость может достигать тысяч долларов, мы по-прежнему рассматриваем смартфоны и компьютеры как товары одноразового использования.

Во многом эта проблема является неизбежным следствием стремительного развития современных технологий. Технологические достижения были экспоненциальными с момента изобретения современных компьютеров во второй половине двадцатого века, и современные потребительские технологии на порядки быстрее, мощнее и функциональнее, чем сопоставимые продукты всего десять лет назад.

На практике это приводит к тому, что миллиарды смартфонов, ноутбуков и различных электронных устройств ежегодно отправляются на свалки. Каждое из этих устройств представляет довольно значительное количество воплощенной энергии (энергии, используемой для производства устройства и материалов для его компонентов), и в большинстве из них используются труднодоступные материалы, такие как редкоземельные металлы. Отказ от них тратит впустую энергию и материалы, используемые для их производства, и косвенно создает больший спрос на драгоценные ограниченные ресурсы.

Проблема отходов электроники обостряется. Ежегодно мы выбрасываем почти 50 миллионов тонн электронных изделий по всему миру. Только пятая часть этих отходов собирается для переработки в соответствующих условиях. Остальное отправляется на свалки или перерабатывается на неадекватных предприятиях, где теряется больше материалов, чем восстанавливается. Даже когда электронные продукты перерабатываются на самых современных предприятиях, только около 40% материальных ресурсов, используемых для их производства, могут быть восстановлены.

Подобная система, в которой продукты в большинстве случаев производятся с использованием первичных материалов и значительных объемов энергии, распределяются среди потребителей, выбрасываются, а затем направляются в поток остаточных отходов, описывается как линейная. Линейная система начинается с извлечения материалов из окружающей среды, что почти всегда наносит ущерб окружающей среде; он заканчивается выбросом продуктов или их составных частей и материалов в окружающую среду, что также почти всегда наносит ущерб окружающей среде.

Осаждение атомных слоев и травление атомных слоев для силовой электроники GaN
Печать гибкой электроники следующего поколения
General Atomics готовится отправить первый модуль самого мощного в мире магнита
Линейная модель для электроники — «брать, производить и утилизировать» — должна уступить место более устойчивой системе, если мы хотим пользоваться преимуществами передовых технологий, серьезно относясь к нашим обязательствам по охране окружающей среды во всем мире. Подход к экономике замкнутого цикла направлен на удаление отходов из системы и сокращение потребности в ресурсах за счет восстановления и повторного использования материалов со значительно более высокими темпами, чем позволяют нынешние экосистемы частичной переработки.

Переход к экономике замкнутого цикла означает преобразование деятельности и процессов на каждом этапе жизненного цикла продукта. Продукты должны проектироваться по-другому, с требованиями повторного использования и эффективной переработки, интегрированными в процесс проектирования с самого начала.

Разработчики продуктов могут учитывать процессы отходов и переработки, а также производственные процессы, чтобы обеспечить целостный жизненный цикл от колыбели до могилы (и последующих реинкарнаций). Дистрибьюторы могут развертывать эффективные циклы обратного распространения для восстановления устройств после того, как конечный пользователь покончил с ними, способствуя более широкому повторному использованию и более эффективной утилизации.

электроника, отходы, электронные отходы, линейная экономика, экономика замкнутого цикла, смартфоны

Изображение предоставлено: ltummy/Shutterstock.com

В настоящее время для электроники нет экономики замкнутого цикла. Но потенциальное воздействие замыкания цикла — ежегодного извлечения миллионов тонн воплощенной энергии и извлеченных ресурсов, выбрасываемых вместе со старыми телефонами и ноутбуками, — вдохновило активистов, исследователей и политиков по всему миру.

Помимо необходимых экологических преимуществ, экономика замкнутого цикла для электроники также предоставляет значительные экономические возможности. Исследователи определили потенциальную стоимость смартфонов, ежегодно поступающих на рынок США, в размере 150 миллиардов долларов. Большая часть этой ценности теряется, когда продукты выбрасываются. Но даже если бы все смартфоны были просто переработаны — наименее ценный способ замкнуть цикл в экономике замкнутого цикла — они могли бы сохранить стоимость на 11,5 миллиардов долларов на рынке США.

Как мы можем закрыть цикл?
В настоящее время активистские организации, такие как Фонд Эллен Макартур, работают с правительствами и межправительственными организациями, такими как Европейский союз, над созданием правил, которые будут стимулировать предприятия извлекать и перерабатывать электронные продукты и создавать экономику замкнутого цикла. Исследователи работают над тем, чтобы снабдить эту работу по разработке политики большим количеством данных, и промышленность также участвует в этом.

Но экономика замкнутого цикла для электроники пока существует только в теории. Чтобы получить его и увидеть экономические и экологические преимущества, которые он может принести, нам придется коренным образом изменить то, как мы рассматриваем, проектируем, покупаем и используем электронные продукты.