循環(huán)經(jīng)濟(jì)：讓資源循環(huán)起來

方陵生/編譯

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循環(huán)經(jīng)濟(jì)：讓資源循環(huán)起來

方陵生/編譯

Trent1000航空發(fā)動機(jī)：勞斯萊斯公司的回收利用計劃已實行了整整十年

· 在線性經(jīng)濟(jì)中，大到摩天大樓，小到回形針，浪費現(xiàn)象比比皆是。面對地球資源緊缺的現(xiàn)實，線性經(jīng)濟(jì)之路已走到盡頭，循環(huán)經(jīng)濟(jì)才是未來的可持續(xù)發(fā)展之路。

循環(huán)是生態(tài)設(shè)計的核心。在封閉式循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)方式中，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物被賦予新的用途，通過重用和回收，一個行業(yè)的廢物將是另一個行業(yè)的原材料。在充分利用資源的同時，還可減少環(huán)境污染。

縱觀全球，在線性經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，資源的極度浪費以及帶來的巨大環(huán)境代價十分驚人。約有269 000噸塑料垃圾被扔進(jìn)世界各大洋中，大量的成堆肥料和礦渣等工業(yè)廢棄物破壞著地球大地的景觀。廢物造成的潛在危害也是十分巨大的，垃圾填埋場“吞噬”的大量生活垃圾和建筑廢料在厭氧條件下漸漸分解，蘊含其中的剩余能量白白流失并產(chǎn)生一系列次生環(huán)境問題，這種由人類活動引起的第二環(huán)境問題，包括從強(qiáng)大的溫室氣體甲烷到可濾取的苯等污染物。

面對這種根深蒂固的資源消耗傳統(tǒng)，如何讓封閉式產(chǎn)業(yè)循環(huán)鏈成為常態(tài)？答案是將它們整合在一個循環(huán)經(jīng)濟(jì)體中。在這個經(jīng)濟(jì)綜合體中，一個產(chǎn)業(yè)的廢物可成為另一個產(chǎn)業(yè)的原料，一環(huán)緊扣一環(huán)，將資源利用率提升到極致。通過這一模式，延長產(chǎn)品的使用壽命，保留其價值，在產(chǎn)品的工藝設(shè)計階段就杜絕產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)品的可能性，為生態(tài)創(chuàng)新公司創(chuàng)建一個理想的生存和發(fā)展環(huán)境。

要創(chuàng)建這樣一個符合生態(tài)理念的模式，循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一個值得重視的概念。1966年，經(jīng)濟(jì)學(xué)家肯尼斯·博爾丁（Kenneth Boulding）在他的論文“即將到來的太空船地球經(jīng)濟(jì)”（譯注：“太空船地球”是指地球就像太空中的宇宙飛船，依賴自身的有限資源在宇宙中生存）中提出“穩(wěn)定的、封閉式循環(huán)的高端技術(shù)”的設(shè)想。此后五年，在《生活》雜志的一次采訪中，系統(tǒng)理論家巴克明斯特·富勒（Buckminster Fulle）提出，污染“是我們未充分利用的資源，我們之所以讓這些所謂的廢物從我們的手中白白流走，是因為我們還沒有充分認(rèn)識到它們的價值。”從1920年代開始，他就一直提倡“少費多用”的生態(tài)設(shè)計理念。同年出版的《為真實世界的設(shè)計》一書中，富勒的盟友、作者維克多·帕帕內(nèi)克 （Victor Papanek）猛烈抨擊了造成“覆蓋整個地球的永久垃圾雜物景觀”的設(shè)計理念，提倡社會包容性的環(huán)保設(shè)計理念。

到了1970年代，這一理念有了重要的實際發(fā)展。美國景觀設(shè)計師約翰·T·萊爾（John T.Lyle）提出立足于當(dāng)?shù)亍⑹褂每稍偕芎牡摹翱稍偕O(shè)計”理念。1980年代，瑞士建筑師沃爾特·斯塔希爾（Walter Stahel）對已有的新的設(shè)計理念進(jìn)行了整合，發(fā)展成為他在日內(nèi)瓦的產(chǎn)品壽命周期研究所的指導(dǎo)原則。近來，德國化學(xué)家邁克爾·布勞高特（Michael Braungart）和美國建筑師威廉·麥克唐納（William McDonough）合作，建立了系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品生產(chǎn)體系，將工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的資源和產(chǎn)品的流動視為一種營養(yǎng)代謝過程，而產(chǎn)生的廢物則是營養(yǎng)物。

正如技術(shù)史家沃爾特·艾薩克森（Walter Isaacson）所說，這樣的設(shè)計革命本質(zhì)上是幾代人之間縱向合作的結(jié)果。生態(tài)設(shè)計從1970年的一些小裝置開始已取得了很大的進(jìn)展，一些新創(chuàng)公司在產(chǎn)品設(shè)計之初就將資源的循環(huán)利用考慮在內(nèi)，如加拿大溫哥華的Enterra公司，利用回收的有機(jī)食品供黑水虻的幼蟲食用，然后收獲作為牲畜飼料（見“將廢物轉(zhuǎn)換為蛋白質(zhì)”）。美國新澤西紐瓦克的AeroFarms農(nóng)場的室內(nèi)“垂直農(nóng)場”每年生產(chǎn)400萬公斤綠葉蔬菜，沒有農(nóng)藥公害，灌溉用水也比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)少95%。

許多老企業(yè)也在通過更新改造實現(xiàn)向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)化。荷蘭皇家BAM集團(tuán)成立于1869年，其在英國的BAM建筑分公司注重建筑設(shè)計中的可分解性，并確保其使用的原材料都是可互換或容易分離的，其組件也是可以方便拆卸的（見“可解構(gòu)的建筑設(shè)計理念”）。勞斯萊斯公司通過其回收利用計劃，降低原材料耗用率和成本，減少廢水廢物排放量，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的再制造和回返利用（見“創(chuàng)建一體化的循環(huán)共生供應(yīng)鏈”）。

從中國到歐洲，學(xué)術(shù)界和政府都開始意識到向循環(huán)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換的重要性。環(huán)球帆船賽女帆船手艾倫·麥克阿瑟（Ellen MacArthur）通過與她同名的基金會加強(qiáng)這方面的宣傳教育，促進(jìn)創(chuàng)新和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，積極與企業(yè)和大學(xué)合作加快向循環(huán)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換的速度。這些大學(xué)包括荷蘭的代爾夫特理工大學(xué)，英國的布拉德福德大學(xué)，后者于2013年設(shè)立了首個循環(huán)經(jīng)濟(jì)碩士學(xué)位。麥克阿瑟還與美國佛羅里達(dá)的施密特家族基金會一起，組成了一個包括麻省理工學(xué)院、中國同濟(jì)大學(xué)、印度在艾哈邁達(dá)巴德的國家設(shè)計學(xué)院和倫敦帝國理工學(xué)院等12個高等院校在內(nèi)的促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的聯(lián)盟。

1.2.3 單藥MIC值測定與結(jié)果判定 采用96孔V型滅菌反應(yīng)板，用微量肉湯二倍稀釋法測定[2]多西環(huán)素、阿莫西林、恩諾沙星、氟苯尼考對鼠傷寒沙門菌sh2034的MIC值。

在巴克明斯特·富勒看來，所有這一切努力都將成燎原之星火。然而，如果將循環(huán)經(jīng)濟(jì)比作一種綠色創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)，目前還只是缺少野生動物走廊的一個小島。沒有一個城市、地區(qū)或國家已完全接受這種理念，消費型和浪費型的城市化世界還在繼續(xù)消耗著不多的地球資源。據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）估計，全球中產(chǎn)階級可支配的可任意揮霍的收入將從2009年的18億膨脹到2030年的49億，與此同時，世界范圍內(nèi)的各類初創(chuàng)企業(yè)和跨國公司中的大多數(shù)更傾向于維持傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式的常態(tài)，所有這些讓循環(huán)經(jīng)濟(jì)的未來充滿了動態(tài)的不可預(yù)測性。

英國創(chuàng)意藝術(shù)大學(xué)可持續(xù)設(shè)計中心主任馬丁·查特（Martin Charter）認(rèn)為，循環(huán)模式本身也存在種種問題，他指出，“由于對這一概念缺乏清晰的整體認(rèn)識，世界上也許只有100家公司會真正以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念作為其核心戰(zhàn)略?！北M管循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一些例子令人矚目，據(jù)麥肯錫公司估計，到2030年，循環(huán)經(jīng)濟(jì)可給歐洲經(jīng)濟(jì)帶來2.6萬億美元的增長，但事實上循環(huán)經(jīng)濟(jì)仍然立足不穩(wěn)，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要阻礙了其可持續(xù)性。

例如，2014年，雪佛龍和其他一些大型石油公司因回報率太低，退出了一些可再生能源的投資。企業(yè)之間的競爭，以及這種半途而廢的撤資現(xiàn)象，都會阻礙作為生態(tài)設(shè)計核心的合作。英國設(shè)計工程師克里斯·韋斯（Chris Wise）指出，少用材料的循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念與建筑行業(yè)想要出售更多材料的銷售理念會產(chǎn)生沖突和碰撞，效率設(shè)計往往因“反彈效應(yīng)”導(dǎo)致對材料的更大量使用和消費。

13世紀(jì)的天才畫家喬托曾畫了一個從水到土壤的完美的生物圈循環(huán)圖，可見萬物循環(huán)的想法始終存在于我們的內(nèi)心深處。但看看如今地球上的一些大城市，到處充斥著不和諧、污染和社會的不平等。那么我們能將循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念付諸實現(xiàn)嗎？

工程師正在調(diào)試勞斯萊斯BR725發(fā)動機(jī)

創(chuàng)建一體化的循環(huán)共生供應(yīng)鏈

人口增長以及不斷上升的能源需求，挑戰(zhàn)著工業(yè)行業(yè)所依賴的材料供應(yīng)，地球資源的壓力越來越大。面對挑戰(zhàn)，勞斯萊斯推出了一個名為“Revert”的先進(jìn)的回收利用計劃，一個集設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)于一體的包括空中、陸地和海洋的能源循環(huán)利用系統(tǒng)。勞斯萊斯和其材料供應(yīng)商之間展開合作，目前已在100間生產(chǎn)廠家實現(xiàn)了這樣的循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)鏈。

航空航天應(yīng)用產(chǎn)品必須承受嚴(yán)苛的工作條件。飛機(jī)渦輪引擎的組件在飛機(jī)起飛時要要承受-40°C 和2 000°C的超低溫和超高溫考驗，發(fā)動機(jī)每一片前扇葉承受的負(fù)荷相當(dāng)于9輛雙層巴士的重量。

只有像錸、鉿、鎳和鈦這樣的異金屬，才能為今天先進(jìn)的飛機(jī)發(fā)動機(jī)提供良好的性能和效率，并達(dá)到減輕重量的要求。勞斯萊斯每年用到的這類合金材料逾20 000噸，為保證供應(yīng)，降低成本，要盡可能地提高回收利用率。用于航空航天器組件的回收利用材料和合金與一般簡單的回收材料不同，必須要符合許多額外的高質(zhì)量要求。

Revert計劃開始于十多年前，旨在降低成本和風(fēng)險，同時減少環(huán)境影響，保證材料供應(yīng)。通過這個“恢復(fù)還原”計劃，組件制造過程中的金屬殘余物，報廢發(fā)動機(jī)零件中回收的金屬，都被收集起來，特定類型的合金被分離出來，清洗掉所有的涂料和污染物后，返回給材料供應(yīng)商進(jìn)行回收利用，由此形成一個高質(zhì)量的循環(huán)利用鏈，回收的廢舊合金材料經(jīng)供應(yīng)商處理后，再次成為滿足飛機(jī)制造要求的合金材料。

Revert是一個三贏戰(zhàn)略，可同時為供應(yīng)商、用戶和環(huán)境提供更大價值。材料供應(yīng)商可獲得可靠的材料來源，并將回收材料迅速反饋到生產(chǎn)流程中；勞斯萊斯可通過與材料供應(yīng)商簽訂的長期協(xié)議，以保障廢舊材料的供應(yīng)，來換取“恢復(fù)還原”材料的回歸；材料的重復(fù)利用還可減少環(huán)境影響，造福社會和環(huán)境，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會。勞斯萊斯在英國德比當(dāng)?shù)?，通過Revert計劃創(chuàng)造了大約60～70個工作崗位，從事廢舊材料的收集和處理。通過這一計劃，減少了對原生材料的需求，每年節(jié)省能源超過300 000兆瓦時（相當(dāng)于2 700萬個家庭一天的用電量），每年減少二氧化碳排放量80 000噸（相當(dāng)于普通家用汽車環(huán)繞地球13 000次的排放量）。

通過Revert計劃，勞斯萊斯所用材料的大部分都可以作為這個閉合式循環(huán)系統(tǒng)的一部分加以重新利用。在車削、銑削等材料加工過程中，90%至100%的鈦合金和鎳合金成了金屬廢料和碎屑，這些金屬廢料被收集起來，通過再加工返還成為飛機(jī)制造中的材料。此外，報廢飛機(jī)發(fā)動機(jī)中的半數(shù)都含有可以回收的高質(zhì)量材料，可安全用于制造新的發(fā)動機(jī)。由于成本或技術(shù)局限性而不能作為飛機(jī)制造材料的回收金屬材料，還可以成為當(dāng)?shù)刂髁骰厥枕椖恐谢厥詹牧系囊徊糠?。Revert計劃給勞斯萊斯帶來了巨大的變化，在降低成本和能源使用率的同時，還可減少原材料需求和溫室氣體排放。

——安德魯·克利夫頓（Andrew Clifton，英國德比郡勞斯萊斯公司工程和設(shè)計持續(xù)性發(fā)展經(jīng)理）

將廢物轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)

漁場和其他畜牧生產(chǎn)系統(tǒng)利用一些野生餌料魚，如鯡魚和鳳尾魚，以魚粉和魚油的形式作為飼料的原料。然而，據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織報道，許多餌料魚類資源已幾近枯竭。

環(huán)保人士戴維·鈴木（David Suzuki）與工程師布拉德·馬錢特（Brad Marchant）于2007年在加拿大北部的一次乘伐漂流中相遇，馬錢特正在為替代飼料的來源傷腦筋，鈴木問道，“為什么不用昆蟲呢？”正是這個提議促成了溫哥華加拿大Enterra飼料公司的誕生，馬錢特成了這家公司的首席執(zhí)行官。

開辦公司，將生物學(xué)知識應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的馬錢特認(rèn)為，昆蟲有可能解決困擾全球的兩個重要問題：可持續(xù)性飼料的缺乏和食物的浪費。含有大多數(shù)復(fù)雜營養(yǎng)物質(zhì)的有機(jī)廢物都被扔進(jìn)了垃圾填埋場做成堆肥，或進(jìn)入廢物-能量轉(zhuǎn)化和厭氧消化的設(shè)備中。他意識到，昆蟲的幼蟲可成為食物封閉式循環(huán)的一部分，回收的食物廢棄物可成為家畜的可再生營養(yǎng)來源。以廢棄食物喂養(yǎng)昆蟲可回收大量營養(yǎng)物質(zhì)，通過自然的生物轉(zhuǎn)化，成為蛋白質(zhì)和脂肪營養(yǎng)的寶貴來源（見右圖“利用昆蟲進(jìn)行的循環(huán)利用”）。

一些剩余食物，主要是水果、蔬菜、面包和谷物，每天從當(dāng)?shù)亓闶凵毯褪澄锾幚韽S家源源不斷進(jìn)入溫哥華Enterra的回收利用設(shè)施中。這些原料在一個大型罐子中被混合攪拌成富含蛋白質(zhì)的營養(yǎng)均衡飼料，作為黑水虻幼蟲的食物。根據(jù)目前的產(chǎn)能，Enterra的黑水虻幼蟲每天可消耗100噸糧食廢物，但成年后的黑水虻失去了其口器的功能，不能咬也不能吃，只是依賴于幼蟲階段的能量儲存飛行和繁殖。

600萬孵卵期的成年黑水虻可源源不斷地提供蟲卵，孵化出來的幼蟲喂養(yǎng)約三個星期，小小昆蟲在幾小時內(nèi)消耗掉的食物廢料，要是通過堆肥和廢物-能量轉(zhuǎn)換設(shè)施來分解，需要幾周甚至幾個月的時間。

“黑水虻”可將食物廢料變成原料和肥料

到了幼蟲收獲季節(jié)，通過機(jī)械方式進(jìn)行篩選，將淘汰出去的蛀屑和糞便用做有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的肥料。收獲的幼蟲約1%返回孵卵所，讓它們繁殖更多的黑水虻蟲卵，其余的都被加工成飼料，通過干燥處理和熱加工處理后被包裝成成品飼料，飼料中含有40%的蛋白質(zhì)和40%的脂肪，可作為蛋白質(zhì)和油脂的豐富來源，也可單獨分離為食物和油脂。幼蟲粉可直接替代資源密集型的魚粉和大豆粉等資源用作動物飼料。

Enterra生產(chǎn)的飼料70%以上都在美國本土銷售。今年一月，獲美國食品藥品管理局和美國飼料管理協(xié)會成分定義委員會的批準(zhǔn)，將幼蟲粉用做鮭魚養(yǎng)殖的飼料，預(yù)計不久可獲得批準(zhǔn)用作家禽和其他牲畜的飼料。但2012年提交加拿大食品檢驗署的申請一直沒有批下來。Enterra希望通過在加拿大出售他們的產(chǎn)品，能在當(dāng)?shù)卣嬲龑崿F(xiàn)一個食物回收的閉合式循環(huán)鏈，用當(dāng)?shù)氐氖澄飶U料，在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)可再生的營養(yǎng)物質(zhì)，為當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)提供飼料。到目前為止，在投入了750萬美元資本、創(chuàng)造了21個全職工作崗位之后，Enterra計劃在全球范圍內(nèi)建立伙伴關(guān)系，進(jìn)軍歐洲、美國、南美洲和亞洲。

——安德魯·維克森（Andrew Vickerson，加拿大溫哥華Enterra飼料公司首席技術(shù)官員）

荷蘭布呂門市政廳是根據(jù)構(gòu)件可分解、材料可回收的循環(huán)利用原則建造的

可解構(gòu)的建筑設(shè)計理念

在英國BAM建筑公司可持續(xù)發(fā)展部，我參與開發(fā)了將循環(huán)利用理念貫穿于整個生命周期的建筑設(shè)計。我的設(shè)計理念是被動式設(shè)計、使用可再生材料和實現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)、低能耗需求的建筑?？沙掷m(xù)發(fā)展的策略以及探索利用仿生技術(shù)的建筑師對我有很大的影響，如安東尼·高迪（Antoni Gaudí）和圣地亞哥·卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava）。循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式為設(shè)計師提供了一個更大的平臺，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)是充分利用材料的剩余價值，延長其使用壽命，通過重用、轉(zhuǎn)化或再生的方式，讓材料重返原來的生物學(xué)狀態(tài)或技術(shù)周期，減少浪費，開拓新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)會。

BAM的首個循環(huán)利用試點項目是荷蘭布呂門的市政廳，隨著城市規(guī)模的發(fā)展，原有的市政廳已不能滿足需要，要擴(kuò)展到至少未來20年里的所需空間。我們與阿姆斯特丹的Rau建筑公司和它的姐妹公司Turntoo進(jìn)行合作設(shè)計的市政廳建筑是一個價值最大化的“建筑材料庫”，我們的競標(biāo)考慮到了建筑物20年入住率的全部成本。根據(jù)合同，20年后，一些建筑組件，如木材和金屬結(jié)構(gòu)，可以返還供應(yīng)商，最低可發(fā)掘出20%的剩余價值。

建筑物的技術(shù)設(shè)計為拆卸式，包括整體外殼、包層、內(nèi)部分隔和冷卻系統(tǒng)等。設(shè)計盡可能避免使用涂料和樹脂，盡可能做到制造零件的互換通用，便于將寶貴的原材料分離出來。為使隨著時間推移一些組件的價值得以保存，我們還與電子供應(yīng)商和制造商飛利浦公司建立了合作伙伴關(guān)系。我們的許多項目結(jié)合進(jìn)了預(yù)制元素的設(shè)計，通過標(biāo)準(zhǔn)化采購流程降低生產(chǎn)成本，令關(guān)鍵部件的剩余價值提高了50%以上。

在閉合式循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈中，除了材料的循環(huán)利用之外，需要關(guān)注的還有系統(tǒng)和工藝流程，如拆除成本、物流和組件庫存，確定材料各個階段使用期間和使用之后的所有人和責(zé)任人。供應(yīng)鏈的透明度至關(guān)重要，所以從根本上來說，閉合式產(chǎn)業(yè)鏈必須是一個高度協(xié)作的產(chǎn)業(yè)。我們的合作伙伴荷蘭姐妹建筑公司和BAM工程公司認(rèn)為：制造商和供應(yīng)商必須盡快一起坐在談判桌上，通過合作產(chǎn)生更多的創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，提高材料剩余價值的利用率。

我們與RSA（原皇家藝術(shù)協(xié)會）2012年推出的可持續(xù)發(fā)展網(wǎng)正在開展的一個合作項目中，鼓勵設(shè)計師、制造商和回收商合作商議材料重用的解決方案。我們使用的“拆卸式”方案，在設(shè)計階段就尋求材料再次循環(huán)利用的機(jī)會。BAM將專注于實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵流程，包括建筑信息建模、對建筑生命周期做出決斷的數(shù)字化知識的共享，如資源生產(chǎn)率等。

目前還無法保證可解構(gòu)建筑設(shè)計理念設(shè)計建筑物或產(chǎn)品的材料重用，我們對現(xiàn)有建筑材料的再利用率以及可持續(xù)利用的潛力目前還所知甚少，這種情況必須改變。BAM的挑戰(zhàn)之一是對循環(huán)利用價值鏈的宣傳教育，鼓勵采購行業(yè)著眼于長遠(yuǎn)，在簽訂合同時關(guān)注材料的“可利用率或回收率”，明確供應(yīng)商對產(chǎn)品的維護(hù)、耐久性以及零部件更換的責(zé)任。通過英國的供應(yīng)鏈可持續(xù)性學(xué)校，BAM舉辦了一系列研討會討論如何克服向循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)換過程中的一些障礙。2015年確定了在循環(huán)經(jīng)濟(jì)商業(yè)行為中的帶頭地位之后，我們正在逐漸從施工過程中減少廢物，進(jìn)一步擴(kuò)展到如何在建筑物整個生命周期中減少廢物的產(chǎn)生。

——尼泰什·瑪格達(dá)尼（Nitesh Magdani，英國赫默爾-亨普斯特德BAM建筑公司可持續(xù)發(fā)展部主管）

［資料來源：Nature］［責(zé)任編輯：彥 隱］