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电子废物正在占领世界5G会让情况变得更糟

发布日期:2020-11-03 16:04 浏览次数: 作者:家电回收网

在加纳阿克拉商业区Agbogbloshie,该国约10,000名最贫穷的人通过世界上许多电子废物进行分类。他们没有其他谋生方法,而是使用粗略的方法拆除电子设备-将其燃烧或用酸浸泡-将其暴露于有毒物质排放和物质中,这些物质通常会导致严重的长期健康问题。2014年,Agbogbloshie被认为是地球上十大污染最严重的地方之一,空气,水和土壤中的铅,汞,砷和镉的浓度比安全水平高100倍。

Agbogbloshie被誉为“电子垃圾地狱”,但它的故事还有更多。2013年,宾夕法尼亚州立大学建筑与工程设计助理教授DK Osseo-Asare和他的同事Yasmine Abbas(法国建筑师和战略设计师)启动了Agbogbloshie Makerspace平台,该项目旨在增强该地区的废料工人和重生电子垃圾。AMP为工人提供了可自定义的自助服务终端,其中配有可用于拆卸,制造或翻新设备的工具和设备。然后,一个数字平台将废料经销商与购买者联系起来,将制造商与材料和图纸联系起来,将有破损物品的人与可以修复它们的工人联系起来。该项目的网络到2018年将包括750多名工人,现在正寻求扩展到其他地方,加纳政府也正在开发自己的基于AMP的电子废物“升级”平台,该平台可以将废弃的电子产品制成更有价值的东西。

AMP是解决不断扩大的全球电子废物问题的一种解决方案,但还需要更多解决方案。2019年,世界电子废物创造了纪录,产生了5360万吨。在废弃的智能手机,计算机,家电和其他设备中,只有17.4%被回收。其余的要么被送往垃圾填埋场,在那里他们将有毒物质泄漏到土壤中。进行焚化,将重金属释放到空气中,对经常生活在焚化炉附近的边缘化社区造成特殊损害;或运往较不发达国家,包括马来西亚,菲律宾,越南,印度和尼日利亚,这些地方像Agbogbloshie一样进行非正式的电子废物回收。

目前,有78个国家制定了旨在限制或管制电子废物的政策,但显然效果不够。去年9月,《巴塞尔公约》的1994年禁令修正案该国禁止将危险的电子废物从发达国家出口到欠发达国家,最终获得了足够的批准,成为国际法生效。批准它的国家现在必须制定国内立法或其他措施来实施它,这应该使国际上为更负责任地管理危险电子废物作出努力。尽管如此,其影响将是有限的。美国尚未批准该禁令,据推测,2018年美国多达40%的电子垃圾实际上被最终送到了发展中国家,在这些国家,回收通常是无牌的且不受监管的。据报道,英国,德国,意大利,爱尔兰,波兰和西班牙也向发展中国家出口了电子垃圾。由于欧盟在1995年将《禁令修正案》纳入了其法律,可能是非法的。

同时,电子废物问题正在迅速发展。联合国支持的一项研究项目2020年版《全球电子废物监测》预测,到2030年,由于全球中产阶级的持续增长,可以负担得起更多和更多电子产品。可供消费者使用的设备范围也在不断扩大。半导体芯片和传感器已被集成到许多以前从未有过的产品中,包括电视,服装等。同时,随着公司通过更新设计或软件并停止对旧型号的支持来设计其产品报废的设备,设备的使用寿命越来越短,这使得购买新设备比修理旧设备便宜和容易。

随着对这些产品需求的增长,对用于制造它们的原材料的需求也在增长。智能手机使用大约40种不同的关键材料,包括17种稀土金属中的16种,其中85%是在中国制造的。稀土对于诸如Apple AirPods之类的流行新产品以及风力涡轮机和特斯拉电动汽车等清洁能源技术也至关重要。其中一些金属供不应求,而其他金属(如钴,金,锡,钽和钨)被视为冲突矿物,因为它们是在持续发生内战和侵犯人权行为的地区开采的。

2019年,世界电子废物创造了记录,产生了5360万吨。只有17.4%的废弃电子设备被回收。

电子生产中使用的稀土和其他金属的开采和加工导致海洋酸化,森林砍伐,富营养化,生物多样性丧失和农田污染。在矿山或电子垃圾场附近生活和工作的人由于饮用水和食物被污染而患病的风险增加。钴加工中使用的有害物质,例如汞和氰化物,可能污染生态系统。铝生产中的阻燃剂和卤代有机物消耗了臭氧层。采矿,冶炼和运输过程中产生的颗粒物会降低空气质量。尽管有这些影响,稀土对于新技术还是必不可少的,因此,随着美国和欧洲的发展,稀土行业正在尝试多样化和扩展设法确保不依赖中国的稀土的新供应链。

简而言之,从设备的零件开采,制造和使用到处置,在设备生命周期的每个阶段都会对人类和环境造成影响。随着人类对技术的使用和依赖的不断扩大,电子垃圾的情况变得越来越不可持续。

电子垃圾的下一代

最新一代的无线移动技术称为5G,它有望比当前的4G快100倍,而容量则提高了1000倍。这将使在任何地方都具有一流的无线互联网访问成为可能,并且其效率将允许同时连接更多设备,从智能手机和计算机到使用互联网与每个设备进行通讯的不断扩展的智能产品阵列。并传输数据-所谓的物联网。这项新技术有可能以多种方式使环境受益,但也会增加对原材料的需求,并加剧电子垃圾问题。

5G在电磁频谱的一部分新的高频段或毫米波中运行。由于毫米波无法传播到远处或轻易穿透固体,因此公司将需要在屋顶,电线杆,路灯上的每820英尺左右安装一系列小型蜂窝塔,每个蜂窝塔大小约一个手提箱,以容纳每820英尺左右的设备。为了在城市中提供一致的覆盖率。法国倡导后碳经济的智囊团Shift Project估计,到2025年将安装7020万个小型蜂窝塔式基站。每个基站可能需要200至1000瓦的功率。

5G的普及和速度将使许多行业变得更加高效,特别是将其与云计算,人工智能和其他“智能”技术相结合时,将有助于保护自然资源。连接的设备(包括安装在建筑物,工厂,路灯和住宅中的家用电器和小工具)中的多种传感器将能够实时监视和分析能源使用情况并对其进行优化。农业中使用的智能产品将能够更好地监控作物和土壤状况,从而使灌溉更加精确,从而节水。传感器可以检测空气和水的污染,从而促进政府调节排放的能力,或者可以识别管道中的水,甲烷和其他气体的泄漏,从而避免浪费资源和避免灾难。

一旦整合到电网中,5G甚至可以帮助加速向可再生能源的过渡。例如,如果主电网在恶劣天气下发生故障,则具有智能系统的微电网可能会从清洁能源中汲取能量。对于驾车人士来说,支持5G的智能设备和智能汽车可以提供实时交通管理,最大程度地减少拥堵和空转,并确定最有效的路线,从而节省时间和能源。根据英国信息服务公司IHS Markit的分析,到2030年,物联网将包括1,250亿个互联设备。

然而,所有这些小工具以及它们所依赖的数据存储中心和小型蜂窝塔都将需要大量的能量来运行,因此会产生更多的温室气体排放。5G手机和其他产品的生产也会增加排放。到2025年,全球手机用户数量预计将从2019年的55亿增加到75亿;5G设备预计将占这些订阅的28亿,即30%。爱立信2016年分析瑞典电信公司发现,一部智能手机每年可产生相当于19千克的二氧化碳。如果将其所依赖的网络和数据中心的排放量计算在内,则智能手机每年将产生62千克二氧化碳当量的排放量-相当于普通汽车行驶154英里。

当前,信息和通信行业的碳足迹仅占全球排放量的2%。但是到2040年,这可能会增加到全球排放量的14%。从现在开始的十年后,信息技术将消耗全球总用电量的五分之一。这是一个全球性问题,但会带来局部后果。最终,欠发达国家的人们将首当其冲地对待电子废物的环境和社会后果。

即将到来的技术时代将是一场革命。正如大型电子废物回收公司ERI的联合创始人John Shegerian在播客“ NothingWasted!”上的采访中说的那样,从4G到5G的转变将“最终,不是一夜之间,而是未来几年,我们最大的努力。电子产品的营业额超过了从黑白电视到彩色电视的过渡。

设计新解决方案

作为其可持续发展目标的一部分,从减轻贫困到缓解气候变化,这是17项雄心勃勃的目标,联合国的目标是到2050年实现全球净零排放,联合国认识到这将要求“社会各方面的前所未有的变化。 ” 如今,所有温室气体排放量的百分之五十五来自能源使用,因此使用可再生能源,存储和碳捕获技术对电气系统进行脱碳至关重要,尤其是在5G迫在眉睫的情况下。但是全球排放的其余45%来自食品和各种消费品的生产。如果世界不偏离当前的线性经济,即提取原材料,制造东西,使用然后再处置它们,形成循环利用,共享,修理,翻新的循环,那么就不可能达到零碳排放。 ,再制造和回收产品。

一些私营公司和政府的措施已经在改善流通性和减少浪费方面取得了进展。首先,大部分工作是在产品设计过程中进行的。根据奥斯陆大学的一项研究,在新手机的设计阶段做出的决定决定了其对环境的80%的影响。这是确定影响手机寿命的大多数功能和成本(材料,尺寸,重量,可维修性和可回收性)的时候。

5G技术具有从许多方面使环境受益的潜力,但也会增加对原材料的需求并加剧电子垃圾问题。

更好的设计可以减少电子垃圾。绿色材料(例如,由玉米淀粉或葡萄糖制成的可再生和可生物降解的塑料,再生塑料或竹子)可以在某些部分替代基于矿物燃料的塑料。使用新材料制成的产品零件,例如普林斯顿大学正在研究的有机薄膜电阻器,一旦不再有用,甚至可以被微生物安全地代谢,而不是在垃圾堆中腐蚀。

减少电子废物对环境的影响的另一种方法是寻找稀有材料的替代品。钴是一种昂贵的冲突矿物,因其矿工在不人道和危险的条件下工作而臭名昭著。特斯拉正在重新设计其电动汽车中使用的锂离子电池,以逐步淘汰钴并增加镍的含量,这种镍无处不在且更便宜,并将扩大其电动汽车电池的使用范围。尽管特斯拉主要出于成本原因进行更改,并且镍矿开采传统上也对环境造成负面影响,但该公司的首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)承诺向使用环保和人道镍矿开采实践的公司授予合同。

此外,如果将设备设计为可维修的,则产品的周转率会降低。许多电子设备被粘在一起或使用专有部件。公司经常拒绝使用维修工具和手册,甚至在第三方提供维修服务或提供有关自行维修的信息时,甚至威胁侵犯版权。拥护者和政策制定者越来越多地将这些行为定为对“修复权”的侵犯,即消费者对自己财产的补偿特权。一家公司,iFixit倡导这项权利的,已承诺提供免费的在线维修信息和教育工具。除了提供免费的维修指南以及出售在家中修理电子产品所需的零件和工具外,iFixit还会对设备进行拆卸并对其可维修性进行评分。因此,iFixit也受到版权侵权的威胁。

不过,iFixit的首席工程师Sam Goldheart表示,该公司能够产生影响,尤其是通过其工作向制造商提供有关如何改善其设备的建议。她说:“由于我们拥有广泛的拆解知识,因此我们可以提供很多评论,例如'使用这种[材料]是不可能的,因为它太贵了,但是这家其他公司已经这样做了。“对WPR的采访。尽管重新设计的设备还有几年的时间,但iFixit在某些制造商方面已经取得了进步。Goldheart表示,这项业务正在蓬勃发展,因为可修复产品实际上可以为制造商带来更大的利润。在检查之后,制造商必须纠正有缺陷的物品,如果设备不易于维修,则该过程可能会很昂贵。

同时,修复权运动正在兴起。由iFixit联合成立的倡导组织The Repair Association称,目前至少有25个美国州正在考虑实施该法规。欧盟已经通过了一项法律,该法律将于2021年生效,该法律要求欧盟制造商提高洗衣机和电冰箱,电动机,光源和LED屏幕等电器的可维修性和使用寿命,并提供购买后至少10年内更换零件。

使设备焕然一新

尽管如此,许多设备仍必须进行回收,而正式的电子废物回收仍然非常昂贵。电子设备需要分开,按材料分类并清洗。必须遵守健康和安全规则,并采用污染控制技术。随着设备变得越来越小,其中包含的有价值的材料也越来越少,这使得回收利用的利润减少了。而且,到目前为止,回收材料的市场是有限的,因此回收者通常很难出售他们打捞的材料来弥补收集和运输的费用。

在美国,没有要求回收电子废物的联邦法律,但是25个州和华盛顿特区有法律对其进行监管。大多数是所谓的“扩展生产者责任”政策,要求制造商支付其产品的回收成本。在加利福尼亚州,零售商收取的费用会汇给该州,该州为收集和回收丢弃的设备付费。欧盟也在其废弃电子电气设备指令中纳入了自己的“生产者扩展责任制”政策,并要求电子公司资助和组织回收计划以及产品的回收和废物处理。