電子設(shè)備回收再利用面臨的挑戰(zhàn),制造商發(fā)現(xiàn)市場潛力

如今的世界高科技化程度越來越高，而一個重大的環(huán)境問題也日益凸顯。我們的舊手機、舊筆記本電腦和舊電視常常被直接填埋或者得不到正規(guī)的回收處理，導(dǎo)致有毒物質(zhì)滲出，造成大氣、土壤和水質(zhì)污染。同時，開采初級原材料來生產(chǎn)新的電子設(shè)備又會產(chǎn)生更多的污染，排放更多的二氧化碳。

全球電子廢棄物監(jiān)察（GEM）是一項由聯(lián)合國大學(xué)、國際電信聯(lián)盟和國際固體廢棄物協(xié)會聯(lián)合參與的項目。來自該項目的統(tǒng)計顯示，僅2016年一年，全球就產(chǎn)生了近4500萬噸的電子廢棄物。

由于消費者頻繁更換產(chǎn)品，所以電子廢棄物總量也在持續(xù)增加，而且全球有越來越多的人開始有機會使用電子設(shè)備。到2021年，電子廢棄物年增總量預(yù)計會達(dá)到5220萬噸。

同時，這些電子廢棄物大多得不到回收再利用。全球電子廢棄物監(jiān)察（Global E-Waste Monitor，簡稱GEM）表示，全球三分之二的人口都受到電子廢棄物管理相關(guān)法律的約束，但實際上只有20%的電子廢棄物得到了合理的回收再利用。大約有4%都被直接丟進了垃圾桶，另外76%要么不知所蹤，要么回收條件惡劣，會給環(huán)境和人類健康帶來非常不利的影響。

但是，電子廢棄物作為資源的價值正在逐漸顯現(xiàn)?，F(xiàn)代電子產(chǎn)品中含有各種貴金屬，包括金、銅、鉑和各種稀土元素（比如釹和鉭）。據(jù)全球電子廢棄物監(jiān)察（GEM）預(yù)計，2016年電子廢棄物中所有原材料的總價值大約為550億歐元（約4400億元人民幣）。

愛丁堡大學(xué)化學(xué)教授杰森?拉夫表示：“所有的電子產(chǎn)品都含有大量的有價金屬，所以我們應(yīng)該對其進行回收，因為將它們從地下開采出來并從其他材料中分離出來都要耗費相當(dāng)大的人力物力?！?/p>

回收再利用面臨的挑戰(zhàn)

在歐洲，電子廢棄物受《報廢電子電氣設(shè)備（Waste Electrical and Electronic Equipment，簡稱WEEE）指令》的監(jiān)管。該指令中包括一系列提高電子產(chǎn)品使用壽命結(jié)束后對其進行收集、處理和回收的措施。

貿(mào)易機構(gòu)Tech UK環(huán)境與合規(guī)負(fù)責(zé)人蘇珊娜?貝克表示，從消費者手中回收電子廢棄物仍然是一項艱巨的挑戰(zhàn)。她說道：“很多小電子設(shè)備最終都被丟進了垃圾桶。缺少促使消費者把這些電子垃圾送到市政回收設(shè)施的措施?！?/p>

清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院副教授曾現(xiàn)來是城市采礦和電子廢棄物管理方面的專家。他認(rèn)為，電子廢棄物回收是發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家共同面臨的一個重大障礙。他指出，想要提高零售商和制造商的電子廢棄物回收比率，補貼至關(guān)重要。

中國的電子廢棄物總量預(yù)計會從2020年的1500噸增加到2030年的2840噸，使其成為比美國或歐盟更大的電子廢棄“產(chǎn)地”。但曾現(xiàn)來認(rèn)為，中國也正在成為電子廢棄物城市采礦的領(lǐng)軍國家。

城市采礦的前沿陣地

目前，中國政府已經(jīng)通過補貼來推動電子廢棄物及其有價材料的收集和提取。比如，從一臺陰極射線管（CRT）電視中回收金屬能獲得約13美元（約90元人民幣）。曾現(xiàn)來認(rèn)為這對提高城市采礦對中國商家的吸引力來說非常重要。

補貼政策意味著在中國城市采礦比原始采礦成本更低。曾現(xiàn)來教授與清華大學(xué)的李金輝教授和澳大利亞麥考瑞大學(xué)的約翰?馬修共同進行的研究預(yù)計，通過原始采礦獲得一臺陰極射線管電視所需的金屬比通過城市采礦提取這些金屬的成本要高13倍還多。研究還顯示，對于印制電路板（PCB）來說，原始采礦的成本是城市采礦的7倍多。

目前，電子廢棄物回收主要通過工業(yè)冶煉廠完成。比如將筆記本電腦的印制電路板壓碎并運輸?shù)揭睙拸S，然后提取出其中的銅、金和銀。拉夫表示，冶煉廠屬于高耗能產(chǎn)業(yè)，高溫可達(dá)2000攝氏度，會產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w。

從電子廢棄物中提取金屬的難度在于，電子設(shè)備使用的材料非常復(fù)雜，可能包含不同的金屬、玻璃、塑料和焊接金屬。因此，工廠必須在進行冶煉提取前先對電子設(shè)備進行物理拆解，拉夫補充道。

制造商發(fā)現(xiàn)市場潛力

一些國際電子產(chǎn)品制造商已經(jīng)開始關(guān)注城市采礦業(yè)。科技巨頭戴爾公司就在新電腦主板中使用了從舊電腦主板上回收的黃金。此外，戴爾還與一位珠寶設(shè)計師合作，用回收提取的黃金制造耳環(huán)和袖扣。分析機構(gòu)Trucost的研究顯示，回收提取的黃金比傳統(tǒng)開采黃金的環(huán)境影響要低99%。戴爾公司已經(jīng)承諾，2020年前其產(chǎn)品中的回收成分總重量將達(dá)到1億磅（約4536萬公斤）。

與此同時，蘋果公司也開發(fā)了一款專門負(fù)責(zé)拆解iPhone手機的機器人。其中，最新版本的Daisy機器人每小時可拆解200部iPhone，并會對可回收利用部分進行拆除和歸類。蘋果公司的目標(biāo)是在產(chǎn)品制造過程中徹底告別原始開采材料。

學(xué)者們也正在努力開發(fā)新的城市采礦流程。比如，愛丁堡大學(xué)的一群化學(xué)家們就開發(fā)了一種新的化合物，可將黃金與手機中的其他元素分離。

黃金是手機中最有價值的金屬。一噸黃金礦石中大約含有1到5克黃金，但是一噸手機中的黃金含量則超過300克。其實，全球流通的黃金中，有大約7%都存在于電子設(shè)備（比如電路板的鍵觸點）中。

下一階段的研究就是與一位地質(zhì)科學(xué)家合作。后者有興趣開發(fā)一種通過細(xì)菌溶解金屬的生物學(xué)方法，這種方法能與拉夫的化學(xué)分離法相結(jié)合。此外，拉夫還希望與工程師合作開發(fā)一個商業(yè)化的分離流程。

他表示：“我們希望讓這個過程更環(huán)保，取代傳統(tǒng)的冶煉過程?！?/p>

此外，人們也在努力降低金屬和稀土元素數(shù)據(jù)的獲取難度。行業(yè)、研究機構(gòu)、以及地質(zhì)調(diào)查機構(gòu)目前聯(lián)合創(chuàng)建了一個城市采礦數(shù)據(jù)庫 。這個叫做ProSUM的項目標(biāo)明了幾種具體材料的最大庫存，用戶可以通過該數(shù)據(jù)庫了解歐盟范圍內(nèi)電子廢棄物存量的實時變化。比如，這個項目會顯示哪些金屬的使用量在增加，而哪些的使用量在減少。換言之，這個系統(tǒng)的目標(biāo)是為決策者提供立法相關(guān)的事實依據(jù)，幫助學(xué)界確定研究的重點和原材料再生的創(chuàng)新機會。

同時，愛爾蘭考克大學(xué)也在開展一個名叫“RecEOL”的項目，希望找到一種方法讓城市采礦更加“有利可圖”。該項目的目標(biāo)是將電子廢棄物的金屬回收率從70%-80%，提高到95%。研究人員稱，這也是首個回收關(guān)鍵和特殊金屬（例如從印制電路板和液晶顯示屏中回收銦和鉭）的技術(shù)。這個研究通過一家試點工廠證明，這種方法要比現(xiàn)有回收提取方法更加經(jīng)濟可行，也更加環(huán)保。

學(xué)界與業(yè)界的多家機構(gòu)共同參與了這個國際項目，其中包括弗萊堡礦冶工業(yè)大學(xué)（德國），以及廢塑料加工商Coolrec BV（比利時）、穆德赫弗頓回收再利用與環(huán)境技術(shù)股份有限公司（德國）和Alumisel SAU（西班牙）等該技術(shù)的工業(yè)用戶企業(yè)。

Tech UK的貝克表示：“針對城市采礦的學(xué)術(shù)研究已經(jīng)有不少了，但是大多數(shù)還停留在實驗室階段，沒有進入試點?！?/p>

她表示：“我們清楚城市礦山蘊藏的資源，只是需要更多的創(chuàng)新，幫助我們把資源‘開采’出來。需要克服的挑戰(zhàn)就是找到一種與現(xiàn)有原材料開采相比具有成本競爭力的方法，同時還能獲得穩(wěn)定與充足的資源開采量，確保整個流程具備可營利性和可預(yù)測性。這就是下一個前沿領(lǐng)域了。”