循環型経済のための設計

不要になったトースターはどうしますか？つい最近まで、トースターが廃棄処分になる直前まで、誰もこの問いについて考えませんでした。今日、循環型経済の支持者たちは、製品の寿命問題に取り組む最適な時期は、製品の設計段階であると主張しています。まさにその段階こそが、循環型経済の可能性を最も秘めているのです。もしあなたのトースターの設計者が、それを使い捨ての家電製品ではなく、保存する価値のある製品として考えていたなら、あなたの選択肢は大幅に広がったでしょう。

実際、ロンドンを拠点とするエージェンシー・オブ・デザイン（AoD）のデザイナーたちはまさにそれを行いました。「電気製品の寿命に着目し、その素材を最大限に活用する代替手段をデザインする」プロジェクトの一環として、AoDのデザインチームは、ありふれたトースターを再考するという課題に取り組みました。彼らは3つの異なるアプローチを考案し、それぞれが「最初から循環型デザインを実現するための異なる戦略を体現している」とAoDは述べています。

長寿命設計

AoDは、長きにわたり製品デザインを支配してきた計画的陳腐化という概念を打破することから着手しました。アルミニウムは「素材特性を失うことなく」リサイクルでき、また、近い将来もリサイクル業者にとって価値ある素材であり続ける可能性が高いことを認識したデザインチームは、最初のトースター「オプティミスト」のあらゆる部品をアルミニウムで作ることに着手しました。「100%リサイクル素材から始め、製品寿命が尽きた後も他の製品に無限にリサイクルできることを念頭に置いて」です。

製品の寿命を最大限に延ばすため、AoDのデザイナーたちは「壊れる要素がないほどシンプルな」デザインを模索しました。その結果、Optimistは可動部品を極めて少なくし、トースターの中で最も寿命の短い部品である加熱部品も簡単に取り外し・交換できるようになりました。

デザインチームは、トースターの長寿命を喜ぶオーナーにとっての価値も考慮しました。トースターには「美しく古びていくように」ザラザラとした表面の質感が施され、オーナーが毎年その活躍を記念できるよう、製造年がアルミに刻印されています。オプティミストにはシンプルなトーストカウンターも搭載されており、「トースターを何世代にもわたって受け継いだとき、子供たちはあなたが55,613回もトーストを焼いてくれたことを知るでしょう！」

これほど長寿命の製品を作る上で最大の課題は、実行可能な事業計画を策定することです。大恐慌時代に「計画的陳腐化」という言葉が生まれて以来、米国をはじめとする世界の多くの経済圏は、定められた寿命を持つ製品の廃棄と交換に依存してきました。著者ジャイルズ・スレイドが著書『Made to Break』で指摘するように、計画的陳腐化は「アメリカ人の意識の試金石」となっています。

長寿命LED電球が2008年に住宅市場に初めて導入されて以来、照明業界はこの問題に取り組んできました。ニューヨーカー誌の記事「LEDの難問：なぜ『長持ち設計』など存在しないのか」の中でJB・マッキノン氏が述べているように、これまでの答えはどれも刺激的なものではありません。一部の企業は、ますます安価で寿命が短くなる電球を製造することで計画的陳腐化に回帰している一方で、住宅照明事業から撤退した企業もあります。例えば、2015年10月、マッキノン氏はゼネラル・エレクトリック社が「売却しやすい残党企業、つまり電球部門を残すため、GEライティングを解体した」と指摘しています。

陳腐化が内在する照明市場はまだいくつか残っており、特に自動車業界が顕著ですが、業界は長寿命化によって利益を上げるための他の方法を積極的に模索しています。例えばフィリップスでは、照明を製品として販売するのではなく、照明をサービスとして販売する方向への転換が既に進んでいます。ナビガント・コンサルティングの最新レポート「商業ビルにおける照明システムの第三者管理：世界市場分析と予測」によると、この傾向は拡大傾向にあります。

企業はまた、自社のLED製品を他社製品と差別化し、継続的なアップデートの機会を提供するスマートテクノロジーの組み込みも模索しています。例えば商業分野では、GEは内蔵センサーが周辺で銃声を検知すると当局に通報する街灯を開発しています。住宅市場に関して、マッキノン氏はシリコンバレーに拠点を置くストラテジーズ・アンリミテッドのLED・照明研究ディレクター、フィリップ・スモールウッド氏の言葉を引用しています。「照明は、家中に光が溢れているため、他のコネクティビティ製品を挿入して家全体を照らすのに最適な媒体です。」

規制は、長寿命製品を基盤としたビジネスモデルの発展にも役立つ可能性がある。ノッティンガム・トレント大学のデザイン教授であり、 『Longer-Lasting Products（長く使える製品） 』の編集者でもあるティム・クーパー氏は、陳腐化を罰したり長寿命化を奨励したりする政府規制に解決策があると考えている。しかし、クーパー氏が認識しているように、規制は文化に左右されるものであり、使い捨て文化は変化が遅いことで知られている。

モジュラー設計：製品ではなく部品の交換

製品寿命を延ばすもう一つの方法は、モジュール式のアプローチを採用することです。これにより、本体全体を交換することなく、パーツを交換できます。これは、AoDがトースターを再考するために採用した2つ目の戦略でした。Pragmatistモデルは、モジュール式のトーストスロットを備え、これらを組み合わせることで、お客様が望むあらゆるサイズのトースターを作ることができます。また、モジュール設計により、故障したトーストスロットを取り外し、トーストを焼き続ける作業を中断することなく交換することも可能になりました。さらに、AoDはこれらのモジュールを「郵便受けに収まるほど薄く設計し、消費者にとって返品手続きを可能な限り容易にしました」。

エレン・マッカーサー財団は、性能がはるかに重要となるモジュラー設計のもう一つの例を取り上げています。救急車がわずか数年でオークションにかけられていることに着目した、資産ベースの金融ソリューションを提供する世界的なプロバイダーであるDLLは調査を行い、エンジンやギアボックスといったシャーシ部品のメンテナンス費用の高さが、オーナーが車両を返却する原因となっていることを突き止めました。

救急車の最も重要な部分である、すべての医療機器を収容し、患者を運ぶ大きな箱は、概ね良好な状態でした。DLL は、簡単に取り外して新しいシャーシに再取り付けできる患者ケア モジュールを設計することで、顧客のコストを 20% 削減し、車両の耐用年数を 2 倍に延ばしました。

分解しやすい設計

モジュール構造は個人による分解を可能にしますが、大量生産品から価値を引き出そうとする企業にとってはあまり役に立ちません。AoDのデザイナーたちは、3つ目のトースターの設計において、部品の劣化や材料の混入を招くことなく、迅速かつ容易に分解できる安価なトースターの開発を目指しました。その解決策として、小さなペレットを内蔵したスナップフィットジョイントで組み立てられたトースターが生まれました。真空チャンバー（AoDによれば「安価な資本設備」）に入れると、ペレットが膨張し、すべてのジョイントが開き、分解された製品が完成します。

AoD戦略は、Active Disassembly Researchのジョセフ・キオド氏が先駆的に開発した、スマートマテリアルを用いたアクティブ分解（ADSM）と呼ばれる概念に似ています。キオド氏は、トリガー温度（通常よりも高温または低温）に達するまで形状を維持する「記憶材料」を用いて、ネジなどのコネクタを開発しました。

製品がトリガー温度まで加熱または冷却されると、すべてのネジ山が緩み、部品に損傷を与えることなく分解されます。変化を誘発する手段は温度だけではありません。トースターの場合と同様に、圧力の変化も分解を誘発する可能性があります。また、Active Disassemblyのウェブサイトによると、「電子レンジ、赤外線、音、コンピューターやロボットの制御、電流、磁場」によっても分解が誘発される可能性があります。

循環型経済のためのプラスチック

プラスチックは循環型経済における最大の課題の一つです。石油を原料とし、分解に数百年かかるため、どこにでも存在し、広く利用されています。世界経済フォーラムの2016年の報告書「新たなプラスチック経済：プラスチックの未来を再考する」によると、プラスチック包装は特に懸念されています。「短期間の使用サイクルの後、プラスチック包装材の価値の95%、つまり年間800億ドルから1,200億ドルが経済的に失われています。驚くべきことに、プラスチック包装の32%が回収システムをすり抜け、多大な経済的損失を生み出しています。」実際、報告書は「プラスチック包装の使用後の外部コストと、その製造に伴う温室効果ガス排出に関連するコストは、控えめに見積もっても年間400億ドルと推定され、プラスチック包装業界の総利益を上回っています。」と述べています。

プラスチックのリサイクル率が低い理由の一つは、特定のパッケージに必要な特性を得るために、相容れない2種類以上の素材が混合されることが多いためです。ダウのグローバルサステナビリティディレクター、ジェフ・ウースター氏によると、冷凍食品から洗濯洗剤のポッドまで、あらゆるものに使用されているプラ​​スチックパウチがその好例です。

伝統的に、これらのパウチはポリエチレンテレフタレート（PET）をポリエチレンフィルムにラミネート加工して作られています。ウースター氏によると、この2種類の異なるプラスチックを使用することで、パウチは「美しい光沢と、棚に置いても崩れない強度」、そして「包装機で高速回転する能力」の両方を備えています。しかし、このためパウチはリサイクルが不可能です。

この問題を解決するため、ダウの科学者たちは、すべての製品設計仕様を満たしながらも、PETではなく2種類のポリエチレンで作られた新しいパッケージ構造を考案しました。「互いに適合性のある異なるタイプのポリエチレンを組み合わせることで」とウースター氏は説明します。ダウは、スーパーマーケットのゴミ箱でプラスチック製の買い物袋と一緒にリサイクルできるスタンドアップパウチを開発しました。この革新的な素材の最初の用途の1つは、セブンスジェネレーションの食器洗い機用洗剤ポッドのパウチでした。リサイクルされたポリエチレンは主に、製品の元の価値をほぼ維持する新しいショッピングバッグと、少なくとも50年間はプラスチックを効果的に再利用できる木材プラスチック複合材に使用されます。

スタンドアップパウチは、ダウが循環型経済に貢献する唯一の製品ではありません。2016年秋に発表されたもう一つのイノベーションは、ポリプロピレンベースのオレフィンブロックコポリマーを使用した製品です。これまで、ポリプロピレンとポリエチレンを含む使用済み製品のリサイクルは困難でした。ダウのイノベーションにより、一般的に使用されているこれら2つの樹脂を、硬質容器やドラム缶、家庭用容器、工業用タンク、カヤック、フレキシブル包装など、様々な製品に組み合わせることが可能になりました。ダウによれば、これらはすべて「リサイクル業者やブランドオーナーにアップサイクルの機会を提供する」とのことです。

自己追跡機能を持つ製品

驚くほどシンプルなアイデアが、循環型経済を支えるさらなるイノベーションを推進しています。それは、所有物の追跡です。「IoT（モノのインターネット）」を含むデジタル技術により、企業は自らの位置、可用性、状態を報告する「インテリジェントアセット」を設計することが可能になっています。こうした情報を「ビッグデータ」として伝達、蓄積、処理する能力によって、企業はこれらの資産の価値を長期的に最大化することが可能になっています。

例えば、キャタピラー社は、現場で機器を監視するオンボードセンサーと予測診断を組み合わせることで、製品寿命を延ばしています。この技術により、同社は故障後の修理から故障前の修理へと移行し、機械の使用状況に基づいてメンテナンスを改善することが可能になり、顧客のダウンタイムと費用を削減しています。

IBMは同様の技術を用いて、「再利用選択ツール」と呼ばれる包括的な分析資産を開発し、製品マネージャーが製品の最適な用途を選択できるように支援しています。現在プロトタイプ段階にあるこのツールは、機器のモジュール性や再利用の可能性、規制、市場価格、再製造コスト、需給に関する情報など、幅広い詳細なデータを取り込むことができ、製品マネージャーがユニットごとに再製造、リサイクル、または廃棄を決定できるようにします。また、IBMは、Watsonシステムで先駆的に開発されたコグニティブ・コンピューティングを活用して、データの解釈を支援する可能性も検討しています。

新たなB2Bシェアリングプラットフォーム「FLOOW2」は、よりシンプルなアプローチを採用しています。自己追跡型のインテリジェント資産に頼るのではなく、Craigslistのようなマーケットプレイスを構築し、企業が機器や施設を広告し、購入ではなくレンタルとして提供できるようにします。このような協働消費は、既に消費者レベルでシェアリングエコノミーを牽引しています。FLOOW2の革新性は、このアイデアをビジネスの世界にも広げることにあります。

CO²を利用した製品の設計

循環型経済の主要目標の一つは、地球の平均気温が産業革命以前の水準から2℃上昇するのを防ぐことです。国際エネルギー機関（IEA）によると、この目標を達成するには、今後34年間、再生可能エネルギーとエネルギー効率向上に年間1兆ドルの投資が必要となり、これは現在の投資額の3倍に相当します。「これは実現不可能です」と、IGELのシニアフェローであり、CO² Sciences, Inc.の会長であるバーナード・デイビッド氏は述べています。今後あらゆる取り組みが実施されたとしても、大気中に残留する二酸化炭素の量は、地球温暖化の許容できないレベルの増加を意味します。

この問題の潜在的な解決策の一つは、温室効果ガスを地中に埋める二酸化炭素回収・貯留（CCS）です。しかし、この戦略はまだ技術的に実現可能ではありません。「現在のCCS技術のほとんどは、二酸化炭素を貯留するために消費するエネルギーが多すぎるため経済的ではなく、大規模導入には至っていません」と、GreenBizの最近の記事「二酸化炭素回収・貯留（CCS）で注目すべき7つの企業」は述べています。

同じくバーナード・デイビッド氏の発案によるグローバルCO²イニシアチブは、異なるアプローチを採用しています。このイニシアチブは、ガスを破壊的な廃棄物として単に埋め立てるのではなく、新たな発明と投資を通じて世界経済を変革し、世界のCO²の最大10%を有用で収益性の高い製品に大規模に活用することを目指しています。マッキンゼー・アンド・カンパニーによる市場評価では、2030年までに1兆ドル規模の市場規模に達する可能性のある25の潜在的製品が特定されました。これらの製品はそれぞれ異なる成熟度レベルにあり、イニシアチブはそれを9段階評価で評価します。「意味のある影響を与えるためには、これらすべてをレベル9にする必要があります」とデイビッド氏は言います。

セメントは最も取り組みやすい分野です。すでに実用化されているプロセスの一つは、セメント中のガスを回収し、硬化中の排出量を大幅に削減することで、業界のCO²排出量を70%削減できると期待されています。セメント製造はCO²排出量の7%を占めているため、デイビッド氏は「セメント製造という一つの産業だけで、年間5%のCO²排出量を削減できる可能性があります」と述べています。

2016年1月に発足したこのイニシアチブは、「CO²ベースの製品を大規模に生産するためのエコシステム全体」の構築を目指しているとデイビッド氏は説明する。これは途方もない課題だが、開始から1年も経たない2017年10月には、「2030年までの炭素回収・利用技術の世界的商業化ポテンシャルに関するロードマップ」の草案を発表した。完全なロードマップは、2016年11月にモロッコのマラケシュで開催された気候変動に関するパリ協定推進のための締約国会議（COP）で発表された。

イニシアチブのロードマップが示唆するように、未来への道は可能性に満ちています。企業が循環性を念頭に製品設計を見直す中で、間違いなく行き詰まりや迂回路が生じるでしょう。しかし、前述の設計戦略、そしてまだ想像もつかないような他の戦略のおかげで、循環型経済への道のりは力強いスタートを切りました。