为循环经济而设计

当你不再需要烤面包机时该怎么办？直到最近，人们才开始思考这个问题，直到烤面包机彻底报废。如今，循环经济的倡导者认为，解决产品报废问题的最佳时机是在产品设计之初。此时，产品拥有最大的循环利用潜力。如果你的烤面包机的设计者当初没有把它当作一次性电器，而是当作一种值得保存的价值产品来考虑，那么你的选择将会大大增加。

事实上，总部位于伦敦的设计机构AoD的设计师们正是这样做的。作为一项“着眼于电子产品报废，并设计替代方案以最大限度利用其所含材料”的项目的一部分，AoD设计团队接受了重新构思普通烤面包机的挑战。他们提出了三种不同的方案，该公司表示，每一种方案都“体现了从一开始就设计循环经济的不同策略”。

设计要经久耐用

AoD 的首要目标是打破长期以来主导产品设计的计划报废模式。他们深知铝材可以回收利用，“且不会损失其材料特性”，并且在可预见的未来，这种材料对回收商来说仍然具有价值。因此，设计团队致力于用铝材打造首款烤面包机——Optimist——的每一个部件，“从100%使用回收材料开始，并且知道它在其使用寿命结束后可以无限循环利用，制成其他产品。”

为了最大限度地延长产品的使用寿命，AoD 的设计师们追求的是一种“极其简单，几乎不会出现任何故障”的设计。最终，Optimist 烤面包机的活动部件极少，而且加热元件——烤面包机中最易损坏的部件——也易于拆卸和更换。

设计团队还考虑到了用户对烤面包机的感知价值，希望它能经久耐用。烤面包机表面采用粗糙纹理，使其能够“优雅地随着时间推移而老化”，并在铝制外壳上铸刻了生产日期，让用户能够年复一年地庆祝它的服役。Optimist 甚至还配备了一个简单的烤面包计数器，这样，“当你把烤面包机传给子孙后代时，你的孩子们就会知道你已经烤了 55,613 片面包了！”

打造如此长寿产品的最大挑战在于制定切实可行的商业计划。自从“计划报废”一词在大萧条时期被提出以来，美国和世界大部分经济体都依赖于对具有明确使用寿命的产品进行处置和更换。正如吉尔斯·斯莱德在《注定要坏》一书中指出的那样，计划报废已经成为“美国人意识的试金石”。

自2008年长寿命LED灯泡首次进入住宅市场以来，照明行业一直在努力应对这个问题。JB MacKinnon在其发表于《纽约客》的文章《LED困境：为什么不存在“经久耐用”的产品》中指出，迄今为止的答案并不令人鼓舞。一些公司通过生产价格更低、寿命更短的灯泡来重拾计划报废策略，而另一些公司则退出了住宅照明业务。例如，MacKinnon指出，通用电气在2015年10月“拆分了GE照明，只留下一个残存的公司——本质上就是灯泡部门——以便于出售。”

尽管内置报废机制的照明产品仍有一些市场——最显著的例子是汽车行业——但照明行业正在积极寻求其他方式来提高产品的使用寿命。例如，飞利浦已经开始转型，从将灯具作为产品销售转向将照明作为服务销售。根据Navigant咨询公司最近发布的《商业建筑照明系统第三方管理：全球市场分析与预测》报告，这正成为一种日益增长的趋势。

各公司也在寻求将智能技术融入其LED产品，使其在众多产品中脱颖而出，并提供持续升级的机会。例如，在商业领域，通用电气（GE）正在开发一种路灯，其内置传感器一旦检测到附近发生枪击事件，就会立即向有关部门发出警报。至于住宅市场，麦金农引用了硅谷Strategies Unlimited公司LED和照明研究总监菲利普·斯莫伍德的话：“照明是引入其他连接产品、打造智能家居的理想媒介，因为照明无处不在。”

监管或许也能为基于长寿命产品的商业模式铺平道路。诺丁汉特伦特大学设计学教授、畅销书《长寿命产品》的编辑蒂姆·库珀认为，政府可以通过监管来惩罚产品过时或奖励产品寿命长，这或许能带来一些解决方案。但正如库珀所指出的，监管要顺应文化，而用完即弃的文化向来难以改变。

模块化设计：更换部件，而非产品。

延长产品寿命的另一种方法是采用模块化设计，让用户无需更换整个设备即可更换部件。这是AoD重新设计烤面包机的第二个策略。Pragmatist型号采用模块化烤槽设计，可以组合成客户所需的任何尺寸的烤面包机。模块化设计还使得用户可以轻松拆卸故障的烤槽，从而在不影响烤面包机正常使用的情况下进行更换。此外，AoD将这些模块设计得“足够薄，可以放入信箱，从而尽可能简化消费者的退货流程”。

艾伦·麦克阿瑟基金会重点介绍了模块化设计的另一个例子，在这个例子中，性能更为关键。全球资产型金融解决方案提供商DLL注意到，一些救护车仅使用几年后就被拍卖，于是展开调查，发现维护底盘部件（例如发动机和变速箱）的高昂成本是导致车主退还车辆的主要原因。

救护车上最宝贵的部分——容纳所有医疗设备并运送病人的大型箱体——通常状况良好。DLL公司设计了一种易于拆卸并重新安装到新底盘上的病人护理模块，从而为客户降低了20%的成本，并将车辆的使用寿命延长了一倍。

可拆卸设计

模块化结构允许个人自行拆卸，但对于希望从批量产品中获取价值的公司来说，其用途不大。AoD 的设计师们在他们的第三款烤面包机设计中，力求打造一款价格低廉、可快速便捷拆卸且不会损坏部件或混杂材料的烤面包机。最终的解决方案是采用卡扣式连接，并在连接处填充小颗粒。将烤面包机放入真空室（AoD 称之为“一种廉价的设备”）中，颗粒会膨胀，撑开所有连接处，从而将烤面包机拆卸下来。

AoD策略与一种名为“智能材料主动拆卸”（ADSM）的概念类似，该概念由主动拆卸研究公司的Joseph Chiodo首创。Chiodo利用“记忆材料”（这种材料在达到触发温度（高于或低于通常遇到的温度）之前能够保持形状），制造了螺钉和其他类型的连接器。

当产品被加热或冷却到触发温度时，所有螺丝都会失去螺纹，产品会自行解体，且部件不会受到任何损坏。温度并非触发这一变化的唯一因素。与烤面包机类似，压力变化也能起到作用，或者根据主动拆卸网站的说法，拆卸过程还可以通过“微波、红外线、声音、计算机和机器人控制、电流或磁场”来触发。

塑料助力循环经济

塑料是循环经济面临的最大挑战之一。它无处不在，由石油制成，需要数百年才能分解。世界经济论坛2016年发布的报告《新塑料经济：重新思考塑料的未来》指出，塑料包装尤其令人担忧。“在短暂的首次使用周期后，95%的塑料包装材料价值，即每年800亿至1200亿美元，就此流失。高达32%的塑料包装未能进入回收系统，造成了巨大的经济损失。” 事实上，该报告指出，“塑料包装的此类使用后外部性成本，加上其生产过程中温室气体排放的相关成本，保守估计每年高达400亿美元——超过了塑料包装行业的总利润。”

塑料回收率如此之低的原因之一是，为了达到特定包装所需的性能，人们常常将两种或多种不相容的材料混合在一起。陶氏化学全球可持续发展总监杰夫·伍斯特表示，从冷冻食品到洗衣凝珠等各种包装都使用的塑料袋就是一个很好的例子。

它们传统上由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）制成，并与聚乙烯薄膜复合。伍斯特表示，使用这两种不同的塑料使包装袋既“外观光泽亮丽，又具有足够的硬度，使其能够直立在货架上”，而且“能够在包装机上高速运转”。但也正因如此，这些包装袋无法回收利用。

为了解决这个问题，陶氏化学的科学家们研发出一种新型包装结构，它不仅满足所有产品设计规范，而且并非采用PET材质，而是由两种不同类型的聚乙烯制成。“通过结合两种相互兼容的聚乙烯，”伍斯特解释道，陶氏化学创造了一种可立式包装袋，可以与塑料购物袋一起在超市回收箱中回收。这种创新材料的首批应用之一是作为第七代洗碗机洗涤剂胶囊的包装袋。回收聚乙烯的主要用途是制造新的购物袋（这种购物袋保留了产品的大部分原有价值）以及木塑复合材料（这种材料能有效地使塑料至少在50年内得到有效利用）。

自立袋并非陶氏化学对循环经济的唯一贡献。2016年秋季，该公司宣布的另一项创新产品是由聚丙烯基烯烃嵌段共聚物制成的。过去，包含聚丙烯和聚乙烯的消费后废料难以回收利用。陶氏化学的这项创新使得将这两种常用树脂结合到一系列产品中成为可能，这些产品包括硬质容器和桶、家用容器、工业储罐、皮划艇和软包装——据该公司称，所有这些产品都“为回收商和品牌所有者提供了升级再造的机会”。

可自我追踪的产品

一个看似简单却极具启发性的理念正在推动更多创新，从而促进循环经济的发展：那就是追踪你拥有的资产。包括“物联网”在内的数字技术，使企业能够设计“智能资产”，这些资产可以实时报告其位置、可用性和状况。通过收集、积累和处理这些信息（即“大数据”），企业可以最大限度地提升这些资产的长期价值。

例如，卡特彼勒公司利用车载传感器监测现场设备运行状况，并结合预测性诊断技术，延长产品使用寿命。这项技术使公司能够从故障后维修转变为故障前维修，并根据机器的使用情况改进维护——所有这些都能为客户节省停机时间和成本。

IBM 利用类似技术开发了一款名为“再利用选择工具”的综合分析工具，旨在帮助产品经理选择产品的最佳再利用方案。该工具目前处于原型阶段，能够采集海量细粒度数据，包括设备的模块化和再利用潜力、相关法规、市场价格、再制造成本以及供需情况等信息，从而使产品经理能够逐个决定是再制造、回收还是报废。此外，IBM 还在探索利用由 Watson 系统开创的认知计算技术来辅助数据解读的可能性。

新型企业对企业共享平台 FLOOW2 采用了一种更为简便的方法。它没有依赖能够自我管理的智能资产，而是创建了一个类似 Craigslist 的市场，企业可以在这里发布设备和设施信息，并将其出租而非出售。这种协作消费模式已经在消费者层面推动了共享经济的发展。FLOOW2 的创新之处在于将这一理念扩展到了企业领域。

设计利用二氧化碳的产品

循环经济的主要目标之一是防止全球平均气温比工业化前水平升高2摄氏度。国际能源署指出，要实现这一目标，未来34年每年需要在可再生能源和能源效率方面投资1万亿美元，是目前投资水平的三倍。“但这根本不可能实现，”IGEL高级研究员兼CO² Sciences公司董事长伯纳德·戴维表示。即便未来会采取诸多措施，大气中二氧化碳的含量仍然会导致全球变暖加剧到不可接受的程度。

解决这一问题的潜在方案之一是碳捕获与封存（CCS），即将温室气体封存在地下。但该策略在技术上尚不可行。GreenBiz 最近发表的一篇文章《碳捕获与封存领域值得关注的七家公司》指出：“目前大多数 CCS 技术由于碳封存消耗的能源过多，经济效益低下，因此尚未得到大规模应用。”

同样由伯纳德·戴维发起的“全球二氧化碳倡议”采取了不同的方法。该倡议并非简单地将二氧化碳作为破坏性废物掩埋，而是旨在通过新的发明和投资来改造全球经济，利用全球高达10%的二氧化碳大规模生产实用且盈利的产品。麦肯锡公司的一项市场评估确定了25种潜在产品，这些产品所代表的市场规模到2030年可能达到1万亿美元。每种产品的成熟度各不相同，该倡议采用九分制进行评级。“要想产生有意义的影响，”戴维说，“所有这些产品都必须达到9分制。”

水泥行业是最容易实现的减排目标。目前已有的一项工艺有望将该行业的二氧化碳排放量减少70%，其原理是通过捕获水泥中的气体并大幅减少养护过程中的排放。大卫表示，由于水泥生产占二氧化碳排放量的7%，因此“仅这一个行业，我们就有可能每年减少5%的二氧化碳排放量。”

戴维解释说，这项于2016年1月启动的倡议旨在构建“一个完整的生态系统，以大规模生产二氧化碳基产品”。这是一项艰巨的任务，但该倡议在启动不到一年后的2017年10月，便发布了“2030年前碳捕获与利用技术全球商业化潜力路线图”草案。完整的路线图于2016年11月在摩洛哥马拉喀什举行的《巴黎气候变化协定》缔约方大会上发布。

正如该计划路线图所示，未来的道路充满无限可能。毫无疑问，在企业重新思考产品设计并融入循环经济理念的过程中，难免会遇到一些障碍和弯路。但得益于上述以及其他尚未设想的设计策略，迈向循环经济的征程已经取得了良好的开端。