Công việc nền tảng của công nghệ cho sự bền vững? 

Khi bạn nghe đến công nghệ về sự bền vững, tâm trí bạn sẽ nghĩ ngay đến những chiếc xe điện kiểu dáng đẹp, pin quy mô lưới điện hoặc thu hồi carbon. Đó là mặt tiền sáng bóng. Công việc tạo nền tảng thực sự, chắc chắn — lớp nền tảng, không hấp dẫn — thường bị bỏ qua. Nó không phải về tiện ích thu hút sự chú ý; đó là về hàng triệu thành phần công nghiệp, quy trình và quyết định về chuỗi cung ứng nhằm hạn chế lãng phí hoặc tạo điều kiện cho tính tuần hoàn. Tôi đã chứng kiến ​​quá nhiều lần ra mắt sản phẩm bền vững gặp thất bại vì phần cứng nền tảng—ốc vít, khớp nối, thông số kỹ thuật vật liệu cơ bản—là thứ được cân nhắc sau, được chọn vì chi phí thay vì tác động của vòng đời. Đó là nơi làm việc thực sự. Hãy đi sâu vào lớp đó.

Trọng tâm đặt sai chỗ: Sự quyến rũ và sự gan góc

Có một thành kiến phổ biến trong ngành cho rằng tính bền vững là một vấn đề về phần mềm hoặc thiết kế có thể giải quyết được ở cấp độ sản phẩm. Bạn thiết kế một loại vỏ có thể tái chế, tối ưu hóa thuật toán để tiết kiệm năng lượng và kết thúc công việc. Nhưng nếu bền vững của sản phẩm đó phụ thuộc vào hàng nghìn ốc vít thép có nguồn gốc từ một nhà máy sử dụng nhiều than, được vận chuyển xuyên đại dương và được lắp đặt với các công cụ yêu cầu các bộ phận dùng một lần, lợi nhuận ròng là bao nhiêu? Sổ cái carbon đã bị đầu độc ngay từ đầu. Dấu chân thực sự nằm trong danh sách nguyên vật liệu, trong sổ tay sản xuất chứ không phải trong giao diện người dùng.

Tôi nhớ lại một dự án về vỏ bọc điện tử dạng mô-đun nhằm mục đích dễ dàng sửa chữa. Khái niệm tuyệt vời. Chúng tôi đã chỉ định các vít tiêu chuẩn để lắp ráp. Nhưng để tiết kiệm một phần xu trên mỗi đơn vị, hoạt động mua sắm đã chuyển sang sử dụng vít khóa ren có lớp phủ, độc quyền từ một nhà cung cấp mà không cần kiểm tra môi trường. Việc tái chế lớp phủ phức tạp, các bộ phận điều khiển đặc biệt trở thành rác thải điện tử và hỗn hợp năng lượng của nhà cung cấp là than lưới nguyên chất. Thiết kế tháo gỡ trang nhã của chúng tôi đã bị cản trở bởi một công việc chân thất bại—cái đinh vít khiêm tốn. Chúng tôi đã phải quay lại, đánh giá lại năng lực của một nhà cung cấp sạch hơn và chấp nhận chi phí. Bài học: các thông số kỹ thuật về tính bền vững phải được gắn chặt vào đai ốc và bu-lông cuối cùng.

Đây chính là lúc các công ty có nền tảng công nghiệp quan tâm sâu sắc. Lấy một nhà sản xuất như Công ty TNHH Sản xuất Fastener Handan Zitai.. Bạn sẽ không nhìn thấy chúng tại CES. Nhưng hãy truy cập trang web của họ tại https://www.zitaifasteners.com và bạn sẽ cảm nhận được quy mô: có trụ sở tại Yongnian, Handan—cơ sở sản xuất linh kiện tiêu chuẩn lớn nhất Trung Quốc. Thực tế hoạt động của họ—hậu cần gần các mạng lưới đường sắt và đường cao tốc lớn—tác động đến lượng carbon tích hợp trong mỗi bu lông mà họ sản xuất. Nếu quá trình chuyển đổi năng lượng của họ bị chậm lại, điều đó sẽ trở thành lực cản tiềm ẩn đối với các tuyên bố về tính bền vững của khách hàng ở hạ nguồn. các công nghệ câu hỏi không chỉ là về sản phẩm của họ mà còn về công nghệ xử lý của họ: liệu họ có đang chuyển sang sử dụng lò hồ quang điện không? Sử dụng nguyên liệu thép tái chế? Đây là nền tảng không mấy hấp dẫn.

Lựa chọn vật chất: Hệ số nhân im lặng

Xác định vật liệu là nơi lý thuyết đáp ứng được những ràng buộc cứng rắn về vật lý, chi phí và nguồn cung. Sử dụng nhôm tái chế nghe có vẻ hoàn hảo cho đến khi bạn gặp phải sự không nhất quán về lô, thời gian giao hàng và mức giá cao hơn 40% mà ngân sách dự án không thể chấp nhận được. Tất cả chúng tôi đã ở đó. Sự thỏa hiệp thường trở thành một cách tiếp cận theo cấp bậc: các bộ phận cấu trúc quan trọng lấy vật liệu nguyên chất để được chứng nhận an toàn, trong khi các bộ phận không quan trọng sử dụng vật liệu tái chế. Nhưng điều đó có thực sự di chuyển kim?

Một nỗ lực cụ thể là với một khách hàng đang làm tủ viễn thông ngoài trời. Chúng tôi đã thúc đẩy sử dụng thép tái chế sau tiêu dùng để làm giá đỡ và khung bên trong. Nhà cung cấp, một công ty có quy mô tương tự Zitai, tỏ ra do dự. Mối quan tâm của họ không phải là khả năng mà là nguy cơ ô nhiễm - đồng hoặc thiếc dư làm thay đổi đặc tính ăn mòn điện. Chúng tôi đã thực hiện một thí điểm nhỏ, thử nghiệm nhiều đợt. Tỷ lệ hư hỏng tăng khoảng 2%, chủ yếu là do độ xốp của mối hàn. Không phải là một thảm họa, nhưng cũng đủ để kích hoạt các điều khoản về độ tin cậy. Cuối cùng, chúng tôi đã trộn tỷ lệ hàm lượng tái chế với thép nguyên chất thấp hơn và đạt được thắng lợi một phần. các làm việc vì sự bền vững đã trở thành một quy trình xác thực tẻ nhạt, theo từng đợt chứ không phải là một hộp kiểm.

Đây là công việc hàng ngày. Họ đang đàm phán với các nhà quản lý sản xuất, những người được đo lường dựa trên tỷ lệ sai sót chứ không phải tấn carbon. Người ta hiểu rằng đối với một công ty dây buộc ở quận Yongnian, việc chuyển sang sử dụng thép sơ cấp xanh hơn phụ thuộc vào việc nâng cấp nhà máy trong khu vực và tốc độ khử cacbon trong lưới điện của Trung Quốc. Vị trí của họ gần Đường sắt Bắc Kinh-Quảng Châu là con dao hai lưỡi: giao thông hiệu quả làm giảm lượng khí thải khi vận hành, nhưng nếu tàu chạy bằng dầu diesel thì lợi ích sẽ không còn nhiều. Bản chất hệ thống của việc này công việc chân đang khiêm tốn.

Năng lượng quá trình: Điểm chuẩn vô hình

Mọi người đều nói về việc sử dụng năng lượng của sản phẩm. Ít nói về năng lượng quá trình thể hiện. Đối với một bộ phận tiêu chuẩn như bu lông, điểm nóng carbon nằm trong quá trình kéo dây, rèn nguội, xử lý nhiệt và mạ. Tôi đã đi tham quan các nhà máy nơi dây chuyền xử lý nhiệt là lò đốt khí đốt liên tục từ những năm 1990, tiêu hao năng lượng nhiệt. Việc trang bị thêm hệ thống sưởi cảm ứng hoặc đầu đốt phục hồi đòi hỏi vốn mà hoạt động kinh doanh dây buộc có lợi nhuận thấp thường thiếu nếu không có áp lực của khách hàng.

Chúng tôi đã cố gắng tạo ra thông số kỹ thuật dây buộc có hàm lượng carbon thấp với một nhà cung cấp ô tô ở Châu Âu. Ý tưởng là trả giá cao hơn cho các bộ phận được làm bằng năng lượng tái tạo và công nghệ tốt nhất hiện có. Tất nhiên, chúng tôi đã gặp phải sự phản đối từ việc mua hàng. Nhưng rào cản lớn hơn là khả năng truy xuất nguồn gốc. Nhà máy có thể chứng minh thép được làm từ phế liệu trong EAF không? Cửa hàng mạ có thể xác minh kẽm của nó là từ một quy trình khép kín không? Chuỗi giấy tờ sụp đổ. Chúng tôi quyết định thực hiện đánh giá nhà máy bằng một cuộc kiểm toán duy nhất, chủ yếu xem xét các khoản đầu tư vào hiệu quả năng lượng. Còn tốt hơn là không có gì, nhưng nó giống như một biện pháp nửa vời. các công nghệ cần thiết ở đây không hề hào nhoáng—đó là hộ chiếu vật chất mạnh mẽ, có thể tương tác và theo dõi thuộc tính năng lượng.

Đây là một đấu trường hữu hình để tạo ra tác động. Một công ty như Zitai, với tư cách là công ty lớn trong cụm sản xuất, có thể thúc đẩy sự thay đổi nếu các thương hiệu hạ nguồn yêu cầu. Nếu một OEM toàn cầu yêu cầu 70% năng lượng xử lý cho dây buộc của họ phải từ các nguồn tái tạo vào năm 2030, thì điều đó sẽ buộc phải đầu tư vào năng lượng mặt trời hoặc PPA tại chỗ. các làm việc vì sự bền vững chuyển từ tự nguyện sang hợp đồng, được xây dựng trên cơ sở thương mại.

Thiết kế để tháo rời: Hành động cuối cùng của dây buộc

Luận điệu kinh tế tuần hoàn đầy rẫy những thiết kế để tháo gỡ. Nhưng từ góc độ dây buộc, đó là cơn ác mộng của những yêu cầu xung đột nhau. Bạn cần một khớp nối có khả năng chống rung trong 15 năm trên xe nhưng có thể tháo rời trong 30 giây tại nhà máy tái chế mà không cần dụng cụ chuyên dụng. Hãy thử tìm nó trên kệ.

Chúng tôi đã tạo mẫu một thiết bị điện tử tiêu dùng sử dụng vít đầu lục giác tiêu chuẩn để dễ dàng sửa chữa. Tuyệt vời cho điểm iFixit. Sau đó, trong quá trình thử nghiệm thả rơi, các vít đã lỏng ra. Đã thêm khóa chủ đề? Bây giờ bạn cần nhiệt để loại bỏ, làm phức tạp việc tái chế. Chuyển sang thiết kế vít cố định? Phức tạp hơn, vật chất hơn. Giải pháp là một bộ điều khiển giới hạn mô-men xoắn và một đầu vít cụ thể (như Torx Plus) giúp cân bằng giữa tính bảo mật và khả năng sử dụng. Nhưng điều này đòi hỏi phải đào tạo lại dây chuyền lắp ráp và tìm nguồn cung ứng mới. các bền vững lợi ích—tuổi thọ sản phẩm dài hơn—đi kèm với thuế phức tạp trong sản xuất. Khoản thuế đó có đáng hay không còn phụ thuộc vào giá trị trọn đời của sản phẩm. Đối với một cảm biến IoT giá rẻ thì có lẽ là không. Đối với một bộ điều khiển động cơ công nghiệp thì hoàn toàn có thể.

Đây là nơi các nhà sản xuất bộ phận tiêu chuẩn có thể đổi mới. Hãy tưởng tượng một danh mục từ một nhà cung cấp không chỉ bao gồm các thông số kỹ thuật cơ khí mà còn bao gồm chỉ số tháo gỡ và quy trình xử lý cuối vòng đời được đề xuất. Nếu Công ty TNHH Sản xuất Fastener Handan Zitai. cung cấp một dòng ốc vít CircleReady—được tiêu chuẩn hóa, được làm từ vật liệu tái chế xác định, với quy trình tái chế tiêu thụ năng lượng thấp đã được ghi lại—nó sẽ là một công cụ mạnh mẽ dành cho các nhà thiết kế. Nó biến dây buộc từ một hàng hóa thành một vật dụng có khả năng công nghệ cho tính tuần hoàn.

Bài toán hậu cần: Vị trí không chỉ là địa lý

Địa chỉ của công ty là một tuyên bố về tính bền vững. Hồ sơ của Zitai lưu ý rằng nó nằm liền kề với các mạng lưới đường sắt và đường cao tốc lớn. Về lý thuyết, điều này cho phép chuyển đổi phương thức từ xe tải sang đường sắt để phục vụ hậu cần xuất/nhập, cắt giảm lượng khí thải. Trong thực tế, nó phụ thuộc vào thiết bị của nhà điều hành đường sắt và các quyết định định tuyến thực sự được đưa ra bởi các nhà quản lý hậu cần nhằm theo đuổi chi phí vận chuyển hàng hóa trên mỗi đơn vị thấp nhất.

Trong một dự án tối ưu hóa chuỗi cung ứng, chúng tôi đã lập bản đồ lượng khí thải carbon của các bộ phận từ nhà cung cấp có trụ sở tại Yongnian đến một nhà máy ở miền Nam Trung Quốc. Mặc định là vận tải đường bộ. Chúng tôi đã đề xuất một tuyến đường liên phương thức đường sắt-xe tải. Đoạn đường sắt này đã cắt giảm lượng khí thải ước tính khoảng 60%. Nhưng thời gian vận chuyển tăng thêm hai ngày, đòi hỏi lượng hàng dự trữ lớn hơn. Nhóm tài chính đã chặn nó vì chi phí vận chuyển hàng tồn kho tăng lên. các bền vững chiến thắng đã rõ ràng, nhưng trường hợp kinh doanh thì không—cho đến khi chúng tôi tính đến giá carbon nội bộ và các rủi ro pháp lý tiềm ẩn. Phải mất một năm để được cấp phép làm phi công. các công việc chân ở đây nói nhiều về chính sách nội bộ và kế toán cũng như về cơ sở hạ tầng vật chất.

Đối với một trung tâm sản xuất, bước tiếp theo là sản xuất tại chỗ và mua sắm xanh. Nằm ở tỉnh Hà Bắc, với tiềm năng năng lượng mặt trời và gió đáng kể, một công ty như Zitai có thể tích cực xoay chuyển dấu chân năng lượng của mình. Nhưng nó đòi hỏi vốn và tín hiệu nhu cầu rõ ràng từ thị trường. Tín hiệu đó vẫn còn yếu. Hầu hết các RFQ vẫn ưu tiên đơn giá trên hết. Cho đến khi ngôn ngữ mua sắm thay đổi thành giá trị carbon gắn liền, lợi thế hậu cần vẫn là tiềm năng tiềm ẩn, chưa phải là tài sản hiện thực hóa cho bền vững.

Kết luận: Xây dựng từ đầu

Vì vậy, công nghệ có đang tạo nền tảng cho sự bền vững không? Trong túi, vâng. Nhưng phần lớn là nó bị tụt hậu. Trọng tâm vẫn còn quá từ trên xuống. Tiến bộ thực sự xảy ra khi các kỹ sư và nhóm mua sắm tranh cãi về lớp phủ vít và nguồn gốc thép, khi các nhà quản lý hậu cần chọn đường sắt thay vì đường bộ bất chấp lịch trình bị ảnh hưởng và khi các nhà cung cấp công nghiệp ở những nơi như Yongnian đầu tư vào các quy trình sạch hơn vì thông số kỹ thuật của khách hàng yêu cầu.

Công việc này mang tính gia tăng, thường gây khó chịu và không thể nhìn thấy được trong sản phẩm cuối cùng. Nhưng đó là cách duy nhất để xây dựng những hệ thống thực sự ít lãng phí hơn. Nó không phải là về một bước đột phá duy nhất. Đó là về hiệu quả tích lũy của hàng triệu lựa chọn tốt hơn về nền tảng. các công nghệ liên quan thường rất tầm thường: bộ điều khiển lò tốt hơn, phần mềm truy xuất nguồn gốc vật liệu, các quy trình tháo gỡ được tiêu chuẩn hóa. Những thứ hào nhoáng được báo chí chú ý. Điều này hoàn thành công việc. Và ngay bây giờ, đó là những gì chúng ta cần nhiều hơn.