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如今，大量漂浮在海洋中的塑料廢品威脅著海洋棲息地。來自西門子中央研究院的研究人員正在為回收再利用這些廢品尋找解決方案。他們的主要挑戰(zhàn)是如何將構(gòu)想轉(zhuǎn)化為前景良好的商業(yè)模式。

長(zhǎng)期以來，人們對(duì)塑料廢品的態(tài)度是“眼不見，心不煩”。在沒有廢物回收系統(tǒng)或有效的廢物處理服務(wù)的國(guó)家，人們隨手把塑料垃圾扔在野外仍然是很常見的事情。雨水將這些塑料垃圾沖刷到河流中，然后從河流匯入大海。由于塑料幾乎無法自然降解，所以垃圾的累計(jì)數(shù)量在持續(xù)增加。據(jù)美國(guó)海洋保育協(xié)會(huì)和麥肯錫公司估計(jì)，目前全球海洋中漂浮著1.5億噸塑料，且在以每年800萬噸的速度增加。這不僅污染了沿海地區(qū)，而且也對(duì)海洋生物構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。例如，許多海龜和海豹被廢舊漁網(wǎng)困住，信天翁等海鳥因食用塑料漂浮物而死亡，這樣的例子數(shù)不勝數(shù)。人類自然也受到波及，塑料分解時(shí)會(huì)形成一種“微塑料”顆粒，而這些顆粒正在越來越多地進(jìn)入人類的食物鏈。所以說，塑料垃圾已經(jīng)造成了全球性的悲劇。

水母、塑料袋、氣球……這些對(duì)饑餓的海龜來說都像食物。

尋找商業(yè)模式

近幾年來，不少初創(chuàng)公司和非政府組織都提出過清除海洋塑料垃圾的構(gòu)想，并試圖進(jìn)行回收利用。目前有各種各樣的垃圾收集器原型，比如可以網(wǎng)撈垃圾的雙體船。過去五年間，一個(gè)名為“海洋清理”的荷蘭眾籌項(xiàng)目開發(fā)了一種大型海洋屏障，可以利用洋流來阻擋并收集漂浮垃圾。還有一種海洋垃圾收集系統(tǒng)，船只定期收集垃圾并運(yùn)送到陸地上進(jìn)行回收。雖然這些構(gòu)想看起來都十分可行，但目前還沒有一種商業(yè)模式能夠在中期內(nèi)盈利，因此也無法自給自足。

有鑒于此，三名來自西門子中央研究院的研究人員：Ingo Bernsdorf, Florian Ansgar Jaeger和Felix Fischer成立了項(xiàng)目小組，研究西門子在治理全球塑料垃圾污染方面可以發(fā)揮的作用。項(xiàng)目小組口號(hào)確定為“我們的使命是清潔海洋”。在過去18個(gè)月里，這個(gè)項(xiàng)目一直由西門子內(nèi)部眾籌項(xiàng)目Quickstarter資助。Quickstarter的存在使各種奇思妙想能夠在公司內(nèi)迅速實(shí)施。

Felix Fischer介紹道：“首先，我們對(duì)全球廢品收集與回收技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了整體分析，并調(diào)研了回收塑料的潛在市場(chǎng)。”

運(yùn)動(dòng)裝備制造商阿迪達(dá)斯已經(jīng)在利用從海洋中回收的塑料廢品，它也是少數(shù)幾家將可持續(xù)性納入商業(yè)模式的企業(yè)之一。例如，阿迪達(dá)斯在2017年售出大約100萬雙Parley系列運(yùn)動(dòng)鞋，2018年銷量預(yù)計(jì)將達(dá)到500萬雙。據(jù)阿迪達(dá)斯介紹，每雙Parley運(yùn)動(dòng)鞋都可以防止大約11個(gè)塑料瓶進(jìn)入海洋，因?yàn)檫@些瓶子被及時(shí)回收，用于鞋子的生產(chǎn)。然而，這個(gè)例子仍不能掩蓋一個(gè)事實(shí)，那就是我們距離商業(yè)化的垃圾收集技術(shù)以及完善的海洋垃圾處理流程仍然有很長(zhǎng)的路要走。

阿迪達(dá)斯稱，每雙parley運(yùn)動(dòng)鞋都可以防止大約11個(gè)塑料瓶進(jìn)入全球海洋。

探查、收集、回收再利用

Bernsdorf表示：“通過仔細(xì)研究，我們最終確定了三個(gè)發(fā)展方向——海上塑料廢品的探查、收集以及回收再利用。”他補(bǔ)充到，西門子目前擁有的一系列技術(shù)都可能應(yīng)用到海洋廢品的回收再利用中，應(yīng)該會(huì)對(duì)此很感興趣。他說：“我們正在從容器著手來構(gòu)思解決方案，不可回收的塑料廢品將在容器內(nèi)焚燒，氣化爐和渦輪機(jī)進(jìn)而將其轉(zhuǎn)化為電能。”這種容器可以在東南亞的島嶼上使用，那里由于缺乏回收系統(tǒng)已導(dǎo)致大量塑料進(jìn)入海洋。

來自西門子中央研究院的Felix Fischer，F(xiàn)lorian Ansgar Jäger 和 Ingo Bernsdorf（從左至右）正在研究海洋廢品的探查、收集與回收再利用。

并且，東南亞島嶼通常用柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電，導(dǎo)致其十分依賴于進(jìn)口燃料。Jaeger補(bǔ)充道：“憑借西門子的現(xiàn)有技術(shù)可以輕易制造出這樣的容器。我們的解決方案也將促進(jìn)分布式發(fā)電，這在未來將愈發(fā)重要。”東南亞島嶼上面的居民既可以利用大量被沖到岸上的垃圾，也可以利用他們自己的生活垃圾。

浮物處理設(shè)施

然而，能真正解決塑料問題的方法是收集漂浮在公海上的大量垃圾。因此，項(xiàng)目小組攜手西門子數(shù)字工廠業(yè)務(wù)的Paul Cleverley，并與一家德國(guó)造船公司的專家合作，共同開發(fā)一種特殊的船只，它不僅可以收集海上廢棄物，還可以對(duì)其進(jìn)行回收再利用。例如，這種船只可以預(yù)先分揀塑料，并將一小部分不可回收的廢品直接轉(zhuǎn)化為能源；剩余部分則通過熱解（加熱）轉(zhuǎn)化為油，作為燃料供應(yīng)給其他船只。Fischer說道：“雖然沒有人知道這個(gè)系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)，但這個(gè)想法很有前景。”日前，在與維也納西門子發(fā)電與天然氣業(yè)務(wù)的同事們進(jìn)行交流時(shí)，專家們還進(jìn)一步討論了利用塑料廢品進(jìn)行能源生產(chǎn)或淡化海水的多種可能性。

專家們討論利用塑料廢品進(jìn)行能源生產(chǎn)或淡化海水的多種可能性。

受洋流方向和垃圾密度的影響，垃圾容易在不同的海域聚集。因此，船舶或其他廢品收集方案需要配備探查系統(tǒng)，比如使用無人機(jī)來定位廢品高度集中的區(qū)域。這種無人機(jī)必須具有高清攝像頭和傳感器，并通過數(shù)據(jù)接口與整套系統(tǒng)相連。Fischer稱：“西門子的MindSphere 云平臺(tái)為我們提供了高性能的解決方案，它可以把探查、收集和回收再利用這三個(gè)復(fù)雜的環(huán)節(jié)連接起來。”

事實(shí)上，現(xiàn)在已經(jīng)有一個(gè)小的應(yīng)用即將落地。這三名研究人員正在和西門子房地資產(chǎn)管理集團(tuán)合作，該部門負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)西門子在德國(guó)的一個(gè)員工餐廳，他們計(jì)劃利用海洋塑料廢品制做水杯。這雖然只是一小步，但我們相信“千里之行，始于足下”。