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工业工程师对事物解构的版本称为生命周期评估(LCA),这是一种方法,使我们能够系统地将任何制成品分解为其组成部分及其附属工业过程,并以近乎外科手术般的精确度测量它们从生产开始到最终处置对自然的影响。
LCA 的开端很平凡;最早的此类研究之一是可口可乐公司在 1960 年代委托进行的,目的是确定塑料瓶和玻璃瓶的相对优点,并量化回收利用的好处。该方法慢慢扩展到其他工业问题;到现在,一大批拥有国家或国际品牌的公司已经在产品设计或制造过程中部署了该方法,许多政府也使用 LCA 来监管这些行业。
生命周期评估是由物理学家、化学工程师和工业工程师组成的松散联盟创建的,他们记录了制造的细节——使用了哪些材料和多少能源,产生了哪些类型的污染和排出的毒素,以及在非常长的链条中的每个基本单元中的数量。在那本晦涩的文本中,《战车的谜语》列出了一些组件;如今,迷你 Cooper 的 LCA 分解为数千个组件——例如调节电气系统的电子模块。这些电子模块像战车一样分解成主要部件——印刷线路板、各种电缆、塑料和金属;通向这些部件中每一个的链条反过来又导致提取、制造、运输等等的轨迹。这些模块运行仪表板系统,调节散热器风扇、雨刮器、灯和点火装置,并管理发动机——对于这些部件中的每一个,分析都可以延伸到一千个或更多个独立的工业过程。总的来说,这辆小型车的 LCA 包含数十万个不同的单元。
我在这个领域的向导是哈佛大学公共卫生学院的工业生态学家格雷戈里·诺里斯。诺里斯拥有麻省理工学院的机械工程学位和普渡大学的航空航天工程学位,并在空军担任宇航工程师多年,帮助建造更好的太空结构,拥有无可挑剔的资历。但他欣然承认,“对于 LCA,你不需要成为火箭科学家——我知道,我曾经是。这主要是数据跟踪。
这种细致的分析产生了汽车生命周期(从制造到报废汽车)有害影响的指标,包括原材料消耗;能源和水资源耗尽;产生的光化学臭氧;对全球变暖的贡献;空气和水毒性;以及有害废物的产生——仅举几例。 LCA 表明,例如,就全球变暖排放物而言,汽车生命周期中的一切,从制造到报废,都比不上行驶时的排放。
当诺里斯带我了解玻璃包装(如用于果酱或意大利面酱的玻璃包装)的生命周期评估时,我们最终陷入了看似无休止的材料、运输和能源需求的迷宫般的相互依存的联系中。制造果酱瓶(或任何玻璃容器中的东西)需要从数十家供应商处采购原料——包括硅砂、苛性钠、石灰石和各种无机化学品,仅举几例——以及天然气和电力等燃料供应商的服务。每个供应商都从数十家自己的供应商处采购或以其他方式利用。
自古罗马时代以来,玻璃制造的基本原理几乎没有改变。如今,天然气动力熔炉在高达 2,000 华氏度的温度下燃烧 24 小时,将沙子熔化成玻璃,用于窗户、容器或手机上的显示器。但这远不止于此。一张显示制造玻璃罐的 13 个最重要工艺的图表揭示了一个将 1,959 个不同的“单元工艺”缝合在一起的系统。链条上的每个单元工艺本身都代表着无数个附属工艺的集合,而这些工艺本身又是数百个其他工艺的结果,这可能显得无穷无尽。
我向诺里斯询问了一些细节。“例如,让我们追溯苛性钠的生产。这需要投入氯化钠、石灰石、液氨、各种燃料和电力,以及将这些投入物运送到现场。氯化钠的生产反过来又涉及采矿和用水,以及材料、设备、能源和运输的投入。”
诺里斯说,因为“一切都与一切相连”,“我们需要以一种新的方式思考”。
另一个见解:玻璃罐的供应链可能由看似无休止的环节组成,但这些环节最终会回溯到较早的环节。正如诺里斯解释的那样,“如果你超出玻璃罐供应链中的总共 1,959 个环节,你就会循环到重复——链条永远延伸下去,但却是渐近的。”
诺里斯给出了这样一个重复循环的简单例子。“制造钢铁需要电力,而制造和维护发电厂需要钢铁,”他解释说。“你可以真诚地说,这条链条永远延伸下去——但同样真实的是,随着你向后追溯得越来越远,上游过程的额外影响也越来越小。”
制造一个玻璃罐需要在供应链上游的某个地方使用数百种物质,每种物质都有其自身的影响概况。沿途大约有 100 种物质释放到水中,大约 50 种物质释放到土壤中。在排放到空气中的 220 种不同类型的排放物中,例如,玻璃工厂的苛性钠占玻璃罐对健康潜在危害的 3%,以及对其生态系统危害的 6%。
另一个生态系统威胁,占玻璃制造负面影响的 16%,来自熔炉的能源。专门针对气候变化的负面影响中有 20% 归因于玻璃工厂发电。总的来说,制造玻璃罐导致全球变暖的排放物中,一半发生在玻璃工厂,另一半发生在供应链的其他环节。从玻璃工厂排放到空气中的化学物质清单包括相对高浓度的二氧化碳和氮氧化物,以及痕量的重金属,如镉和铅。
当您分析制造一公斤包装玻璃所需的材料清单时,您会得到一份在生产的各个阶段使用的 659 种不同成分的清单。这些成分包括铬、银和金,到氪气和异氰酸等奇异化学物质,再到乙烷的八种不同分子结构。
细节令人应接不暇。“这就是为什么我们使用影响评估,我们可以将所有这些总结为几个信息丰富的指标,”诺里斯说。例如,如果您想知道
玻璃制造中涉及哪些致癌物,LCA 会告诉您,主要的罪魁祸首是芳香烃,最著名的是 VOC,即挥发性有机化合物,它们使新油漆或乙烯基浴帘的气味成为令人担忧的问题。对于玻璃制造,这些化合物约占该过程致癌影响的 70%。
然而,这些都没有直接从工厂的玻璃制造过程中释放出来;它们都位于供应链的其他地方。玻璃罐 LCA 中的每个分析单元都为分析影响提供了一个点。深入研究 LCA 后发现,8% 的致癌影响来自与工厂建设和维护相关的挥发性有机化合物的释放,16% 来自生产工厂用于加热熔炉的天然气,31% 来自制造 HDPE,即用于包装玻璃运输的高密度聚乙烯塑料。
这是否意味着我们应该停止使用玻璃罐来装食品?当然不是。与某些塑料不同,玻璃不会将可疑化学物质浸入液体中,并且可以无限回收利用。
但当诺里斯带我浏览玻璃罐 LCA 的重点时,我突然意识到:这一切都是为了一个回收率达到 60% 的玻璃罐。
我问诺里斯,这 60% 的回收率到底有什么好处?首先,他回答说,回收成分替代的新玻璃量大约节省了相同比例的原材料开采、加工和运输。“当然,你仍然需要处理和运输消费后玻璃,但玻璃回收的净影响仍然是有益的,”他向我保证,并补充了一个例子:“每回收 28% 的成分,每吨玻璃可节省 500 加仑的水,并避免向大气排放 20 磅的二氧化碳。”
然而,尽管进行了回收,所有其他影响仍然存在。这改变了我们对“绿色”的看法,从看似二元判断——绿色或非绿色——转变为一个更加精细的区别领域,每个区别都显示出在无数维度上相对更好或更差的影响。我们以前从未掌握过这种方法,可以跟踪、组织和展示从提取和制造商品到使用再到处置的所有步骤之间复杂的相互关系——并总结每个步骤对生态系统的重要性,无论是在环境中还是在我们的身体中。
诚然,走向绿色的每一步小步都有帮助。但我们对一切绿色事物的狂热代表了一个过渡阶段,这是对生态影响意识的觉醒,但缺乏精确性、理解的深度和清晰度。许多被吹捧为“绿色”的东西实际上代表着幻想或简单的炒作。仅仅凭借产品的一两个优点就将其定义为绿色的日子已经过去了。仅凭单一属性就吹捧产品为绿色——而忽略了许多负面影响——就如同魔术师的障眼法。
考虑一项针对从大型商店货架上挑选出的 1000 多种不同产品的 1753 项环境声明的研究。例如,一些纸张品牌专注于一组狭隘的特性,例如具有一些再生纤维成分或无氯漂白,而忽略了造纸厂的其他重大环境问题,例如纸浆是否来自可持续林业,或者大量使用的水是否在返回河流之前得到适当净化。或者还有办公室打印机,它宣称自己的能源效率,但忽略了它对室内空气质量的影响,或者它与再生打印机墨盒或再生纸的不兼容性。换句话说,它的设计并非从摇篮到坟墓都是绿色的,而只是为了解决一个单一的问题而设计的。
可以肯定的是,存在相对有益的产品、建筑材料和能源。我们可以购买不含磷酸盐的洗涤剂,安装散发毒素较少的地毯或可持续竹地板,或者注册主要来自风能、太阳能或其他可再生能源的能源。所有这些都可以让我们感觉自己做出了有益的决定。
但是,这些绿色的选择,尽管有帮助,但常常让我们更容易忽视我们现在认为的“绿色”只是一个微不足道的开始,是所有制成品的无数不幸影响中的一小部分美好。今天的绿色标准在明天看来将是生态近视。
“很少有绿色产品经过系统评估,以了解它们实际上能带来多少好处,”格雷戈里·诺里斯说。“首先你必须进行 LCA,但这很少见。”他补充说,任何类型的数千种产品都经过了这些严格的影响评估,“但这只是一小部分——数百万种产品正在销售。此外,消费者没有意识到工业过程是多么相互关联,”更不用说它们无数的后果了。
“绿色产品的门槛太低了,”诺里斯总结道。我们目前对“绿色”单一维度的关注忽略了即使是最看似有益的物品也伴随而来的众多不利影响。正如对几乎所有事物的生命周期评估所表明的那样,几乎所有制成品都与至少痕量的某种环境毒素有关,这些毒素隐藏在工业供应链的广阔深处。一切制成品都有无数的后果;孤立地关注一个问题会使所有其他后果保持不变。
正如一位工业生态学家吐露的那样,“不应该使用‘生态友好’这个词。任何制成品都只是相对而言的。”
价值链概念忽略了工业的这种阴暗面,价值链概念衡量了产品生命周期中从提取材料和制造到分销的每个步骤如何增加其价值。但价值链的概念遗漏了等式的关键部分:虽然它跟踪了每一步增加的价值,但它忽略了负面影响减去的价值。通过产品的生命周期评估的视角来看,同一条链条跟踪了产品的生态负面影响,量化了其在每个环节的环境和公共健康负面影响。这种洞察公司或产品的负面生态足迹的窗口可以称为“贬值链”。
此类信息具有战略重要性。LCA 中的每一个负值都提供了升级和改进项目整体生态影响的潜力。评估产品价值链中的优点和缺点为商业决策提供了衡量标准,这将提高优点并减少缺点。
在当今每个行业的主要参与者以及越来越多的消费者都在呼吁绿色的时代,我们应该很好地理解改善整个供应链和产品生命周期影响的意义。绿色是一个过程,而不是一种状态——我们需要将“绿色”视为一个动词,而不是一个形容词。这种语义转变可能有助于我们更好地关注绿色化。
版权所有 © 2009 丹尼尔·戈尔曼
摘自丹尼尔·戈尔曼的著作 ECOLOGICAL INTELLIGENCE,由 Broadway Books 出版,The Crown Publishing Group 的一个分支机构,Random House, Inc.,纽约出版。经许可转载。