新技术制造业需综合考虑环境成本

来源：科技日报 发布日期：2012年05月17日

科技日报讯 据物理学家组织网近日报道，麻省理工学院的环保制造业研究小组经过十多年对传统制造业和新兴技术制造业的研究，跟踪它们在整个寿命周期中对环境产生的影响，计算了从原料开采、制造过程的电力供应、制成产品，到最后大规模使用所产生的环境成本，并提出结论认为，新兴技术制造业要综合考虑环境成本和规模效益，才能为促进就业、改善环境带来更多机会。

传统制造业包括混凝土、钢铁、木材加工、汽车制造等；先进制造业包括半导体、光伏、纳米材料等。比如碳纳米管具有超常的光电和机械性能，“在实验室，大多数碳纳米管研究都前景光明。”领导该研究的蒂姆·古托斯基说，“但研究人员还要考虑一下生产规模：该技术能不能被广泛采用？大规模生产这种材料需要多少能源？”

2010年，研究小组利用莱斯大学研究公布的纳米管生产过程数据，包括流动速率、温度与压力范围等，估算了每一步生产过程所需的最小能量。“我们发现，从能量需求角度，碳纳米管是地球上能源最密集型材料之一，处在黄金或铂金的范围。”古托斯基解释说，由于碳纳米管产量较低，这种能源密集型生产会带来很大价值。

他们的研究还显示，新技术制造业如半导体、太阳能电池的生产过程，其效率比传统制造业如打孔、汽车轮胎等低得多；一些先进工艺如蒸发沉淀、蚀刻等，制造每单位材料所需的能量也比老工艺如浇铸、机械加工等更多；新材料制造相对产量较低，在规模上也远远小于钢铁等传统材料。

在生产过程中，新技术制造业通常需要更多步骤，不能直接获得产品。比如在工作间制造一批微芯片，需要用一种气体通过房间，以保证下一批的纯净，这一步骤包含大量能耗，会大大增加能量成本。“但这是暗含的部分，让我们很难给生产能耗或材料准确定价。”

此外，评价一种产品的总体环境影响还必须看它的“使用阶段”，即消费者怎样使用该产品。比如制造太阳能电池要大量能源，但使用时它本身也包含着大量能源。考虑产品的整个寿命阶段，效益可能会超过成本。

古托斯基还指出，评价传统制造业比较容易，这些行业的信息容易取得；但要计算新技术行业的环境成本就很难，一方面它们尚未达到大规模生产的临界点，另一方面这些领域能获得的数据并不多，许多信息还比较保密。

剑桥大学高级讲师朱利安·奥尔伍德表示，当一些研究宣称，某个新方向可能对环境有利时，我们需要更全面地看待它，否则可能轻率地作出错误决策，让整个环境变得更糟。古托斯基用来评价制造业的环境影响的方法是一种温和的“怀疑论”，但其中包含着大量的细节研究。（常丽君）