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2014年7月26日 星期六

環保543-生態文明、循環經濟、綠色生產與雲端/大數據

生態文明

人類文明的發展歷程:

史前漁獵/石器時代

農牧,開始人與天爭地,敬天

工業革命之後的工業文明:人定勝天、工程改造自然環境


現代文明的九大空前危機(鄭先祐 台南大學 環境與生態學院)
1. 人口量與密度,都是空前的最大。
2. 每個人平均每年的耗能量與耗物質量,是空前的大。
3. 人類手上握有的科技力量,是空前的強大。特別是軍事武器。
4. 因享用科技所產生的廢棄物與污染,是空前的大量及多樣。
5. 平均每個人能享用的農地,是空前的小
6. 氣候異常、溫室效應、臭氧層破洞、......等全球大氣危機。
7. 地球生命遭受全面性滅絕的摧殘,全球維生體系衰危。
8. 當前的政治與經濟體制,加速生態環境的惡質化。
9. 社會快速變遷與複雜化,知識爆炸,學者專家愈來愈無能,與現實脫節,大眾則是無奈。

 

工業革命之後的反思-生態文明(左岸創造出來的構念)

生態文明,不同於傳統意義上的污染控制和生態恢復,而是是想超越工業文明建立在資源擴張型的發展模式,探索出環境友好型的發展道路。

 

然而搭配顧志奈曲線來看
 
 
 
 
 


其實都要走過那段走火入魔(追求經濟成長、犧牲環境品質)的階段,方能覺醒

至於How?是個大災+大哉問。

 

循環經濟
理念是師法自然生態體系的循環:落葉歸根,物質與能量不斷在不同物種所組成的生態進行分級利用與循環,過程當中沒有所謂無用廢棄物。

以上觀念套用到工業生產中,就是讓原本from cradle to grave 的開採資源、生產製造到使用後廢棄(take =>make =>dispose)無法永續與平衡的單向觀念,轉換為再利用reuse與再生循環recyclefrom cradle to cradle。循環再利用與從搖籃到搖籃,例子有大家日常使用的鐵罐、鋁罐、玻璃與回收再生紙張。

理念與作法包含

1.廢棄物資源化(Waste is Food)
就生產的角度,會著重在4RReduce-減少能資源的耗用與浪費(其實就是精實生產lean production)Reuse-剩餘物料重複再用,Recycle-產品回收循環再造,Replace-以環保材料替代非環保材料

2.使用再生能源(renewable energy)
以減少溫室氣體的排放,有些更具環保抱負的企業,除了碳足跡與水足跡盤查,甚至規劃藉由使用再生能源或向外購買碳排放權等方案,企圖達成產品製造過程,沒有產生碳足跡於達成碳中立的目標。

3.產品與製程的模塊化,通用性和適應性(Modularity, versatility and adaptiveness
重新界定與設計產品,讓產品在面對不確定的和快速變化的世界與市場供需的情境下,具備更長的生命週期也降低對於環境的衝擊與影響。例如荷蘭設計師Dave Hakkens提出了Phonebloks的概念,將手機眾多功能化成一塊塊類似樂高積木的模組化組件,使用者可選擇所需的功能組件,打造出一台適合自身需求或隨著使用情境調整配件的手機。

4.看整體系統的思維(Systems thinking)
就單一公司或產品的生產製造,減少能資源耗用與廢棄物的產出有其極限,然而如果看整個上下游系統或不同生產機制間的合作或互補,則甲公司的廢棄物很可能可以作為乙公司的原物料,例如國外有機農場,採取生物工程的模式,將農場結合漁業養殖:循環水池養魚=>養魚廢水則可作為肥料灌溉種植有機蔬菜,兩個原本各自產生污染的體系,經結合後反而互補完美搭配。

5.逆物流
以往大家談的產業供應鏈價值曲線,多半引用施振榮董事長提出的微笑曲線,中間的代工製造思考:如何往左-研發端或往右-通路端延伸,以提高附加價值;然而就from cradle to cradle與循環經濟的概念而言,其實逆物流:協助客戶回收或升級這些應該要報廢的3C產品,以及建構這些廢棄產品的再生機制,更是有待開發的商機與國際間供應鍊管理的熱門議題。

 

 

 

綠色生產

就綠色與清潔生產而言,除了將4R(Reduce-減少能資源的耗用與浪費,Reuse-剩餘物料重複再用,Recycle-產品回收循環再造,Replace-以環保材料替代非環保材料)實際落實用到生產製程的各步驟與環節當中;有越來越多的工廠,在設計、建築與運作上,即導入各項能源與環境設計指標(Leadership in Energy and Environmental DesignLEED)與申請綠建築的標章,例如全球最高大樓之一的台北101大樓即已獲得LEED現有建築物中的白金認證。國內經濟部工業局亦制定綠色工廠標章頒發給廠房取得綠建築標章、製程通過清潔生產評估系統符合性判定的工廠。

對於企業自身而言,綠色生產除能夠提升自身競爭力外,推行導入綠色生產體系,更有助於突破國際間環保訴求的貿易障礙,如禁用化學物資(Rohs, Reech)與廢器產品回收等要求規範,甚至掌握各國政府綠色採購(環保節能標章、碳足跡標籤)的商機。

日前行政院規劃,未來一年將要求國內工商業用電大戶以節電百分之一為目標,有心專注於提升能源使用效率與降低污染排放的企業,依據管理系統持續改善的精神,其單位產品每年減少的用電量或碳排放量的目標大約在3-5%左右 (備註:3-5%的數值是個人經驗推估與採想(產能越大,總耗電量越高,但單位產品用電量會越低=>觀念等同於固定成本與變動成本);節電目標應該是要看單位產品的耗電量,而非總用電量(否則景氣好、產量大,節電目標絕對不會達成))

除了發揮創意在各項產品與製程環節4R的持續改善與廠房規劃建造時納入節能、節水、應用再生能源與週遭生態考量的綠建築規範外,眼光與格局更高的企業主,更期許廠房建築能更傳達出公司經營理念,融入當地自然環境與人文社區,打破工廠和社區之間、企業與社會間的界限分際,拉近員工的家人、社區的居民與公司企業之間的距離,也讓公司工廠在假日夜間成為員工與社區局民的一部份生活空間(http://eshmanager.blogspot.tw/2014/03/2014.html)。

 

 

如何運用雲端與大數據來促進環保節能 

從資訊產業的演進來看,在摩爾定律的驅動下,微處理器的性能每隔18個月提高一倍,而銷售價格下降為一半;雲端運算對於使用服務的廠家或是個人而言,是由雲端的伺服器取代原先散佈在個人與公司行號的PC或伺服器;個人使用設備可以短小輕薄,硬體速度、硬碟容量、安裝軟體都可以減少;終端電腦的設備減少,運算減少,使用電力也跟著降低,產生的碳足跡也會減少,對於整體資訊產業對於環境的衝擊與影響而言,更加環保。

而以往從循環經濟與綠色生產談環保,其思維往往侷限於生產製造供給(supply side)的角度,就整體經濟活動來看,生產供給和消費需求是一體的兩面,無法切割也不應該切割分開談;從消費端(demand side)來看,消費者的需求需要被關注與滿足,更彈性與周延的規產品與服務滿足消費者、延長產品的生命週期,就是對於環境友善的營運模式,例如前面提到的Dave Hakkens,提出了Phonebloks的概念。

如何運用物聯網協助消費者更有效管理家電與節能,是目前國際大廠聚焦的熱門重點,例如Cisco推出「家庭能源控制器(Home Energy ControllerHEC)」與「能源管理服務平台」的「家庭能源管理解決方案(Home Energy Management SolutionHEMS)」,作為進入家庭節能市場的第一步。HEC如同家庭中的監控中心,除了可以在螢幕上即時顯示家中用電的即時狀態資訊外,使用者透過觸控面板的HEC還可以對連線的家電產品進行操控,決定是否關閉或調整特定家電來節省電力消耗。

有了以上物聯網的基礎架構後,再將各項家電裝置的運作狀況回饋到雲端伺服器,搭配大數據的趨勢與能源使用型態(pattern)分析,可以在國家或區域的宏觀層次,協助平衡電網負荷進而提升能源應用效率與節能,甚至做為防災、應變與居家醫療照護的參考依據。

 

 

參考文章

從「雲端」真的節能嗎?

雲端運算該如何形成節能產業

(Big) Data Mining 觀念入門
http://eshmanager.blogspot.tw/2013/09/data-mining.html




勇敢邁向綠色成長
http://udn.com/NEWS/FINANCE/FIN1/8809235.shtml

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