Table of Contents
الأزمة البيئية المتنامية في الصناعة الإلكترونية
وقد بلغ الطلب العالمي على الأجهزة الإلكترونية مستويات غير مسبوقة، حيث تم شحن أكثر من 5.3 بليون هاتف محمول في عام 2023 وحده، ويحتاج كل جهاز من الهواتف الذكية أو الحاسوب المحمول أو الأجهزة القابلة للارتداء إلى عملية تصنيع معقدة تستخرج من معادن نادرة من الأرض وتستهلك كميات كبيرة من المياه وتعتمد على المواد الكيميائية السامة، ونتيجة لذلك تضاعفت الآثار البيئية: فالنفايات الإلكترونية هي الآن أسرع مجرى للنفايات في الكوكب، حيث تولدت [FL.6]
إن تطوير هذه التقنيات ليس مجرد ضرورة أخلاقية، بل هو ضرورة تجارية، فالمستهلكون والمنظمون يطالبون بصورة متزايدة بالشفافية، كما أن تصميم الاتحاد الأوروبي على تنظيم المنتجات المستدامة والأطر المماثلة في الولايات المتحدة واليابان وكوريا الجنوبية تدفع المصنعين إلى قياس وخفض الأثر البيئي لخطوط الإنتاج، كما أن الشركات التي لا تكيف المخاطر التي تتخلف عن الامتثال والتقاسم السوقي معا، وذلك بإعادة التفكير في كيفية جعل المواد الإلكترونية نهائية.
The Environmental Toll of Conventional Electronics Manufacturing
إن الصناعات التحويلية الإلكترونية التقليدية هي ذات كثافة في الموارد وتولد تلوثا كبيرا في كل مرحلة، ويساعد فهم هذه الآثار على توضيح سبب أهمية التقنيات الإيكولوجية.
استهلاك المياه والاحتفاظ بها
وتستعمل مرافق نسيج الشبهات أو المشابك كميات هائلة من مياه الغطس لتنظيف الشوائب والحمامات الكيميائية، ويمكن للملاذ الواحد أن يستهلك 2 إلى 4 ملايين غالون من المياه في اليوم ، ويصبح معظم هذه المياه ملوثة بالمذيبات والفلزات الثقيلة والأحماض، دون معالجة سليمة، يمكن أن تلحق الضرر بالنظم الإيكولوجية في تايوان.
انبعاثات غازات الدفيئة
وتولد سلسلة الإمداد الإلكترونية مساهماً كبيراً في انبعاثات الكربون العالمية، إذ ينتج إنتاج هاتف ذكي واحد تقريباً 55 كيلوغراماً من مكافئ ثاني أكسيد الكربون ، ويعود ذلك إلى حد كبير إلى عمليات كثيفة الطاقة مثل تركيب الرقائق، وصنع الزجاج، والنقل، ولا تزال العديد من المصانع تعتمد على الطاقة التي تطلق الفحم، ولا سيما في المناطق التي تكون فيها الكهرباء الخفيفة الكربونية أعلى من حيث تعمل بالفلور، والغازات المستخدمة.
الاستخدام الكيميائي السمي والعرض العامل
وتُستخدم مئات المواد الكيميائية الخطرة بصورة روتينية في صناعة الإلكترونيات، وتُستخدم مثبطات اللهب المبرومة، والخامات، والبريليوم في لوحات الدوائر المطبوعة، والمبيعات، والضغائن، ويواجه العمال في المصانع احتمال التعرض لهذه المواد، مما يؤدي إلى مشاكل الجهاز التنفسي المزمنة، وأمراض الجلد، وزيادة مخاطر السرطان، وقد أفادت المجتمعات المحلية القريبة من مراكز التصنيع في الصين والهند والمكسيك عن أمراض أخلاقية أخرى.
النفايات الإلكترونية
ويخلق نموذج " التخلص من النفايات " خطياً حجماً محطماً من النفايات الإلكترونية، ووفقاً لـ [الرصد العالمي للنفايات الإلكترونية 2024 ، فإن أقل من ربع جميع النفايات الإلكترونية يتم جمعها وإعادة تدويرها عبر القنوات المناسبة، أما بقية المواد فتتم تبريدها أو تحرقها أو تضيعها بطريقة غير رسمية
المبادئ الأساسية للتصنيع الإيكولوجي - المتعمد
وللانتقال إلى الإنتاج المستدام، يعتمد المصنعون مجموعة من المبادئ التي تسترشد بها كل قرار من التصميم إلى التخلص.
استخدام المواد المستدامة والمعاد تدويرها
كما أن المصانع غير المتجانسة التي تُحدّد مواد ذات تأثير بيئي منخفض، مثل البلاستيك المعاد تدويره، والبوليمرات الأحيائية، والفلزات المستعادة من النفايات الإلكترونية، مثلاً، تستخدم فيرففون 100 في المائة من المواد الألومنيوم المعاد تدويرها و 90 في المائة من المواد النحاسية المعاد تدويرها .
كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة
ويقلل استهلاك الطاقة في الصناعة التحويلية مباشرة من انبعاثات الكربون، وتطبق العوامل نظم استعادة الحرارة، والإضاءة بالأشعة المميتة، والسيارات المتغيرة السرعة في المضخات والمعجبات، ويزيد من ذلك، أن كثيرا من أكبر شركات التصنيع الإلكتروني في العالم - بما في ذلك شركة TSMC و Samsung و Intel - قد التزموا بتوليد عملياتهم بالطاقة المتجددة بنسبة 100 في المائة في إطار مبادرة RE100.
Waste Reduction and closed-Loop Systems
وتصمم المصانع النفايات عن طريق إنتاج الطحالب، وإعادة التصنيع، وإعادة تدوير الأجهزة المغلقة، وفي نظم الصمامات المغلقة، يتم جمع مواد الخردة من الإنتاج وإعادة تجهيزها وإعادة استخدامها في نفس المصنع، وعلى سبيل المثال، تقوم شركة Dell باستعادة البلاستيك المكشوف من الحواسيب القديمة وتستخدمها لصنع صوامع جديدة وأحذية، وتورد الشركة التي تقوم بإعادة تدويرها المغلقة خفض انبعاثات المواد من الكربون بنسبة 11 في المائة.
الكيمياء الخضراء
(أ) إن البدائل التي تباع على أساس الرصاص قد اعتمدت على نطاق واسع منذ إصدار توجيهات (تقييم المواد الخطرة) (تحقيق المواد الخطرة)، ويشمل المزيد من التقدم عوامل التنظيف القائمة على المياه، والتغطية الخالية من المذيبات، ومثبطات اللهب القائمة على البيئة، وما زالت لائحة الوكالة الأوروبية للمواد الكيميائية التي تقدم الصانعين لإيجاد بدائل أكثر أماناً.
تصميم فترة طويلة وإصلاحها
وربما يكون أقوى مبدأ هو جعل المنتجات التي تدوم، ويشمل التصميم لمدة طويلة استخدام مكونات عالية الجودة، والسماح باستبدال البطاريات، وتوفير تحديثات البرامجيات لمدة سبع سنوات على الأقل، وقد أدى الحق في إعادة الحركة إلى حفز التشريعات في الاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة وعدة ولايات محمولة، مما يتطلب من المصنعين توريد قطع غيار وأدلة لترميم الذاكرة.
التفكير في دورة الحياة: من كرادل إلى كرادلي
إن صناعة الوعى الايكولوجية تمتد إلى ما بعد أرضية المصنع، فهي تتطلب نظرة شاملة عن عمر المنتج بأكمله، تقييم دورة الحياة يصف الآثار البيئية الناجمة عن استخراج المواد الخام من خلال الإنتاج والنقل والاستخدام ونهاية الحياة، ويستخدم المصانع نتائج التحليلات المميتة لتحديد البقع الساخنة وتحديد أولويات التحسينات.
التصميم من الحرف إلى الحرف
وعلى عكس النموذج التقليدي للنموذج، فإن تصميم " الخضراء إلى الخردل " ينوي تدفق المواد في حلقات مأمونة، ومؤداها، والمنتجات مصممة بمغذيات بيولوجية وتقنية: الأجزاء القابلة للتحلل الأحيائي التي تعود بأمان إلى البيئة، والعناصر الاصطناعية التي يمكن إعادة تدويرها بالكامل، ويسترشد هذا النهج باختيار المواد، وطرق التحقق (العمليات الخاصة بالاختراق، وليس النزاهة)، وتسميات الخاصة بكيف.
التصميم لأغراض التفكيك
تصميمات من أجل التفكيك تعني أنه في نهاية حياة المنتج يمكن إعادة التدوير بسهولة فصل المواد الهاتفية الحديثة كما يشاهد فيرفون يمكن فتحها بمفك قياسي
الابتكارات التكنولوجية التي تؤدي إلى الإنتاج المستدام
وتجعل عمليات الانجاز الأخيرة التصنيع الإيكولوجي أكثر جدوى وفعالية من حيث التكلفة.
تصنيع غير مائي
ويعتمد تقليدياً على التنظيف المبتل الذي يستهلك كميات كبيرة من المياه، ويقوم الباحثون في شركات مثل شركة طوكيو إلكترون وبحوث لام بتطوير تكنولوجيات التنظيف الجاف التي تستخدم مواد كيميائية ذات مراحل البخار أو ثاني أكسيد الكربون الفائق الأهمية لتنظيف المواسير دون مياه، وتخفض هذه التقنيات استهلاك المياه بنسبة تصل إلى 90 في المائة وتخفض حجم مياه النفايات الخطرة، وقد قامت هذه المعلومات بتجريب هذه الأساليب في فراغها، حيث أبلغت عن وفورات كبيرة في المياه.
مجالس الدوائر القابلة للتحلل البيولوجي
(ب) إن لوحات الدوائر المطبوعة تُصنع عادة من الألياف المدعمة بالبوكس، والمواد التي لا يمكن التحلل الأحيائي والتي يصعب إعادة تدويرها، وتستخدم خلايا جديدة قابلة للتحلل الأحيائي كحمضيات مثل حمض متعدد التكتلات، مستمدة من ستار الذرة، أو حتى من ميثيليوم (جذور غرف الإرسال)
الاستخبارات الفنية من أجل تحقيق الاستخدام الأمثل للطاقة
(التعلم الآلي) يستخدم في عمليات التصنيع الدقيقة (غوثل) في (غوثل) على سبيل المثال، طور نظاماً للتعلم الآلي يخفض الطاقة المستخدمة لتبريد مراكز بياناته بنسبة 40 في المائة، وتطبق نُهج مماثلة في (فبز) حيث تضبط درجة الحرارة والضغط والتدفقات الكيميائية في الوقت الحقيقي لتقليل الطاقة إلى أقصى حد، بينما تبلغ نسبة المعتمدين المبكرين عن خفض الطاقة بنسبة 10 إلى 20 في المائة في فترات الإنتاج المحددة
الاضطرابات والارتداد
إعادة تدوير الإلكترونيات هي كثيفة العمالة وخطيرة، حيث يجب على العمال معالجة المواد الخطرة، وقد طورت شركات مثل آبل روبوتات مُشوّهة، و"دايزي" و"ديف" يمكن أن تفكك الأيفون بمعدل 200 ساعة، وفرز المكونات لإعادة التدوير، وهذه الروبوتات تتيح استعادة مواد عالية النقاء مثل الكوبالت، والكتيب اليدوي، وأجهزة الاستخلاص النادرة.
أمثلة عالمية حقيقية على الصناعة الإيكولوجية
وتبرهن شركات عديدة بالفعل على أن إنتاج الإلكترونيات المستدامة له مقومات البقاء تجاريا.
فيرفون: نظامي وأخلاقي
فالفندق هو مؤسسة اجتماعية هولندية تنتج الهواتف الذكية بتصميمات مناظرة تماما، ويمكن للمستعملين شراء قطع غيار (البطانة والكاميرا والعرض) وتركيبها بسهولة، وتصدق مصادر الشركة على القصدير والتنتالوم والتنغستن والذهب، وتستخدم البلاستيك المعاد تدويره للفوضى، كما تحتفظ شركة فيرفون بدعم برمجيات طويل، مع تحديثات سوقية صغيرة حتى عام 2028.
وحدة التجميل وإعادة تدويرها وحُيادية الكربون
لقد وضع (آبل) هدفًا لجعل جميع منتجاته محايدة الكربون بحلول عام 2030، وهو يستخدم بالفعل 100% من العناصر الأرضية النادرة المعاد تدويرها في مغناطيسه، وإعادة تدوير القصدير في المبيعات على معظم اللوحات الرئيسية، برنامج إعادة تدوير الشركة يستعيد مواد من أكثر من 10000 طن من الأجهزة سنوياً، ويغذي منتجات جديدة، ويدير أيضاً عملياته العالمية بشأن الطاقة المتجددة ويعمل مع الموردين على التحول إلى الطاقة الشمسية والريحية والهيدرويدوية.
متدفق المواد المُغلقة
وقد قامت شركة ديل بدورات إعادة تدوير البلاستيك المغلق، وهي تجمع الإلكترونيات المستعملة من المستهلكين، وتستخرج البلاستيك، وتخلطها بمحتوى ما بعد الاستهلاك المعاد تدويره، وذلك لإنشاء أجزاء جديدة لخطي أوبتي بليكس واللاتيتيود، وفي عام 2023، أفادت شركة ديل بأنها استخدمت أكثر من 35 مليون جنيه من البلاستيك المغلق الذي أعيد تدويره، كما تصمم نماذج للذاكرة السهلة المنال.
التحديات التي تواجه الطريق إلى سكال
وعلى الرغم من التقدم المحرز، لا تزال هناك عقبات كبيرة قبل أن يصبح التصنيع الإيكولوجي للوعي المعيار الصناعي.
تكلفة المواد المستدامة
ويمكن أن تُكلَّف البلاستيك والمربِّطات الأحيائية المعاد تدويرها أكثر من بوليمرات البترول العتيقة بخمسة أضعاف، فمعدن الأرض من المغناطيسات القديمة أكثر تكلفة لاسترداد الخامات الطازجة من خامات المناجم بسبب عدم كفاءة جمعها وفرزها، وإلى أن تحقق المواد المعاد تدويرها اقتصاد الحجم، فإن العديد من المصنِّعين سيلتزمون بخيارات أرخص وغير مستدامة.
الافتقار إلى معايير الصناعة ومقاييسها
لا يوجد تعريف عالمي لـ "الإلكترونيات المستدامة" توجد معايير مختلفة للعلامات الإيكولوجية المختلفة (البيت، تيكو، الملاك الأزرق) مما يسبب الارتباك للمصنعين والمستهلكين، وبدون بروتوكولات موحدة لتقييم دورة الحياة، من الصعب مقارنة المنتجات أو التحقق من المطالبات، وتبذل جهود للمواءمة من خلال لجنة التجارة الدولية رقم 111 ودليل الإنتاج البيئي للمفوضية الأوروبية، ولكن التقدم بطيء.
تعقيد سلسلة الإمدادات العالمية
وقد يحتوي هاتف ذكي واحد على آلاف المكونات من مئات المورّدين عبر عشرات البلدان، ومن ثم فإن ضمان الشفافية والاستدامة عبر هذه السلسلة المعقدة أمر مروع، إذ أن كثيرا من الصانعين لديهم صورة محدودة خارج نطاق مورديهم المباشرين، كما أن مبادرات مثل تحالف الأعمال التجارية المسؤول ومبادرة التحرر من النزاعات توفر أطرا لمراجعة الحسابات، ولكن الإنفاذ غير متسق، إذ أن الجهات المصنعة الصغيرة والمتوسطة الحجم، لا سيما تفتقر إلى الموارد اللازمة لإدارة متطلبات الاستدامة.
المستهلك
وحتى عندما تكون المنتجات المفرغة للبيئة متاحة، فإن الكثير من المستهلكين يرتبون التكلفة والجديدة على الاستدامة، ويحتاج متوسط دورة استبدال الهواتف الذكية في الولايات المتحدة إلى 2.5 سنة فقط، ويمكن أن تُلبى رسائل التسويق بشأن المحتوى المعاد تدويره بالتشكيل أو عدم البال، ويستلزم نقل ثقافة المستهلكين نحو تقييم قابلية التداول والتصليح تثقيفا أوسع، وربما تدخلات في مجال السياسات مثل درجات التصليح الإلزامية أو الضرائب على البدانوم المخطط له.
دور السياسة العامة والدعوة للمستهلكين
فالتنظيم الحكومي والضغط العام هما دافعان قويان للتغيير.
Extended Producer Responsibility (EPR)
وتشترط قوانين إعادة التأهيل على المصنعين تحمل المسؤولية عن دورة حياة منتجاتهم بأكملها، بما في ذلك جمعها وإعادة تدويرها والتخلص منها، ويضع توجيه الاتحاد الأوروبي بشأن المعدات الكهربائية والإلكترونية أهدافاً وولايات جمعها التي يمول المنتجون خطط إعادة التشغيل، وتنشر قوانين مماثلة إلى كندا وكوريا الجنوبية واليابان، وفي الولايات المتحدة، توجد لدى 25 ولاية قوانين بشأن النفايات الإلكترونية، وإن كانت تتفاوت على نطاق واسع.
الحق في إصلاح التشريعات
وقد اكتسب الحق في إعادة الترميم زخماً كبيراً، حيث أصدرت نيويورك قانون الإصلاح الرقمي المنصف في عام 2022؛ واعتمد الاتحاد الأوروبي في عام 2023 تشريعاً يقضي بقطع غيار للهواتف الذكية والأقراص التي ستتاح لمدة سبع سنوات على الأقل، والبطاريات لمدة خمس سنوات، وتجبر هذه القوانين الجهات المصنعة على إطلاق الأدوات والتشخيصات وأرقام الأجزاء، مما يجعل عمليات الإصلاح متاحة للمحلات والمستهلكين المستقلين تحافظين على ذلك.
Eco-Labeling and Consumer Transparency
وتساعد العلامات الإيكولوجية مثل مقياس التكتل التجاري وشبكة تبادل البيانات الإلكترونية المستهلكين على تحديد المنتجات التي تستوفي المعايير البيئية الصارمة، على سبيل المثال، تقييم المنتجات المتعلقة بكفاءة الطاقة، وخفض المواد السامة، واختيار المواد، وإدارة نهاية العمر، وتسمح قواعد البيانات العامة والأجهزة الهاتفية الذكية الآن للمتسوقين بمسح رمز المنتج ورؤية سجله في مجال التصليح، وتركيب الكربون، واستدامة المحتوى المعاد تدويره.
الاتجاهات المستقبلية: نحو صناعة إلكترونية من التعميم
وفي المستقبل، فإن أكثر الطرق واعدة هو الانتقال من صناعة إلكترونية إلى صناعة إلكترونية شاملة، وفي نموذج دائري، تُبقي المواد في استخدامها على أعلى مستوى من خلال إعادة الاستخدام وإعادة التصنيع وإعادة التدوير، وهذا يتطلب التعاون عبر سلسلة القيمة، من المصممين إلى المشغلين، والتحول في نماذج الأعمال التجارية بعيدا عن بيع الأجهزة إلى تقديم برامج استرداد المنتجات في مرحلة ما بعد الخدمة.
ومن شأن الابتكارات مثل مواد التعافي الذاتي والبطاريات القائمة على أساس بيولوجي والالكترونيات المطبوعة أن تزيد من الحد من البصمة البيئية، وتجري البحوث في فطائرات نصف موصل تعمل بالطاقة الهيدروجينية، واستخدام سلسلة السلاسل من أجل تعقب سلسلة الإمدادات، وسيكون التعاون الدولي بشأن معايير إعادة التدوير (مثل سلسلة IEC 62472) ضروريا، وتستدعي توقعات البيئة العالمية للأمم المتحدة تخفيضاً بنسبة 50 في المائة في إنتاج الموارد.
خاتمة
إن تطوير تقنيات التصنيع الايكولوجي للالكترونيات لم يعد اختياريا، بل هو ضرورة ملحة، فالتركة البيئية للصناعة - النفايات السمية، وانبعاثات الكربون، واستنفاد المياه - لا يمكن الاستمرار بها، إذ أن إنتاج المواد المستدامة، والطاقة المتجددة، والكيمياء الخضراء، وتصميم التعميمات، يمكن أن يقلل بشكل كبير من تأثيرها في حين يبني الميزة التنافسية، ويحتاج إلى الابتكار، ودعم السياسات، ومشاركة المستهلكين.