可持续发展正在迅速成为行动的真正驱动力，而不仅仅是一个旨在促进公共关系的话题。
认真对待可持续发展的公司需要围绕减少排放、最大限度地减少浪费和/或使用更少的资源制定可衡量的目标，以及改善运营、帮助客户甚至寻找新业务目标的战略。为了实现这些目标并实施这些战略，制造公司在很大程度上发挥其核心优势——制造——这意味着他们在很大程度上测试新的可持续原材料和替代制造工艺。在这些方法中，循环经济理念所体现的废物回收利用引起了人们的极大兴趣。
如今，我们的全球经济本质上基本上是线性的——产品是由原料制成的，然后在产品使用寿命结束后大部分被丢弃。全球经济每年产生超过 20 亿吨的城市固体废物、超过 10 亿吨的食物垃圾以及约 4 亿吨的塑料和纺织废物，其中只有一小部分被回收，通常被转化为低价值产品。由于过多的废物对当地生态系统造成严重破坏，近年来引起了越来越多的审查，导致全球范围内的监管变化，包括中国和泰国等国家全面禁止废物进口。与此同时，这一主题的国际合作也在不断增加，从中国和欧盟最近签署的共同发展循环经济实践和政策的谅解备忘录中可以看出。
Lux 将循环经济定义为一种可以将废物转化为原始质量原料或比现有废物转化技术价值更高的产品的经济。不幸的是，大多数将废物转化为材料前体的技术仍处于早期阶段。在我们的工作过程中，Lux 发现了新兴数字技术的重要但未被重视的作用，这些技术有能力加速这些循环技术的采用。新兴数字技术有潜力释放现有方法的全部价值，甚至为循环带来全新的机会。在这里，我们讨论新兴数字技术如何以几种不同的方式实现循环经济：
1.克服原材料收集和回收的物流障碍
在当今的全球经济中，生产和消费遍布世界各地。多年来，供应链已经变得非常僵化和单向；他们可以将原材料从几个原产地运输到几个生产点，然后从那里运输到世界各地的消费者。不幸的是，这也意味着同样的供应链在收集实现循环经济的关键原材料——废物时面临着重大挑战。
最后一英里交付技术可以帮助克服其中一些挑战。虽然最初开发这些技术是为了帮助将包裹运送到最终目的地，但许多公司已经重新配置这些技术来解决其他用例，这表明使用它们来收集废物可能并不困难。虽然最后一英里交付技术在现有供应链网络的边界内运行，但较新的技术有望在这些边界之外运行。或者，我们可以将生产带到废物产生的地方。现在有几个关键驱动因素正在推动公司采用分散式生产相关技术，例如盒子工厂（FIAB）。
2.优质原料分选及回收产品质量追踪
建立循环经济的主要挑战之一是不同地区关于混合废物和回收的不同法规。这使得对废物进行分类并确保原材料和成品符合质量标准变得具有挑战性。高光谱和多光谱成像等新的创新技术可以捕获超出视觉极限的电磁光谱，可以帮助对废物原料进行质量控制。 RxAll 等公司也使用这些成像技术作为产品跟踪和认证的手段，这表明类似的技术与少量示踪分子相结合可以提供一种强大的方法来跟踪原料以及回收产品的来源和质量。机器人技术在废物分类方面也可以发挥重要作用，ZenRobotics 就是这样，它使用一系列传感器和定制机械臂，从混合建筑和拆除 (C&D) 以及商业和工业 (C&I) 废物流中对金属、木材、石头和硬质塑料进行分类
3.混合材料产品的分离和回收
市场上的许多产品都是由不同类型的金属、塑料和木材组成的混合材料制成，这些材料分布在产品各处。这种混合材料产品将回收原料的分离和分类挑战提升到了一个全新的水平。
幸运的是，和以前一样，高光谱和多光谱成像可以帮助扫描待回收的产品并识别这些产品中所需类型原料浓度高的部分。接下来，下一代机器人技术可用于拾取物体、定位物体，甚至精确切割物体。例如，XYZ Robotics 和 Covariant 集成了视觉系统和真空夹具，能够以高速率（约每小时 1,000 次拾取）和高精度 (99.9%) 拾取和定向物体。然后可以使用 CNC Robotics 和 Wolf Robotics 等精密切割机器人对物体进行适当的分割。
该领域出现的另一个有趣的方法是区块链。许多混合材料产品由来自多层供应商的组件组成。在许多情况下，这些供应商不愿意分享用于制造其组件的不同材料的专有信息，特别是当涉及到通过供应链的多层共享该信息时。幸运的是，区块链与零知识证明（ZKP）技术相结合，可以让供应商在不损害任何专有知识的情况下共享这些信息——荷兰初创公司 Circularise 已经采用了这种方法。这种方法还可以帮助以低得多的成本审核回收产品，这是许多国家/地区法规所要求的。
4.提高回收过程的产量和稳定性
大多数传统的化学工艺都是针对规格范围狭窄的原材料而设计的。各种材料和化学成分的存在可能对化学回收过程的稳定性和产量构成重大挑战。
化学品回收商可以依靠下游炼油和化工行业来克服与原材料变化相关的挑战。例如，先进过程控制软件制造商 Penrose 和生产优化软件制造商 Algorithmica Technologies 使用预测分析和机器学习来预测原料质量并相应优化工艺操作参数。
5.设计可回收的产品另一个关键挑战是许多产品的设计不一定考虑到回收。
产品中使用的许多化学成分以及不同材料在结构上如何结合在一起可能会对回收造成巨大障碍。幸运的是，数字技术可以用来重新设计产品，使它们更加适合回收利用。例如，化学信息学可用于设计新的化学物质，而材料信息学可用于替换化合物和配方中的化学成分，所有这些都是为了满足易于回收的要求。同样，衍生式设计可用于重新设计产品，以便轻松分离多材料产品，而不会影响产品的强度或性能。
6.利用新兴的数字商业模式实现回收
成本一直是并将继续成为回收利用的最大障碍之一。结果，制造商被迫向客户收取回收产品的溢价，而客户并不总是愿意为此付费。
现在，低成本数字技术使公司能够构建互联的产品和流程。制造商现在能够快速收集、传输和分析客户数据并从中获取见解。这使得公司能够近乎实时地对客户需求做出反应，从而使他们能够提供数字化服务而不仅仅是产品（请参阅“数字化转型：2019 年回顾和 2020 年预测”）。这些 X 即服务 (XaaS) 商业模式为制造商提供了捆绑与回收相关的额外成本的机会。例如，TerraCycle 提供 Loop，这是一个具有可重复使用包装的在线购物平台，UPS、家乐福和乐购等多个品牌正在使用该平台。不过，除了提供可回收包装外，该公司还计划利用该平台收集消费者购买和消费习惯的数据。 Loop 还可以分析消费者的废物以确定消费者的需求；例如，它可以分析用过的尿布的废物成分，并将这些信息出售给配方公司，然后配方公司可以为这些婴儿制定定制的营养方案。这种商业模式允许将回收包装和瓶子的成本捆绑到平台为其提供的个性化服务收取的溢价中。
总而言之，数字技术有望帮助克服许多仍然阻碍循环经济的因素。从物流到设计，数字技术在促进循环经济方面发挥着重要作用。价值链中的公司应该明智地研究这些方法中的哪些可以补充他们的优势并支持未来的产品、流程和商业模式。
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