觀點(diǎn)：船用鋁材降低環(huán)境影響方案探討

在以下技術(shù)論述中，意大利游艇制造商Phiequipe創(chuàng)始人Carlo Tonarelli工程師從產(chǎn)品生命周期的具體分析入手，探討游艇建造的可持續(xù)性問(wèn)題。通過(guò)對(duì)Levriero系列船型的應(yīng)用案例研究，Tonarelli闡釋了玻璃纖維與鋁材的組合使用如何在保證美學(xué)、功能性和建造質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)可量化的環(huán)境影響降低。

這是一種理性且基于工程思維的方法，完全契合Phiequipe的理念。該公司的船只——亦被市場(chǎng)推崇為大型游艇的附屬艇而備受贊譽(yù)——源自兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn)視角的精細(xì)而明智的設(shè)計(jì)選擇。

我們正處在一個(gè)重大的轉(zhuǎn)型期，這不僅限于生態(tài)層面：整個(gè)世界與五年前已大不相同，并且很可能在五年后再次改變。

在這樣的時(shí)代，人們探索新的路徑，進(jìn)行試驗(yàn)，犯錯(cuò)誤，設(shè)定雄心勃勃的目標(biāo)，并在經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)和環(huán)境之間尋求平衡。特別是環(huán)境意識(shí)的提升，不僅要求做出決策，更需要反思，以便對(duì)周遭發(fā)生的一切進(jìn)行批判性分析。

我們每個(gè)人，無(wú)論是作為個(gè)體還是更廣泛系統(tǒng)的一部分，都可以貢獻(xiàn)自己的力量，無(wú)論大小。大公司投資于研發(fā)，研究并測(cè)試減少污染的新技術(shù)，開(kāi)發(fā)新的生產(chǎn)工藝，采用回收材料，并尋求生產(chǎn)協(xié)同效應(yīng)。個(gè)人則可以通過(guò)改變?nèi)粘Ａ?xí)慣和行為來(lái)減少浪費(fèi)和排放：關(guān)燈、將暖氣調(diào)低一兩度、利用自然通風(fēng)、拼車、減少塑料消耗、注重回收等。

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游艇行業(yè)同樣順應(yīng)這一趨勢(shì)：領(lǐng)先的造船廠探索新的，有時(shí)甚至是大膽的解決方案，即使他們自己也常常承認(rèn)這些方案可能并非最佳。他們這么做是出于成為先驅(qū)的意愿和雄心。他們有實(shí)力這樣做，而且這樣做對(duì)所有人都有益。

規(guī)模較小的公司則類似于前面提到的個(gè)人處境：盡管資源有限，它們?nèi)匀豢梢杂兴鳛椤６冶仨氂兴鳛椤?/p>

我們目前正處于一個(gè)過(guò)渡階段，某些高層政治決策對(duì)一些領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生了重大影響，而這些決策最終可能被證明并非完全正確。

然而，在相同的邊界條件下，有可能采用一些解決方案并做出選擇，這些方案無(wú)需巨額投資，便能減少排放，并為后代留下一個(gè)不一定更好、但至少是一個(gè)更容易循環(huán)利用的世界。

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第一步是思考并明確定義問(wèn)題。Phiequipe是一家以技術(shù)咨詢和高端小型游艇制造為核心業(yè)務(wù)的公司，因此自然而然地習(xí)慣于分析性思維。一個(gè)產(chǎn)品真實(shí)的環(huán)境影響并非集中于其使用階段，而必須在其生產(chǎn)和報(bào)廢階段中尋找。

就游艇而言，鑒于每年的運(yùn)行時(shí)間有限，在航行過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳排放量在整個(gè)生命周期（生命周期評(píng)估）中所占的比例非常小。

因此，有必要提高分析層次，考慮船只使用前后的狀況：就好像我們不是將攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)船只的特寫鏡頭，而是對(duì)準(zhǔn)其前后整個(gè)區(qū)域，如圖 01 所示。

圖01：采用復(fù)合材料與鋁材的產(chǎn)品生命周期（源自航空領(lǐng)域的方法）

Phiequipe向船東推薦節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)，推薦與船只重量和類型相匹配的功率等級(jí)，倡導(dǎo)有意識(shí)地使用其Levriero系列型號(hào)，并選擇既令人愉悅又不過(guò)高的設(shè)計(jì)速度——這些因素最終都轉(zhuǎn)化為排放的減少。

我們可以分析一下Phiequipe在其自有船只上進(jìn)行的一項(xiàng)案例研究，該研究涉及在其Levriero型號(hào)的船上部分使用鋁材，同時(shí)保持船上其余部分的材料不變。

鋁是最易回收的材料之一，生產(chǎn)再生鋁所需的能源比生產(chǎn)原鋁少95%。因此，回收鋁不僅簡(jiǎn)單，而且效率極高。

（圖示：第一代與第二代材料的能源影響差異）

舉個(gè)例子：回收12個(gè)鋁罐所節(jié)省的能源，足以驅(qū)動(dòng)一輛常規(guī)汽車行駛約5公里。Phiequipe對(duì)其Levriero 21型號(hào)進(jìn)行的案例研究基于以下幾點(diǎn)初步考量：

Levriero的船主不接受全鋁制船體，且此類船體在任何情況下都需高度防范電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象；鋁制部件的應(yīng)用始于設(shè)計(jì)階段，僅限于易維修或可拆卸的非結(jié)構(gòu)件，例如采用避免雙曲率表面或完全平坦設(shè)計(jì)的可拆卸組件；

船只主體仍采用玻璃纖維建造，僅選擇性采用鋁制部件；不引入結(jié)構(gòu)性斷層，且電化學(xué)腐蝕易于預(yù)防；船體不會(huì)引發(fā)電化學(xué)腐蝕；鋁材的使用不得影響船體的美觀，且不希望有可見(jiàn)的焊縫；假設(shè)船舶使用壽命為30年，期間每年進(jìn)行防污維護(hù)；使用階段的排放不予考慮，因?yàn)閮煞N配置（全玻璃纖維vs部分玻璃纖維+鋁材混合）的排放量相同，且不會(huì)影響這兩種解決方案之間的差異。

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基于這些假設(shè)，在整個(gè)生命周期評(píng)估中實(shí)現(xiàn)了13%的二氧化碳減排。即使對(duì)相同的17平方米表面積使用再生玻璃纖維，仍可獲得6%的減排效果。

然而，最關(guān)鍵的一點(diǎn)在于，除了降低生命周期排放外，投放到市場(chǎng)的是一個(gè)在30年后將遠(yuǎn)易于回收的產(chǎn)品。

這是最相關(guān)的一個(gè)方面，卻常常被忽視：減少污染不僅意味著通過(guò)生產(chǎn)使用階段低排放的產(chǎn)品來(lái)在短期內(nèi)減少二氧化碳排放。

這也意味著從最初的設(shè)計(jì)輸入階段開(kāi)始，就要考慮如何以及用何種材料進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，以減少排放，同時(shí)還要考慮它們將如何被處理以及未來(lái)幾代人回收利用的難易程度。