作者：王飛鵬
綠色低碳發展已經成為一個全球性的共識。循環經濟則是綠色低碳發展的重要一環，主要經濟體，包括美國、歐盟和日本，紛紛将循環經濟作為解決資源環境限制、應對氣候變化、并促進經濟增長的重要政策。這些國家已經部署了全面的循環經濟行動計劃，以加速其發展，并應對全球資源和環境面臨的新挑戰。
目前，大陸面臨資源和能源需求持續增長，以及對某些主要資源的高度外部依賴性，使得資源安全面臨巨大壓力。是以，發展循環經濟、提高資源利用效率和再生資源利用水準，成為迫切需要解決的問題。
循環經濟的核心在于優化使用過的産品的後流通管道，并對可回收、有價值的材料進行再利用。
循環經濟的發展對中國具有雙重重要性。首先，從“雙循環”視角看，它有助于提高内循環效率，同時提升中國在國際産業鍊中的地位，并減少對稀缺原材料的外部依賴。其次，從實作“雙碳”目标來看，循環經濟通過減少高能耗的原料加工環節，有助于降低機關産品的碳排放強度。
在新一輪科技變革背景下，AIoT技術在推動各産業加速變革方面顯示出巨大的潛力。通過結合人工智能的深度分析能力與物聯網的廣泛連接配接能力，AIoT不僅能夠顯著提升資源的使用效率，還能優化廢棄物的管理流程。這種技術融合為循環經濟的發展提供了強有力的支援。
什麼是循環經濟？涉及哪些産業和行業？發展循環經濟有哪些潛在收益，市場規模多大？AIoT在循環經濟的發展中将如何發揮作用？又有哪些方面的挑戰？本文将就這些問題展開讨論。
什麼是循環經濟？
自工業革命以來，人們一直采用一種線性的生産消費模式：從自然環境開采原料，經過工業加工制造成商品，商品被消費使用後再被丢棄，最後的結果是被掩埋或焚燒掉。
這種模式不斷消耗着地球上的有限資源以創造産品，一方面導緻資源愈發匮乏，原料的開采成本和商品的價格也會越來越高。另一方面，還制造了大量的垃圾和污染，破壞了地球的生态環境。
出于對這種惡性循環及其可能引發的糟糕後果的擔憂，一些科學家開始思考應對方案。被譽為“永續工業之父”的瓦爾特·施塔爾便是其中一員，他在上世紀70年代晚期提出了“從搖籃到搖籃”的理念。
這一理念是相對國家福利政策相關的一個流行語——“從搖籃到墳墓”提出的，其本質是在産品及系統設計上，引入仿生學理念，将人類的産業視為自然界的一種程式，将原材料視為能夠在代謝中循環的養分，從設計之初就考慮到如何實作循環，從使用末端回到制造端。
不同于線性經濟會造成資源的衰竭與環境的破壞，循環經濟建立在物質的不斷循環和利用上，形成“資源-産品-再生資源”的循環，讓整個系統産生極少的廢棄物，甚至達到零廢棄物的狀态。
該理念也堅持“隻有放錯位置的資源，沒有真正的廢棄物”這一宗旨，力圖從根本上解決經濟發展與環境破壞之間的沖突。
《中華人民共和國循環經濟促進法》中将循環經濟定義為：在生産、流通和消費等過程中進行的減量化、再利用、資源化活動的集合或總稱，通過物質的無限循環、轉化和增值帶動經濟發展，采用的是可逆循環、多向轉化、多級利用和無廢物排放的模式，減少自然資源的過度開發，追求無生态環境破壞和污染物的“零排放”。
循環經濟涉及的行業、産業及其潛在規模
循環經濟所覆寫的範圍涵括有形及無形的産品、理念、模式及行為，包括産品、基礎設施、裝置和服務。這個概念适用于所有行業，包括“技術”資源（金屬、礦物及石化資源）和“生物”資源（食物、纖維、木材等）。
從《“十四五”循環經濟規劃》中可以看到，循環經濟的發展涵蓋了多個重要領域，涉及産業、社會和農業的多個層面。
首先，規劃強調建構資源循環型産業體系，并提升資源利用效率。這包括推行重點産品的綠色設計、加強重點行業的清潔生産、促進工業園區的循環化發展、加強資源的綜合利用，以及推動城市廢棄物的協同處置。這些措施旨在實作更高效、更環保的産業運作模式。
其次，規劃強調要建構廢舊物資的循環利用體系，以建設一個資源循環型的社會。這包括完善廢舊物資的回收網絡、提升再生資源的加工利用水準、規範二手商品市場的發展，并推動再制造産業的高品質發展。通過這些措施，循環經濟規劃促進了資源的有效再利用和持續循環。
最後，規劃強調深化農業循環經濟的發展，并建立循環型的農業生産方式。這涉及加強農林廢棄物的資源化利用、提升廢舊農用物資的回收利用效率，以及推廣循環型農業發展模式。這些舉措旨在促進農業生産的可持續性和資源利用效率。
此外，規劃還提到了一系列重點工程與行動，如城市廢舊物資循環利用體系建設、園區循環化發展、大宗固廢綜合利用示範、建築垃圾資源化利用示範等。
這些項目不僅涵蓋了循環經濟的關鍵技術和裝備創新，還包括了對再制造産業的高品質發展、廢棄電器電子産品的回收利用、汽車全生命周期管理、塑膠污染治理、快遞包裝綠色轉型以及廢舊動力電池循環利用等方面的具體行動。
這些工程和行動共同構成了循環經濟規劃的實施架構，旨在推動資源的高效利用和環境的可持續發展。
在瑞士、德國等發達國家，循環經濟得到高度重視。根據瑞士聯邦環保部網站的相關資料，2018 年在瑞士産生的一千七百五十萬噸建築垃圾中，有近一千二百萬噸（水泥、碎石、瀝青等）被回收再利用，城市垃圾中，一半以上被循環利用；在德國，飲料瓶、廢紙也可通過專門的管道統一進行回收。
在循環經濟的架構下，産品的使用年限得到提升，這不僅保護了環境、節約了資源，大部分情況下還能為消費者節省費用，同時為資源再利用企業提供新的商機。
大陸在“十三五”期間，循環經濟也取得了顯著成果：2020 年主要資源産出率比2015 年提高了約26%，機關GDP 用水量累計降低28%。2020 年農作物稭稈綜合使用率達86%以上，大宗固廢綜合使用率達56%。2020 年建築垃圾綜合使用率達50%；廢紙利用量約5490 萬噸；廢鋼利用量約2.6 億噸，替代62%品位（礦石中有用成分含量）鐵精礦約4.1億噸；再生有色金屬産量1450 萬噸，占國内十種有色金屬總産量的23.5%，其中再生銅、再生鋁和再生鉛産量分别為325 萬噸、740萬噸、240 萬噸。
按照《“十四五”循環經濟規劃》，到2025 年，主要資源産出率比2020 年提高約20%，機關GDP 能源消耗、用水量比2020 年分别降低13.5%、16%左右，農作物稭稈綜合使用率保持在86%以上，大宗固廢綜合使用率達到60%，建築垃圾綜合使用率達到60%，廢紙利用量達到6000 萬噸，廢鋼利用量達到3.2 億噸，再生有色金屬産量達到2000 萬噸，其中再生銅、再生鋁和再生鉛産量分别達到400 萬噸、1150萬噸、290 萬噸，資源循環利用産業産值達到5萬億元。
AIoT在循環經濟中的獨特作用
在探索循環經濟的實踐中，AIoT技術顯現出其在推進可持續發展和資源循環利用方面的關鍵作用。主要展現在産品回收政策、服務化支撐和産業生态構築方面，為實作經濟、社會和環境可持續性提供了創新解決方案。
支援産品回收政策
AIoT技術通過提供實時的産品狀态和剩餘壽命資訊，極大地增強了産品回收操作的資訊化管理，進而促進了重複使用、再制造和物料回收的決策過程。這種實時資訊擷取能力，降低了實施重複使用政策的風險，提高了産品價值的準确評估。
AIoT技術的應用，不僅有助于材料的精确跟蹤和管理，而且促進了廢棄物的有效回收利用，為閉環供應鍊的實作提供了技術保障。通過對産品、元件和材料的全生命周期跟蹤，AIoT技術提升了廢物回收和重複使用的效率，同時也為企業提供了對其資源重複使用的更全面視圖。具體表現為：
- 促進再制造活動。在循環經濟中，再制造活動被視為延長産品和材料生命周期的有力手段。AIoT技術通過實時監控産品的狀态、位置和條件，極大提高了再制造任務的執行效率。利用嵌入式傳感器，AIoT技術可以有效降低再制造過程中的不确定性，優化操作規劃，防止産品拆解過程中的損害，進而在再制造過程中實作價值最大化。此外，AIoT還支援設計易于維護、更新、拆解和回收的産品，進一步加強企業的再制造能力，延長資源壽命。
- 改善回收過程。回收是實作循環經濟的關鍵環節，AIoT技術的實施可以顯著提高廢物分類和回收的效率。通過采用傳感器等AIoT裝置，可以優化廢物收集和逆向物流過程，提高資源使用的決策支援和效率。AIoT與其他前沿數字技術的結合，預示着改善循環經濟模型性能名額的可能性，包括物質循環、産品壽命和回收率的優化。通過智能産品生成的資料，回收者可以獲得關于産品材料組成的詳細資訊，這對于制定适當的回收政策至關重要。
支援服務化
在循環經濟背景下，服務化的概念正在逐漸成為企業增值和創造競争優勢的關鍵政策。服務化，即通過附加服務最大化實體産品價值的過程，已被衆多行業群組織所采納，成為他們赢得市場的重要手段。在這一轉變中，AIoT技術起到了不可或缺的作用，它不僅拓寬了制造業的界限，還促進了企業從單一産品提供向提供綜合産品和服務解決方案的轉變。
AIoT技術連接配接産品并實時收集其生命周期中産生的資料，進而支援企業拓展服務範圍并深化“産品—服務系統”的整合。這種內建提升了企業對客戶需求的響應能力，增加了産品的整體價值和使用壽命。
通過精确的産品設計、目标客戶的有效吸引、産品活動的監控與跟蹤、技術支援、預防性與預測性維護以及産品使用體驗的改善，AIoT技術使企業能夠為産品翻新和生命周期末期活動創造更多價值。
AIoT技術的應用不僅提升了企業的服務提供能力，而且確定了産品的高效運作和維護，為基于使用量付費的商業模式奠定了基礎。智能連接配接的産品依托AIoT技術，成為推動“産品-服務”商業模型成功的關鍵，通過提高産品應用的可能性、增加其價值，實作對産品狀态、功能和外部環境的實時監測，為企業服務化戰略的成功提供了強有力的技術支援。
這種技術驅動下的服務化轉型不僅增強了企業對市場的适應性和靈活性，也為實作可持續發展目标提供了新途徑。
支援産業生态建立
在循環經濟的推進過程中，AIoT技術成為增強循環商業模式和促進跨行業協作兩大重要杠杆的關鍵。
AIoT技術的發展帶動了循環商業模式的創新，這些模式覆寫了再生、共享和優化等多個領域，從根本上拓寬了AIoT應用的場景。
智能産品的普及、産品資料的便捷擷取以及生命周期資訊的有效管理，這些由AIoT技術帶來的好處，使得從傳統的線性商業模式轉向基于經濟、社會和環境可持續原則的循環模式成為可能。
AIoT在推動符合循環經濟的産品開發方面也發揮着重要作用。在新一輪數字化轉型背景下，AIoT的應用促進了評估工具與管理系統的整合，能夠有效收集和處理過程和業務資料。
此外，AIoT通過其跟蹤、監控、控制和優化能力，支援循環商業模式和設計政策的發展，為資源價值的最大化提供了技術支撐。
此外，AIoT技術在建立工業共生和促進價值鍊上不同利益相關者之間的聯系方面也顯示出其獨特的優勢。AIoT技術促進了協作模式、資料共享和資源共享的系統發展，成為循環政策和自動化協同模式的關鍵促進因素。
它支援工業共生比對和監控材料、産品和公司之間協同互動的流動，增加了零部件共享和再使用率。
從客戶角度看，AIoT技術使公司能夠在産品開發中制定包括整個生産網絡和消費者行為在内的戰略願景，促進閉環生命周期、提高客戶滿意度和福祉。
連接配接的AIoT裝置還促進了更清潔的生産政策和可持續智能制造的發展，支援能源密集型制造公司做出最佳決策。
案例——紅廟嶺循環經濟産業園區
從福州市紅廟嶺垃圾治理項目這個局部案例中，我們可以窺見AIoT在循環經濟中發揮的作用。該項目通過整合大資料、雲計算、物聯網等前沿技術，創新性地實施了一系列措施，進而徹底改變了城市垃圾處理的傳統模式。
首先，通過部署物聯網裝置和5G通信技術，紅廟嶺園區實作了對垃圾處理全流程的實時監控。這些技術的應用使得園區管理者能夠在全時空次元對垃圾收集、分類、運輸和處理等各個環節進行全面監督和管理。
這種實時資料的擷取和分析，為決策者提供了精準的資訊支援，使垃圾處理過程更加高效、透明。
通過對收集到的大量資料進行分析，項目管理者能夠識别垃圾處理過程中的瓶頸和問題，進而采取針對性的措施進行改進。例如，通過資料分析，可以優化垃圾收集路線，減少處理時間和成本，提高資源使用率。
也能夠實作垃圾處理精準化管理。包括對垃圾分類的精準識别、根據垃圾産生量的預測進行資源調配。此外，通過智能分析，園區能夠實時監控垃圾處理設施的運作狀态，及時發現并解決問題，確定垃圾處理過程的安全可靠。
其次，該項目還建立了一個數字化平台，這個平台不僅促進了内部協同主體之間的互相信任和監督，也為園區外的公衆參與提供了管道。通過這個平台，社會公衆可以實時查詢垃圾處理動态，并提出回報。這種回報機制加強了社會公衆與治理主體之間的互動，確定了垃圾處理政策和措施能夠得到社會各界的了解和支援。
最後，紅廟嶺園區利用數字化平台建立了一個多主體協同治理的格局。這個格局不僅包括政府、企業、第三方專業服務機構，還包括廣大市民。通過技術手段，實作了這些主體之間的有效溝通和協作，共同參與到垃圾處理的各個環節中。這種協同治理模式大大提高了垃圾處理的效率和效果，是利用AIoT技術進行城市管理的典範。
循環經濟應用AIoT技術的主要挑戰
AIoT技術在循環經濟的應用中展現了巨大潛力，旨在通過改善監測和營運效率推進可持續性的程序。然而，這一創新之旅并非沒有挑戰。
盡管AIoT技術為環境保護和資源優化提供了前所未有的機會，但其在循環經濟中的內建面臨着技術群組織層面的重大阻礙。
首先，AIoT技術領域的高度分散性帶來了可擴充性、互操作性和服務适應性的挑戰，這些問題加劇了系統的複雜性。專家們已經指出，要實作AIoT裝置的可互操作、可适應和可更新性，需要對軟硬體設計進行創新。
此外，網絡安全風險、隐私保護問題、裝置間的低連接配接性以及資料通路和管理的困難進一步限制了AIoT技術在循環經濟中的應用。
環境方面，雖然AIoT裝置帶來的監測和效率改進對可持續性有積極影響，但制造這些裝置所需的原材料和能源消耗也不容忽視。是以，廣泛部署AIoT解決方案時，需要進行全面的生命周期評估，以確定減輕其對環境的壓力。
在組織和政策層面，開發AIoT技術啟用的循環經濟系統要求確定異構裝置之間的安全互聯，實作端到端的連接配接，并建立自适應的AIoT應用程式。
這需要有效的溝通和內建政策，既要考慮公司内部的需求，也要考慮整個價值鍊。了解并滿足外部利益相關者的需求同樣關鍵，包括客戶、供應商和政府等。
然而，現有的決策方法和資料管理政策的不足，以及進階技術的成本，對預算有限的公司來說，這構成了實時資料擷取的重大障礙。
寫在最後
在探索數綠融合的旅程中，循環經濟與AIoT技術正在攜手勾勒出一幅理念與技術交融的宏偉畫卷。循環經濟挑戰了傳統的生産消費模式，開啟了一場關于資源高效利用和環境保護的深刻變革。在這場變革中，AIoT技術則扮演了魔法師的角色，用其智慧之力指引循環經濟走向一個更高效和綠色的未來。
雖然這趟旅程充滿了挑戰，但是我們依舊相信，随着技術的不斷進步和創新模式的湧現，AIoT與循環經濟的結合将愈發緊密，并且逐漸引領我們進入一個資源循環高效、環境友好的新紀元。
參考文獻：
《“十四五”循環經濟發展規劃》，國家發展改革委
《數字化協同：城市生活垃圾治理新引擎—以紅廟嶺循環經濟産業園區為例》，王慧敏/張廷君
《大陸數字經濟與循環經濟的融合發展研究》，李娜娜
《雙碳背景下循環經濟發展的機遇、挑戰與政策》，李俊夫
《Circular Strategies Enabled by the Internet ofThings—A Framework and Analysis ofCurrent Practice》，Sustainability
《The Internet of Things and the circular economy: A systematic literaturereview and research agenda》，Cleaner Production
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