麻省科技最新评论 (麻省理工科技评论官方解读)

麻省理工2024年十大突破技术,2023年麻省理工科技评论

编者按:气候变化是一项应列入企业战略性考量的因素,然而事实上大多数企业目前还是将它忽略了。《麻省理工科技评论》本期商业报告着重介绍了那些已经意识到了气候变化重要性的企业,和它们在进行中的技术创新与技术转型的成功经验。除此之外,一个常年被用作养老,主要作用是看饮水机的职位——CSO(首席可持续发展官),也借着东风完成了大逆袭。

气候变化——常常被忽略的重要因素

上海中心大厦每层旋转1度,螺旋向上直到121层。作为亚洲最高的建筑,同时也是中国强大经济的一大象征,上海中心大厦的巨型玻璃幕墙由21,000多块独立的玻璃面板构成。除了美学以外,这个复杂的曲面设计还有一个非常重要的特性。它可以降低风对建筑外表的压力,这对于任何一个摩天大楼,尤其是在上海的摩天大楼来说都是至关重要的。

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上海位于中国东部沿海低地的长江三角洲地区,强风风速可超过每小时70英里。中国气象局负责人认为最近频繁的飓风及其他天气灾害与气候变化有关,因此在设计这座耗费20亿美元的大厦时,就将这些可能出现的灾害因素纳入了考虑范围内。然而在建筑设计阶段,却很少有人会考虑建筑能否适应长期的气候变化。

“目前,设计一座建筑时,我们会评估它过去和当前的能源使用情况。”上海中心大厦的建筑设计公司詹斯勒(Gensler)的主要负责人本·特拉奈尔(BenTranel)说道,“我们很难说未来的50年会有怎样的变化,所以我们没法为‘未来’做设计,这就好像这座建筑现在在类似广州的环境中,但50年后它所在的环境变成和现在的北京一样了。”

大多数行业似乎都存在一个相似点,那就是意识到气候变化可能会影响到他们的未来,但是却没有进行深入规划。已经有人写过长篇报告,说明了气候变化将给经济和商业带来的风险,同时也有环保人士向企业发出呼吁,应当开始将气候变化纳入企业决策的战略性思考中,然而大部分企业却只是刚刚开始考虑这个问题。

所以,在这个报告中,我们找到了大多数企业中的例外,他们已经意识到了气候变化的重要性并且正在开始为此规划。而他们是如何回应气候变?他们的尝试可以给其他人带来什么启示?这些问题都是这篇报告所探讨的核心。

一些走在最前端的行业已经将应对气候变化提上了每日议程。其中包括:农业(气温和降雨已经开始改变作物何时何地以及如何生长)、保险业(气候专家和精算师试图预测频发飓风,尤其是海平面上升地区造成的损失增加量)。

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一些公司的供应链开始被多变的天气模式所扰乱。家具巨头宜家家居已经遭受了南亚的洪水侵扰,并且由于气候变化造成的超级飓风而蒙受损失。因此,他们已经设立了远大的环保目标:在2020年之前,希望公司所生产的能源能够与所消耗的能源相平衡,并且在零售店安装利用可再生能源的设施,比如构建风能农场和安装屋顶太阳能。

全球制造业企业也在做出重大改变。汽车是最大的温室气体排放源之一,福特(Ford)公司正在试图减少汽车对环境造成的不良影响,并且使工厂能够逐渐适应缺水的条件,因为福特公司有很多工厂都位于干旱之地,比如埃莫西约(Hermosillo),墨西哥(Mexico),马莱马来娜迦(Maraimalai Nagar)和印度。

在2000年到2010年之间,福特公司将用于生产每辆车的耗水量缩减了三分之一。由于可以为公司省钱,因此采用节水措施并不是什么艰难的决定。但是,对于企业来说,在环保上的投入终究受到盈利的限制,麻省理工学院(MIT)教授约西·谢菲(Yossi Sheffi)说,“迄今为止,我还没见过哪个公司愿意为了应对气候变化而亏钱、减少市场份额或者短期内遭受估值减少。”

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气候变化撼动了保险业久经考验的风险评估模式

在所有行业中,保险商恐怕比谁都关注气候变化及其可能造成的成本变化。

2013年圣诞节前,英格兰南部开始了一场持久的降雨。大雨一直持续到2014年一月底,受影响地区经历了一个百年来最多雨的冬季。成千上万的人遭受了断电的困扰,数百座房屋被水淹没。

总部位于伦敦的英杰华保险(Aviva Insurance)提前对其投保客户发出了警报。基于气象预报和数码地图绘制工具对每一座房产的洪水风险评估,英杰华向泰晤士河谷沿岸的投保客户发出了2万封电子邮件,警告他们洪水的风险以及如何应对。公司的理赔员接着登门提醒一些住户,将贵重物品妥善安置。

气候模式的影响因素是复杂的,但最近牛津大学一项关于2013-2014年冬季的风暴研究,发现了超大雨量暴雨和气候变化之间存在某些联系。对英杰华来说,这对他们关注气候变化是一种肯定,既可以作为一项为保费定价的指标,也可以指导公司未来的投资。

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保险业的生存和盈利依赖于其分析风险及其造成损失的能力,因此气候变化成为一个日益关键的考虑因素。

人们希望有人能替自己关注那些令人烦恼的事物,而保险商已经在研究气候变化好几十年了。慕尼黑保险(Munich Re)是全球最大的为“其他保险公司”提供保险的商业机构,被称为“再保险”。慕尼黑保险在1973年就曾发行过一本关于洪水的小册子,强调了气候变暖的风险。虽然业界专家称,将气候变化列为一个单一险种,在任何保险条款里还不太可能。

确实,保险公司是有基本原则的。他们不会孤立的保一些很明显会有麻烦的区域。如今,低洼岛屿地区,比如太平洋诸岛和加勒比地区以及一些非洲国家,建立了一些保险联合资金,以便在遭受极端气候灾害时,可以部分的补偿重建的花费。这些联合资金是由政府或一些“再保险商”承保的。

风险常常要被重新评估,通常保费是每年定价一次,以适应常常变化的气候。慕尼黑保险气候变化研究组主管彼得•霍普(Peter Hoppe)说,分析自然灾害所致损失和极端天气情况,会源源不断的产生新数据,并用于公司的风险评估模型,以区分一些孤立的偶发事件和长期的趋势。霍普说,一些模型因为存在某些长期的趋势,已经被调整了。比如美国过去35年里,即使考虑进资产的增值因素,由强飓风所致的损失依旧呈明显上升趋势。

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近年来,保险商能够更好的做到风险均摊。1992年,紧随飓风安德鲁而来的一次风暴,造成了佛罗里达州和路易斯安那州265亿美元的损失。保险公司更好的将风险多元化,而不再是对某些小区的所有房产都承保。保险信息研究所主席罗伯特•哈特维说,对所有房产都承保,曾经在安德鲁飓风后,给保险公司带来巨大的压力。

风险多元化包括更好的对灾害建模,以了解这样规模的飓风发生的可能性和可能的损失。近年来,随着数据存储和计算成本的下降,保险商建立了更为准确的模型。当2004-2005年创记录的卡特里娜飓风袭击新奥尔良时,整个保险业赔付了巨额的保费,然而却没有哪个单个保险商损失过于严重。

在欧洲,保险商如今评估并管理三种主要的风险:年平均损失,20年内发生损失的概率,以及200年内发生损失的概率。全球的学术和政府机构领导者都认为,这个模型可以广泛应用于评估气候风险。

英杰华可持续发展组主管杰尔达•本塞姆(Zelda Bentham)说,就在不久以前,保险公司还在根据邮编为房产的保费定价。而今,她的公司基于英国全境的地质图,开发了一款数字洪水分布图,“我们就能知道,在同一个邮编内,是否会有一些房产处于河流附近的山脚处,而一些处于山顶处。”当大雨来临时,他们就开始绘制地图,以小到1.5米的梯度,来预测哪里会在风暴过后积水。

当制定保险条款时,这个定位系统只是多达30个的影响因素之一。保险公司也可以根据这些信息,生成一份业主的联络单,以便在大雨来临英国时及时联系。

CSO们的春天来了

为了应付气候变化带来的影响,巨头公司们设立了专门的首席可持续发展官(CSO)。

太平洋燃气电力公司(以下简称PG&E)为加州中部与北部7万平方英里的区域提供电力。黄金之州加利福尼亚富裕而迷人,却也气候复杂。风暴洪灾,海平面上升,森林大火都是家常便饭。幸运的是,这家位于旧金山的公司有一批生物学家、水文学家和气象学家时刻监视着加州的气候变化,保证公司稳定运营。尤其是,PG&E有梅丽莎·莱文森。

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莱文森是PG&E的首席可持续发展官(CSO),她为公司的商业战略提供气候相关的指导意见。美国能源部在2015年4月曾要求PG&E评估其对气候变化的敏感性。莱文森团队随即向公司科技部、运营部、应急管理部等各个部门征求意见,并做了一份详尽的调研报告。莱文森的报告借鉴了PG&E2014年的一项研究,其中详细介绍了公司应如何应对洪灾、热浪、干旱等6个主要气候变化的影响。

变电所对极端天气很敏感,所以PG&E现阶段的研究重点在于保证公司燃气与电力基础设施的安全。气候变化会对许多工业造成不同层次的影响,比如基础设施的损坏、供应链的中断、甚至客户与投资者社会意识的转变。汽车、能源、食品和保险类的大公司都聘有专门的气候学专家。但是从公司的角度来讲,它们更愿意听从公司可持续部门的意见。

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多年来,首席可持续发展官的头衔一直是有名无实,其工作性质也类似于慈善和社区宣传工作。但随着2011年和2012年一系列的飓风与海啸,许多公司多少受到了影响。

“面对投资人与政府的压力,各大公司开始聘用名副其实的CSO为其解决气候变化问题,”气候变化协会的丹尼尔·克里格(­DanielKreeger)介绍道。“通常,CSO都是养老的职位,由在公司工作20多年老员工任职,”可持续性招聘公司魏因雷布集团的艾伦·魏因雷布(Ellen Weinreb)说,“但是最近风向突变,公司开始从外部招聘真正专业的气候学人才。”

气候变化与企业转变

CSO为公司可持续发展做出的贡献

  • 宜家的木材消耗量占全世界的1%。目前,宜家一半的木材原料都源于可持续利用资源;

  • 绿山咖啡发明了可回收的K型塑料咖啡杯;

  • 耐克研究了新材料与新的染色技术以避免浪费水源与能源;

  • PG&E竭力保障其燃气与电力中心不受极端天气影响。

一般大公司的CSO要么有环境科学方面的高学位,要么从事过环保工作,又或者曾在美国环保局或农业部任过职。莱文森来PG&E之前从事过环境咨询工作。

绿山咖啡的CSO莫妮克·欧珊德(Monique Oxender)曾设计了一套追踪福特公司原材料、碳排放和水源去向的程序。宜家的CSO史蒂夫·霍华德(Steve Howard)则拥有环境物理学的博士学位,同时还运营过一个非盈利环保组织。

许多CSO会根据公司的财政情况制定一个5年的可持续发展规划,这些规划通常富有挑战性而又贴合实际。就像在霍华德的领导下,宜家的环保规划开始变得激进起来。霍华德的信条是:心有多大,路有多宽。正如宜家在2012年宣布公司要在2020年达到彻底可持续化,即实现能源消耗量与产量之间的平衡。这意味着宜家要投资数百万美元建立风能与太阳能系统。实际上,2009年至今宜家已经在风能与太阳能上砸了15亿欧元。

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据宜家介绍,2012年的飓风桑迪(Hurricane Sandy)已经充分证明了公司执行清洁能源计划的必要性。“桑迪”致使宜家在东海岸的9家店关闭,造成了900万美元的损失。巨头公司也意识到气候变化会影响公司运营,于是纷纷扩张其低碳业务。

气候变化也影响着宜家的原材料供应链。宜家21%的木材源于巴基斯坦,而巴基斯坦的洪灾会严重影响当地的木材产量。宜家的家具、床上用品、毛巾和地毯都要消耗大量的自然资源,包括全世界1%的木材和1%的棉花产量。为了获取这些原材料,砍伐森林等破坏环境的行为总是难免的。

所以,从2015年8月开始,宜家所有的棉花和一半的木材都是从经过森林管理委员会等非营利组织认证的回收商和供应商处购得。据估计,宜家三分之一的碳排放量源于产品使用过程,所以宜家也正在着力研发节能型的产品。去年8月份,宜家专卖店开始使用节能型LED灯照明。

从宜家主动使用LED灯可以看出,企业在气候变化的影响下看到了产品创新的机遇。耐克的CSO汉娜·琼斯的团队正在研究如何使公司减少对水资源等保贵资源的依赖。要知道服装业每年要消耗5.8万亿升水用于染色,而染料处理不当还会污染水资源。

耐克公司2011年发布的数据表命,从原材料加工到产品成型的过程,公司每年要用掉30亿加仑水。2013年,耐克开始采用荷兰的一个初创公司的技术,该技术使用高温高压的超临界二氧化碳替代水。最近,琼斯团队在积极寻找棉花的替代品,因为棉花是耗水量较大的农作物。

霍华德是宜家的9位高管之一,他经常与公司CEO皮特·安格菲尔交流沟通。“今时不同往日,CSO应当在公司中扮演重要角色,”霍华德说。

节约用水将不仅仅是种美德

对很多企业而言,气候变化带来的一大负面结果就是水资源的短缺,这成了推动企业依靠技术创新来节约用水的原动力,我们可以来看看福特公司是怎么做的。

福特汽车位于密歇根州(Michigan)斯特灵海茨市(Sterling Heights)的范戴克(Van Dyke)工厂,全部46英亩的占地面积都致力于生产汽车的一个零部件:变速器。福特在全球生产的汽车有三分之一需要使用范戴克工厂生产的变速器,范围涉及密歇根州、肯塔基州、伊利诺伊州以及泰国、俄罗斯、德国和墨西哥。

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目前,汽车变速器必须能够支持一个可能重达4,400磅的汽车,有时甚至还需要保证一个总重量达2吨的汽车能在坑洼不平的公路上以每小时40英里的速度行驶。但是在变速器内部,旋转部分彼此之间间距只有15微米,这大概相当于人类头发直径的三分之一。

按照迄今为止的技术,加工这样的铸铝需要在保持大象般巨大的功率的同时还要保证绣花般的加工精度,因此整个过程中需要耗费大量的水来降温和润滑。

在范戴克成百上千的切割站中,智能自动机会切掉错综复杂的部分,喷嘴会将稀释的润滑剂直接喷到切割工具和被切割的金属上,给他们润滑并冷却。加工站设在范戴克的主层,在它们下面是收集用过的润滑水的沟槽。整个系统依赖于20个被称作凹坑(pits)的内置水箱。每个水箱的容积是25,000加仑,比一个后院的游泳池的容量还大。

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福特全球生产的汽车有三分之一需要使用范戴克工厂生产的变速器

每天大概有40,000加仑润滑水会被蒸发掉。整个空气中都弥漫着油腻的水雾。“你必须不停的清理安全护目镜。”范戴克的一个制造工程师罗伯·克里夫顿说道。

如今,20个水箱全都不见了,最后的三个也在去年“退休”了。工厂现在拥有162台电脑切割机,它们被放在玻璃窗后封闭空间中作业。切割工具和金属部分仍然需要冷却和润滑,但是不再需要耗费大量的水。机器可以在切口处直接喷洒薄薄的一层水雾来完成冷却和润滑的工作。每台机器都有自己3.5加仑容量的润滑油箱,一台典型的机器大概每个月需要补充一次。

在2010年到2015年间,范戴克工厂变速器的产量翻了一番,但是它的全部用水量却降低了10%。每一台变速器都代表着福特公司为改变全球日常用水方式而付出的努力。对于福特和其他许多制造商来说,采取这样的节水技术是一种获得真正的战略性优势的方式,因为这能够适应气候变化。

在过去的10年里,由于许多原因,水资源短缺已经成为了全球所有公司都在关心的问题,这些原因包括人口增长和经济条件的不断改善,而这些原因最终都会导致用水量的增加。但是引发企业水焦虑的主要来源还是气候变化。长久形成的全球降水模式正在发生变化,原来工厂附近的水源可能现在就再也找不到了。

英特尔(Intel)的芯片制造过程需要使用大量的水,公司在最近的年度报告中指出,公司的许多业务都位于“半干旱地区,并且由于受到气候变化的影响,这些地区的干旱时间极有可能越来越长”,公司“可能难以获得足够的水来满足业务运营的需求。”可口可乐公司直到2003年在财务文件中还不肯承认水是它们产品的主要原料,现在也在最近的可持续性报告中,占用五页的篇幅来描述用他们在水和水“补给”上所做的努力。

“回到15年前我们刚起步的时候,没有人会关心太多水资源会怎样,”福特全球环境质量办公室主任安迪·霍布斯(Andy Hobbs)说道。实际上,该公司并没有通过机构或者部门跟踪用水情况。霍布斯团队迈开的节水第一步就是安装了许多个水表。

福特公司对于水资源的努力是为公司制造业务而实施的更大的环境和气候变化项目的一部分。由于福特是一个汽车公司,更大的进展必须与减少汽车尾气的排放相匹配,而汽车尾气排放确是气候变化的一大源头。例如,福特曾公开承诺,到今年年底,福特汽车耗费的能源将会比2011年减少25%。

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福特公司在全世界有62家主要分支机构,年销售额为1500亿美元,并且拥有199,000名员工。有些分支机构在密歇根州(Michigan),被丰富的淡水资源包围。另外一些则在缺水一度严重的地方,比如埃莫西约(Hermosillo),墨西哥(Mexico)以及索诺兰沙漠(Sonoran Desert)边缘地带。曾几何时,当含水层下降时,福特只是简单地持续深掘自己的供应水井。

从2000年到2010年间,福特公司削减了生产一辆汽车三分之一的耗水量。在2010年到2013年间,它又一次实现了同样的缩减。2000年能够生产100辆汽车的水现在可以生产222辆汽车。

福特Fusion与林肯MKXs的装配工厂位于水位线持续降低的埃莫西约(Hermosillo),在这里,一个基于反渗透技术的水的可重复使用闭环回收装置已经安装好。多亏了这个回收系统,工厂能够在产量扩大50%的同时不增加用水量。

目前,每个福特工厂都知道自己生产每一件产品需要耗费多少水,多少能源以及需要排放多少碳氢化合物----这是一种许多公司缺乏的基本意识。埃莫西约现在生产一辆汽车需要使用555加仑的水,大约是福特全球平均耗水1030加仑的一半。另外一个在墨西哥的工厂,以及一个在印度的工厂,生产一辆汽车耗水都少于300加仑。

福特开始在细节上计算用水量,他们发现,10%的“用”水量来自于消防系统中漏水的水管。然而,在用水态度上更大的改变是福特开始重新审视它的供应链以及改变用于生产汽车的材料构成。汽车喷漆是一个耗水量巨大的过程:一开始,需要将原钢车身通过一个大概有2个足球场那么大的浸泡槽,车身需要全部浸入槽内,以进行彻底的表面清洗,为接受喷漆做准备。

在福特的新系统中,一辆车需要喷上的三层漆(中涂漆,色漆和清漆),这三层喷漆过程可以在不需要干燥的情况下完成,这种方式被福特称为“全湿”喷漆。在喷不同层漆之间不再利用烤箱来烤干汽车,这种做法既可以节约能源,同时喷漆过程耗费的水也会减少30%。

为了完成这一转型,福特公司必须与它全球的油漆供应商合作,重新制作新的油漆,并将新漆应用于每年数以百万计的汽车上。这样不仅会提高汽车喷漆的效率,也会降低用水需求的压力。

整体上来看,福特公司的高效用水技术创新非常有效,霍布斯(Hobbs)和他的环保团队已经开始为公司设立新的目标。比如说,未来的某一天,福特可能只使用非饮用水来满足供应生产的需要。

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