美国正处于数十年来最大规模的基础设施建设浪潮之中。数据中心为支撑人工智能(AI)和云计算而不断崛起,电池工厂和先进制造设施正在重塑工业地区,可再生能源项目持续扩张,新的输电基础设施也在建设中,以连接发电端与日益增长的用电需求。

围绕这场扩张的大部分讨论,理所当然地聚焦于能源问题。电力从哪里来?新增发电能力能多快投入使用?需要多少输电线路?天然气、核能、太阳能、风能、储能等资源在满足不断增长的需求方面将扮演什么角色?

然而,在这场建设浪潮中还产生了另一种能源资源,却很少受到关注:施工留下的建筑材料废弃物。

每一个大型建设项目都会产生废料。托盘、板条箱、规格木材、包装材料、电缆卷盘、临时结构等物料随着项目推进而不断堆积。在大型工业或数据中心场地,这些废料的体量可能相当可观。然而,大部分此类材料仍被当作单纯的处置问题来对待——扔进垃圾箱,运离现场,之后基本就从项目的能源和可持续性讨论中消失了。

这是一个被错过的机会。

施工过程中产生的清洁、未经处理的木材可以成为有价值的生物质资源。如果能够被正确识别、分离、加工并交付给合适的终端用户,它可以用于支持生物质发电、工业供热等多种用途。当美国正在寻求扩大国内能源供应、提高资源利用效率、增强区域能源韧性之际,建筑废料值得被更认真地审视。

从工地废料到国内能源资源

第一步是改变我们对建筑废料的看法。几十年来直到今天,建筑工地的废料管理大多围绕"清除"展开。承包商需要把材料移走,以便工作能够安全高效地继续进行。垃圾箱被装满、运走、称重、上报,成功的标准往往是废料是否按计划、按预算被清除。

大规模施工中产生的清洁木材可以被回收并转化为生物质燃料,而非送往垃圾填埋场。

这种做法在操作层面上是合理的,但它可能掩盖了材料本身的价值。

以未经处理的规格木材为例。木材本身早已被认可为多种能源应用中的生物质资源。然而,当同类清洁木材作为建筑副产品出现时,却常常与其他废弃物混合,然后被运往垃圾填埋场或遥远的加工设施。

如果能在清洁木材被污染之前就将其识别出来,与经处理木材、石膏板、保温材料和一般废弃物分开存放,并按终端用户的要求进行加工,它就能进入有价值的第二次生命周期。根据区域基础设施和市场条件的不同,这可能包括再利用、再制造、回收、生物质发电或工业供热等方式。

能源回收不应取代更高价值的用途,只要这些用途切实可行。健全的循环材料战略应优先考虑现有的最佳利用方式。可以再利用的木材就应该再利用,能够经济地再制造或回收的材料就应该走这些路径。但无法合理进入这些市场的材料,也不应自动成为填埋垃圾。

将木材填埋还会带来环境和经济上的后果。有机材料在填埋条件下分解时会产生甲烷。承包商和项目业主需要支付运输和处置费用,有时仅仅因为附近没有找到合适的资源利用市场,就要把材料运往很远的地方。

回收建筑木材用于能源用途可以同时解决多个问题:减少填埋处置量,提供国内燃料来源,并在有区域出口渠道时降低运输和废料管理成本。当放眼当前基础设施建设的规模时,这一机遇的意义会更加凸显。单个项目可能无法改变美国的能源结构,但成千上万个建设工地产生的可回收材料,共同构成了一股目前基本被忽视的分散型资源流。

打造区域生物质市场,并使其可衡量

建筑衍生生物质最有力的论据往往在于区域层面。将体积庞大的材料运输到较远距离,会迅速削弱回收带来的经济和环境效益。运输成本上升、卡车排放增加、物流变得更复杂。某种材料从技术上讲可以回收,但如果最近的可行处理设施远在几百英里之外,经济性可能就不成立。区域生物质基础设施改变了这一局面。

当建筑材料能够在同一区域内被回收、加工和利用时,就形成了更短、更具韧性的供应链。生物质发电设施和工业用户获得了额外的燃料来源,建筑项目获得了另一种材料出路,而当地的加工企业和运输公司也能参与到这条价值链中来。

区域回收网络可以将清洁的建筑木材转化为本地采购的生物质燃料,为原本可能被丢弃的材料创造有价值的第二次用途。

建筑衍生木材应被视为多元化区域燃料组合的一个组成部分。大型项目在特定时期内可以产生集中的材料量。一个数据中心园区、电池工厂、制造厂、太阳能项目或输电线路建设项目,在施工期间可能产生大量木材。如果这些材料量能够被预测并与区域需求相匹配,那么原本属于处置负担的材料就能成为当地能源供应的一部分。

一个挑战在于对材料流的信任度。生物质用户需要知道自己接收的是什么。开发商需要证据证明材料确实到达了上报的目的地。可持续发展团队需要可信的数据而非估算值,承包商则需要一套不干扰施工进度的回收系统。

技术正开始应对这些挑战。AI可以在处置环节识别材料、发现污染情况,并提前掌握进入废料流的信息。团队不必等到垃圾箱被运走后才发现某批材料因污染过重而无法用于预定用途,而是可以在材料仍留在工地时就进行干预。

这一区别十分重要。事后生成的报告只能告诉项目团队发生了什么;而在材料仍在现场时提供的信息,则有助于改变将要发生的事情。数字化的监管链系统可以将这种可视性延伸到垃圾箱之外,材料可以从建筑工地经运输、加工直至最终目的地全程被追踪。重量单据、材料分类、照片和目的地记录,共同构成了材料的可验证历史。

对于项目业主、公用事业公司和能源企业而言,这类文档记录正变得越来越重要。可持续性方面的声明需要证据支撑,企业需要知道回收了多少材料、这些材料去了哪里、变成了什么,以及产生了怎样的环境效益。

更好的数据也有助于市场走向成熟。了解自己项目能产生多少可回收木材的开发商,可以帮助加工企业规划产能;对区域原料有更好可见性的生物质设施,可以做出更明智的采购决策;能够看到污染模式的承包商,可以改进分类作业。

AI在这里发挥作用,并不是因为它让废料管理听起来更"高科技",而是因为它能让一个原本零散的材料流变得更可预测、可衡量、可利用。

拓展我们对"可再生能源项目"的定义

更广泛的机遇在于重新思考一个能源项目的边界究竟从何处开始、到何处结束。一座太阳能电站之所以被视为可再生能源项目,是因为它未来数十年将产生的电力。但在第一兆瓦时电力产生之前,大量材料已经在场地上流转过了。

同样的原则也适用于支撑美国日益增长用电需求的基础设施。数据中心、先进制造设施、电池工厂、输电项目及其他大型开发项目都需要大量的施工活动。这些项目如何管理其材料,应被视为其整体能源和环境表现的一部分。

这需要将建筑材料回收工作提前纳入规划流程。

废料问题往往在主要项目决策已经完成之后才被提及。到那时,合同已经签订,运输合作关系已经建立,区域回收机会可能已经错失。材料回收应与采购、物流、能源使用、水资源和排放等其他早期项目考量因素一并评估。

开发商可以首先估算项目可能产生的可回收材料的种类和数量,在施工开始前识别区域内的再利用、回收、生物质及工业市场,承包商可以围绕这些出口渠道建立分类作业规范,技术则可以提供持续验证,帮助团队在污染或物流问题出现时及时应对。

未来几十年,美国将需要大量新的能源基础设施。建设这些基础设施需要钢材、混凝土、木材、设备、土地、人力和资金,同时也会产生数百万吨的材料——这些材料既可以被当作废料处理,也可以被视为一种资源。有些材料可以再利用,有些可以回收,有些清洁木材可以变成可再生燃料。填埋不应成为默认选项,仅仅因为识别更好去向所需的系统从未被建立起来。

没有哪一种单一资源能够解决美国的能源难题。这个国家未来的能源系统将依赖于由多种技术、燃料、基础设施和效率提升措施组成的组合。建筑衍生生物质将是这一更大图景中的一部分,但它是能够同时解决多个问题的一部分。回收清洁建筑木材可以减少填埋处置、加强区域生物质市场、创造额外的国内燃料供应、改善项目经济性,并更好地利用国家已经采伐和运输过的资源。

清洁能源建设不应仅凭其基础设施建成后所产生的成果来评判,还应看我们在建设过程中,对留下的材料利用得有多么明智。

美国已经在产生这种可再生资源,下一步是停止将其中如此多的部分白白扔掉。

——Todd Thomas 是 Woodchuck.ai 的首席执行官兼联合创始人。

Q&A

Q1:建筑废料中的木材真的可以用来发电吗?

A:可以。清洁、未经处理的木材是已被广泛认可的生物质资源,只要在污染前被正确识别、分离和加工,就能用于生物质发电或工业供热等能源用途。

Q2:为什么建筑木材废料大多被送去填埋而不是回收利用?

A:主要是因为清洁木材常与其他废弃物混合运输,加上缺乏区域回收基础设施和可靠的材料追踪系统,导致本可利用的材料被当作垃圾一并处置。

Q3:AI技术在建筑废料回收中能起到什么作用?

A:AI可以在处置环节及早识别材料类型和污染情况,配合数字化监管链系统追踪材料从工地到最终去向的全过程,让原本零散的废料流变得更可预测、可衡量、可验证。

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