During the Re-think Circular Economy Forum held in Taranto last here, we had the honour to have as guest Walter Stahel, father of the Circular Economy and founder of The Life-Product Institute in Geneva, who began his speech giving a panoramic view of the opportunities of a low-waste, low-carbon circular industrial economy.
Circular Industrial Economy (CIE) is about stocks, not flows, he started, and it’s about managing, maintaining the value and the utility of natural capital, human capital, cultural capital, manufactured capital.
The origins of circularity are several: in nature, in infrastructure designed for long-term use, in good husbandry in societies of poverty and scarcity. The take-away from early sustainability and Circular Economy is that it comes from people caring for their belongings – what they have – and as there is no waste in nature, it simply means that all waste is man-made.
Walter explained that, looking at the economy as a whole, it is like a bath-tub economy, where you have inflows and outflows, but the thing we are most interested in is quality and quantity of stock of water in the tub. This is largely unknown today. So, a bath-tub view of a mature circular economy is one loop, with a main era of “R”, reuse, refill, repair, remanufacture and an era of “D”, de-linking materials to recover molecules as-pure-as-new from used resources. The era of “R” is about essential services, production is about productive labour and that’s why economists usually ignore the era of “R” because it’s not productive labour.
The era of “R” of the Circular Industrial Economy is about local SMEs and innovation to extend the service-life of objects. And who takes the decisions in the era of “R”? It’s the owner-user in control of his/her belongings.
Then, according to Walter, a first watershed happened 1946 when science decoupled man from nature and the era of “D” is born. The Anthropocene started with the nuclear bomb in Hiroshima and since then science has given us energy, chemistry, metallurgy, much more powerful than anything nature can offer us. But society overlooked producer liability resulting from this de-coupling from Nature.
Innovation in the era of “D” is about research and researchers, global innovation, competitiveness, economics, whereas innovation in the era of “R” is local.
Afterwards Walter made an example, showing a picture of an U.S. cemetery of windmill blades, cut in 3. Windmills, even though they produce renewable energy are definitely not a sustainable technology and not part of the circular industrial economy if it’s not possible to recover the blades’ materials at the end of their life. There are circular chemistry examples which exist today, such as de-polymerisation of different plastics and a lot is under research.
While presenting, Walter gave 3 reasons for change: improve the material efficiency, harvest societal benefits likemore jobs and less CO2 emissions, restrain ‘anthropogenic mass’. If we want to retain the material value of resources we have to improve today’s recycling by implementing more CIE. If we want to reduce CO2 emissions, then the shift to a CIE allows us to reduce them by 66%.
Again, people are in charge of the planet and we have to give nature as much room as it needs which we are not doing at the moment; we are taking over the planet. The other question Walter asked is how to change in order to build a low-carbon low-waste Circular Industrial Economy. We have 4 opportunities and the most important one is the need for innovation into circular sciences and into net zero carbon energy because if we don’t have green energy we will never have net zero products.
New research topics are all multidisciplinary, in systems, materials, molecules, components, business models. For instance, social systems innovation means we have to make sharing solutions more attractive than they are today. Systems innovation means inventing sufficiency systems, for example an electric dumper that can go up and down the mountain without ever recharging the batteries not producing efficient products. And, finally, innovation in circular energy has a very wide spectrum. Some of the dominating innovations are green hydrogen, ammonia (NASA’s X-15), iron powder (NL), geothermal CHP.
However, according to Walter, these new circular energy systems have started at universities but not yet in industries.
Innovation in Circular Chemistry has started to develop new polymers with low energy and water consumption that are 100% recoverable as pure monomers that can be re-used (even in the presence of additives) to recreate the same polymer. Innovation in Circular Metallurgy includes the era of “R” and era of “D”. Circular metallurgy includes remanufacturing components, reusing steel beams; re-refining tailings and urban ores, De-alloying alloys. Innovation in Circular Bio-chemistry is between science and nature. Some examples are: technology to convert end-of-life tyres into liquid hydrocarbons and carbon black, technique of engineered microbial communities to digest PET and polyurethane into Bio-PU molecules, mutant bacterial enzymes to reduce bottles to chemical building blocks that are used to make new bottles, engineered enzymes to break down polyethylene terephthalate (PET) into its constituent monomers. Still, many opportunities haven’t been exploited yet.
Finally, the last topic covered by Walter was innovation in public green procurement. He stated that if public procurement buys performance instead of products, it drives innovation, such as “Le pont de Millau” which used a completely new technology and commercial approach, or “Space X” which was initiated by NASA when it decided it would no longer buy hardware – rockets – but it would only buy space transport services.
Watch the speech or consult the final report to know more.
Italiano
Costruire un’economia circolare a basso contenuto di carbonio e di rifiuti
Durante l’evento Re-think Circular Economy Forum che si è tenuto lo scorso anno a Taranto tra gli ospiti che sono intervenuti c’è stato anche Walter Stahel, padre dell’Economia Circolare e fondatore di The Life-Product Institute a Ginevra, che ha iniziato il suo intervento dando una visione dall’alto delle opportunità di un’economia industriale circolare a bassa produzione di rifiuti e a basse emissioni di carbonio.
L’economia industriale circolare (EIC) riguarda gli stock, non i flussi, ha iniziato, e si tratta di gestire e mantenere il valore e l’utilità del capitale naturale, del capitale umano, di quello culturale e di quello manifatturiero.
Le origini della circolarità sono molteplici: nella natura, nelle infrastrutture progettate per un uso a lungo termine, nella buona gestione in società caratterizzate da povertà e scarsità. Il punto di partenza della sostenibilità e dell’economia circolare deriva dalla cura che le persone hanno dei loro beni – ciò che hanno – e poiché non ci sono rifiuti in natura, significa semplicemente che tutti i rifiuti sono in realtà prodotti dall’uomo.
Walter ha spiegato che, se si guarda all’economia nel suo complesso, questa è come se fosse l’economia di una vasca da bagno, dove ci sono afflussi e deflussi, ma la cosa che ci interessa di più è la qualità e la quantità di acqua nella vasca. Oggi questo aspetto è in gran parte sconosciuto. Quindi, l’idea della vasca da bagno di un’economia circolare avanzata rimanda ad un ciclo, con un’era principale di “R”, riutilizzo, ricarica, riparazione, rifabbricazione, e un’era di “D”, de-collegamento dei materiali per recuperare molecole pure come nuove dalle risorse usate. L’era della “R” riguarda i servizi essenziali, la produzione riguarda il lavoro produttivo ed è per questo che gli economisti di solito ignorano l’era della “R”, perché non si tratta di lavoro produttivo.
L’era della “R” dell’economia industriale circolare riguarda le PMI locali e l’innovazione per prolungare la vita utile degli oggetti. E chi prende le decisioni nell’era della “R”? È il proprietario-utente che ha il controllo dei suoi oggetti.
Inoltre, secondo Walter, si è verificato un primo spartiacque nel 1946, quando la scienza ha disaccoppiato l’uomo dalla natura ed è nata l’era della “D”. L’Antropocene è iniziata con la bomba nucleare di Hiroshima e da allora la scienza ci ha dato energia, chimica, metallurgia che sono molto più potenti di tutto ciò che la natura può offrirci. La società ha però trascurato la responsabilità di produttore derivante da questo disaccoppiamento dalla natura. L’innovazione nell’era della “D” riguarda la ricerca ed i ricercatori, l’innovazione globale, la competitività, l’economia, mentre l’innovazione nell’era della “R” è locale.
Walter ha poi fatto un esempio, mostrando una foto di un cimitero statunitense di pale eoliche, tagliate in 3. I mulini a vento, anche se producono energia rinnovabile, ha detto, non sono sicuramente una tecnologia sostenibile e non fanno parte dell’economia industriale circolare se non è possibile recuperare i materiali delle pale a fine vita.
Tuttavia, ci sono esempi di chimica circolare che esistono già oggi, come la depolimerizzazione di diverse materie plastiche, e molto altro è in fase di ricerca.
Walter ha infine indicato tre ragioni per cambiare: migliorare l’efficienza dei materiali, ottenere benefici per la società come più posti di lavoro e meno emissioni di CO2, e ridurre la “massa antropica”. Se vogliamo conservare il valore materiale delle risorse, dobbiamo migliorare l’attuale riciclaggio implementando più Economia Circolare Industriale (ECI). Se vogliamo ridurre le emissioni di CO2, il passaggio alla ECI ci permetterebbe di ridurle del 66%.
Ancora una volta, l’uomo è responsabile del pianeta ed è necessario lasciare alla natura tutto lo spazio di cui ha bisogno, cosa che al momento non stiamo facendo, ci stiamo invece impadronendo del pianeta.
L’altra domanda che Walter ha posto è come cambiare per costruire un’economia industriale circolare a basso contenuto di carbonio e di rifiuti. Abbiamo 4 opportunità e la più importante è la necessità di innovare nelle scienze circolari e nell’energia a zero emissioni, perché se non abbiamo energia verde non avremo mai prodotti a zero emissioni. I nuovi temi di ricerca sono tutti multidisciplinari, nei sistemi, nei materiali, nelle molecole, nei componenti, nei modelli di business.
Innovare i sistemi sociali significa rendere le soluzioni di condivisione più attraenti di quanto non lo siano oggi e significa anche inventare sistemi di sufficienza, per esempio un dumper elettrico che può andare su e giù per la montagna senza mai ricaricare le batterie, non producendo prodotti efficienti.
L’innovazione nell’energia circolare ha uno spettro molto ampio. Alcune delle innovazioni dominanti sono l’idrogeno verde, l’ammoniaca (X-15 della NASA), la polvere di ferro (NL), la cogenerazione geotermica. Tuttavia, secondo Walter, questi nuovi sistemi di energia circolare sono stati avviati nelle università, ma non ancora nelle industrie.
L’innovazione nella chimica circolare ha iniziato a sviluppare nuovi polimeri a basso consumo energetico ed idrico, recuperabili al 100% come monomeri puri che possono essere riutilizzati (anche in presenza di additivi) per ricreare lo stesso polimero. L’innovazione nella metallurgia circolare comprende l’era della “R” e l’era della “D”. La metallurgia circolare comprende la rifabbricazione di componenti, il riutilizzo di travi d’acciaio, la raffinazione di sterili e minerali urbani, la de-legatura di leghe.
L’innovazione nella biochimica circolare si colloca tra scienza e natura. Alcuni esempi sono: la tecnologia per convertire gli pneumatici fuori uso in idrocarburi liquidi e nerofumo, la tecnica delle comunità microbiche ingegnerizzate per digerire il PET e il poliuretano in molecole Bio-PU, gli enzimi batterici mutanti per ridurre le bottiglie in blocchi chimici che vengono utilizzati per produrre nuove bottiglie, gli enzimi ingegnerizzati per scomporre il polietilene tereftalato (PET) nei suoi monomeri costitutivi. Tuttavia, molte opportunità non sono ancora state sfruttate.
Infine, l’ultimo argomento trattato da Walter è stato l’innovazione negli appalti pubblici verdi. In particolare, ha affermato che se gli appalti pubblici acquistassero prestazioni anziché prodotti, spingono all’innovazione, come nel caso di “Le pont de Millau”, che ha utilizzato una tecnologia e un approccio commerciale completamente nuovi, o di “Space X”, avviato dalla NASA quando ha deciso di non acquistare più hardware – razzi – ma solo servizi di trasporto spaziale.
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