從蘋果創新開發機器人回收稀土 看企業如何實踐ESG

【芮嘉瑋╱財團法人中技社 科技暨工程研究中心組長】

二次大戰後美國曾經主宰全球石油秩序並控制中東油田，但世紀交替，新能源時代來臨，「稀有金屬」一躍成為「新石油」。全世界對稀有金屬了解的人可能不多，且應該都是相關產業的人；但活在這世上的人，只要不是與世隔絕，相信都用過稀有金屬。稀有金屬顧名思義是量很少，故稀有珍貴。另一涵義也可能是很難取得，但在各產業卻有舉足輕重的地位，而被稱呼為關鍵（原）材料或者稀貴金屬等。稀有金屬掌握在少數國家，尤其是中國，難以取得的特性，會受到國際政治局勢的影響而將其視為戰略物資。中國稀有金屬資源豐富，往往限制其出口管制作為國際經貿往來博弈的利器，稀土便是一例。

Vander Hoogerstraete等人於2014年曾指出有三種可能的方法來維持稀土供應：（1）重新開放舊礦山，但這將需要大量時間；（2）用較便宜的稀土或者無稀土永磁材料取代最關鍵的稀土；（3）從生產廢料以及棄置的電氣和電子設備（報廢產品）中回收稀土。因此，在稀土價格上漲和出口配額限制政策下，開發使用少量稀土或者不用稀土的新型永磁電機是大勢所趨，甚至從報廢產品回收稀土都是可行的因應策略。

科技巨擘力推回收技術

美國因發展高科技產業而成為主要的稀土消費國，在稀土供應鏈的投資不足導致多種原材料只能從中國等國家進口；從上游開採、煉製到中游的加工，都受中國牢牢掌控。長期以來，美國為擺脫稀土貿易往來被牽制的局面，除了開發中國境外的稀土資源，在替代及回收技術領域也積極尋求研發創新，用以開發稀土替代材料或者增加原材料利用率與加大回收利用率，以減少對中國稀土資源的依賴。美國總統拜登上任後，除了積極本土開採、擴大投資中國以外的稀土開採和加工公司，在稀土環保回收技藝方面，更是寄望科技巨頭力推循環經濟、貢獻社會責任。為此，蘋果公司（Apple Inc.，以下簡稱Apple）已開始要求供應鏈使用的稀土金屬，要逐步從電子廢棄產品回收而來。而電動車大廠特斯拉，也從回收技術著手布局最上游的金屬原料來源。

稀土金屬的回收再利用，從廢棄產品中進行再生，將之取出再次成為原料的循環經濟概念，已受到美國科技業的高度重視。美國近期在稀土回收方面的進展，尤以蘋果公司的回收創新技術最為引人關注。

Apple回收機器人屢創佳績呼應碳中和

Apple公司「循環供應鏈」（Circular Supply Chain）的概念最早出現在2017年所發表的《環境責任報告》。面對氣候變遷的挑戰刻不容緩，2019年Apple承諾到2030年對整體公司業務、製造供應鏈和產品生命週期實現碳中和目標。換言之，Apple出售的每台裝置諸如iPhone、iPad、Mac 和Apple Watch裝置都將達到「淨零碳排」。舉例來說，在稀土回收技術方面，傳統回收流程都採取非標準化的人工拆解方式，會有造成污染、回爐鎔解後金屬純度不高、無法再生產等缺點。然而，Apple在回收流程設計上，係開發一系列回收機器人來拆解iPhone手機，並對稀土元素進行回收和分類；2016年的Liam和2018年升級版Daisy便是Apple回收機器人的經典代表作。2019年Apple發布的iPhone 11和iPhone 11 Pro系列所搭載的觸覺引擎（Taptic Engine）元件，係使用從舊iPhone設備中回收的稀土材料且100%完全採用回收的稀土元素製造，這使得Apple在維持穩定的稀土供應鏈上更具彈性，且富含經濟效益。

根據美國商業雜誌Fast Company的報導，Apple的 iPhone 回收機器人位於Apple在德州奧斯汀的材料回收實驗室（Materials recovery lab）。一個Daisy機器人就有一個房間那麼大，共有五個手臂，每小時可以拆解200部iPhone，一年間拆解了數十萬部iPhone，從而可以獲取內部有價值的材料進行回收。未來的產品將由可回收或可再生材料來製成，換言之，就是『從昨天iPhone中的材料可以回收再利用以製造明天的供應鏈的方式』，將成為Apple朝向循環經濟願景而努力的目標。再者，在Apple的氣候路線圖中，將透過一系列創新行動降低碳排放，而在產品回收創新方面，Apple現在的回收機器人已經進化到「Dave」，可拆卸iPhone的觸覺引擎，據2020年7月21日蘋果的新聞稿指出，「Dave」回收稀土元素和鎢等關鍵材料的技術更佳，還可以回收鋼材。

Apple用於iPhone之稀土回收再利用專利技術

Apple於2020年12月取得了有關可磁化材料的固態沉積專利（美國專利號US10861629B1），其涉及用於iPhone之稀土回收再利用技術。如圖一所示，該專利主張一種例如iPhone手機之電子設備（1508），包括具有形成預定形狀的腔（1530、1532、1534）的外殼；由可磁化顆粒形成之可磁化磁性元件（1510、1512）承載在空腔內，使得可磁化磁性元件填充空腔並呈現出空腔的尺寸和形狀，其中磁性或可磁化材料的類型包括諸如釤鈷或釹磁鐵等稀土磁鐵。該發明專利提供了有效利用稀土磁性材料的好處，包括從材料層加工出來的多餘材料可以回收並用於後續的沉積工藝。此外，結構的期望形狀、設計和構造可以根據需求製造並且不受預定尺寸或預磁化磁體形狀的限制。

不僅如此，2021年7月Apple進一步與擁有稀土元素回收專利的卡內基梅隆大學（Carnegie Mellon University，簡稱CMU）合作開發各種稀土回收解決方案，其中包括蘋果與卡內基梅隆大學的仿生機器人實驗室合作開發出了機器學習模型，使機器人能夠自學如何拆卸它們從未見過的設備，讓回收機制能夠有效地對電子廢棄物進行分類。

Apple新款iPhone 12 Pro Max和iPhone 13 Pro

Apple於2020及2021年相繼推出的新款iPhone手機：iPhone 12 Pro Max和iPhone 13 Pro，都是透過回收機器人Daisy有效地將iPhone裝置拆解成不同的組件，並使用最新的拆卸機器人Dave邁出了下一步，將觸感引擎（Tactile Engine）拆卸以回收稀土元素和鎢等材料。Apple製造的這二款新iPhone裝置，在其所有磁鐵中使用了100%回收的稀土元素，占整個裝置中所有稀土元素總量的98%，這是史無前例的。隨著新款iPhone的推出，Apple已加倍關注地透過其製造和交付流程減少碳排放。根據iPhone 13 Pro產品環境報告（Product Environmental Report），Apple 製造的iPhone 13生命週期的碳排放來自84%的生產、12%的使用、3%的運輸和 不到1%的報廢處理。Apple更致力於使用碳生命週期評估來確定降低產品溫室氣體排放的機會，前後二代iPhone對128GB存儲空間的碳足跡估值已從78公斤之二氧化碳排放量（CO2e）減少至69公斤。

觀點：稀土回收永續思維 實踐ESG企業責任

廢手機裡才是真正的礦山，同時要兼顧低碳排。循環經濟不只是環境保護議題，更是經濟發展議題。稀土金屬的循環再利用牽涉到永續環境及產業的生存與發展，設法從地球上已經存在的iPhone回收稀土材料、創造循環再生經濟，比起礦業公司使用開採、分離、冶煉過程造成環境成本將更具有意義。Apple致力於改善生產、報廢處理和運輸流程以減少對環境的影響，透過使用可再生或可回收材料以及可再生能源製造節能產品，在減少對氣候變化的影響、保護重要資源和使用更安全材料等方面的進展，正顯示其實現2030碳中和目標的願景與雄心。循環經濟重責大任，不分地域或公司大小，科技巨臂更是標竿典範而肩負起低碳排、愛地球的使命。低碳回收稀土金屬技術成為新能源時代下的新商機。Apple使用回收的稀土，創造循環再生經濟，更加顯示其在ESG企業的永續責任受到認可。

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