您可以回收硬盘吗？谷歌正在悄悄地寻找答案

在俄克拉荷马州梅耶斯县谷歌数据中心内的实验室，研究人员在 2019 年秋季手工拆卸旧硬盘驱动器，以提取一个 2 英寸长的组件，称为磁体组件。磁铁组件由两个强大的稀土磁铁组成，是硬盘驱动器中的关键肌肉，控制着一个驱动臂，允许设备读取和写入数据。在六周的时间里，科学家们收获了 6,100 块这些磁性肌肉，所有这些肌肉都有效地像新的一样。然后将这些磁铁运送到泰国的硬盘驱动器制造工厂，在那里将它们放入新驱动器中，并最终重新部署到世界各地的数据中心。这与北美数据中心每年估计有 2200 万个硬盘驱动器老化的情况相去甚远。通常，当数据中心运营商将旧驱动器更换为新驱动器时——就像他们每三到五年所做的那样——丢弃的驱动器会被毫不客气地粉碎。需要大量能源和资源才能开采并变成磁铁的稀土元素消失在铝废料的海洋中。但几年来，谷歌和科技行业的其他人一直在默默地努力改变这种状况。出于对未来稀土金属供应短缺以及稀土开采的环境损失的担忧，这为其绿色证书蒙上了一层阴影，科技公司与学术界和政府的合作伙伴正在探索是否可以开采硬盘驱动器.到目前为止，这些努力几乎没有引起公众的关注。但在拜登政府的领导下，它们可能会得到提振，拜登政府最近将政府数据中心硬盘标记为美国不仅需要用于数据存储设备和消费电子产品的稀土元素的有希望的来源，还需要用于战斗的关键能源技术气候变化。 “硬盘磁铁很重要，因为它们含有钕和镝，这对电动汽车和风力涡轮机来说是必不可少的，”亚利桑那大学研究稀土回收的科学家金红月告诉 Grist。在 17 种不同的稀土元素中，“这两种是目前最重要和最关键的。”数据中心，即构成互联网物理骨干网的计算机仓库，是寻找这些元素的好地方。他们是世界上最大的硬盘驱动器消费者，硬盘驱动器是稀土磁体的最大最终用途之一。与个人电脑中的硬盘驱动器在寿命结束时往往会在人们的地下室积聚灰尘不同，数据中心运营商对旧硬盘驱动器的收集和处理有严格的协议，以保护数据安全。普渡大学工业可持续发展博士生 Kali Frost 说：“家里电脑里的硬盘需要你作为消费者把它送到回收站。” “数据中心已经供应了数百万个硬盘。运营这些数据中心的公司希望以尽可能最好的方式处理它们，并越来越多地优化它们以实现可持续性。”

仅美国就生产了近 17% 的已用硬盘驱动器——全球最大的份额——研究人员估计，如果所有这些数据存储设备都被回收利用，它们可以满足中国以外所有稀土磁体需求的 5% 以上，可能有助于满足信息技术部门以及清洁能源公司的需求。一个由美国研究人员、科技公司、硬件制造商和电子废物回收商组成的联盟最近开始探索如何重新收集这些稀土并赋予其第二次生命。 2019 年，这些利益相关者发布了一份报告，确定了一系列潜在策略，包括擦拭和重复使用整个硬盘驱动器、移除和重复使用磁铁组件、研磨旧硬盘驱动器磁铁并使用粉末制造新磁铁，以及提取从破碎的驱动器中纯化稀土元素。这些策略中的每一个都有其自身的挑战——手动移除磁铁组件是劳动密集型的；从技术中提取稀土可能是化学或能源密集型的，并且会产生大量废物——而且要扩大其中的任何一种，都需要全球供应链中众多参与者的支持。金说，即使是将使用过的或回收的稀土磁铁放入新驱动器所需的相对较小的供应链调整也“很困难”。 “尤其是当你必须从少量开始使用新技术时。”尽管如此，一些公司已经开始迈出第一步。 2018 年，谷歌、硬盘驱动器制造商希捷和电子翻新商 Recontext（前身为 Teleplan）进行了一个小型演示项目，该项目涉及从六个硬盘驱动器上拆下磁铁组件并将它们放置在新的希捷驱动器中。 Frost 说，这次演示是 2019 年更大研究的“催化剂”，其中从谷歌数据中心的希捷硬盘中提取了 6,100 个磁铁组件，然后插入希捷制造工厂的新硬盘中。领导 2019 年研究的弗罗斯特认为，这是有史以来规模最大的一次演示。结果将发表在即将出版的《资源、保护和回收》杂志上，不仅表明可以更大规模地收集和再利用稀土磁铁，而且这样做对环境有显着的好处：总体而言，根据这项研究，重复使用的磁体组件的碳足迹比新的低 86%。 Frost 说，这个估计保守地考虑了数据中心运营所在的当地电网的能源结构。考虑到谷歌在这个特定数据中心几乎全天候使用可再生能源，重复使用磁铁的碳足迹甚至更低。谷歌拒绝透露是否有任何后续项目正在进行中，但将 Grist 指向其公开宣布的开发可扩展稀土磁铁回收工艺的目标。谷歌供应商环境影响项目经理、这项新研究的合著者 Ines Sousa 表示，在这成为现实之前，仍有一些挑战需要克服。其中包括在磁铁回收过程中需要极度清洁，“因为现代硬盘驱动器对小颗粒非常敏感”，以及硬盘驱动器不断变化的事实，导致每隔几年就有新的磁铁设计。

“有机会使磁体设计在几代之间保持不变，以便重复使用过程可以扩展，”Sousa 说。希捷发言人 Greg Belloni 告诉 Grist，该公司“致力于与客户密切合作，努力解决稀土回收的复杂性”。它的另一个客户，计算机制造商戴尔，正在探索一种不同的回收方法。 2019 年，戴尔与希捷和 Recontext 启动了一项试点计划，从通过戴尔回收计划收集的计算机硬盘中收集磁铁，将其粉碎，提取稀土，并用它们形成新的磁铁。迄今为止，通过此次合作已经收获了大约 19,000 磅的稀土磁铁以供回收。戴尔发言人 Mel Derome 告诉 Grist，该项目“仍然是一个试点计划，因为我们将继续寻找在我们自己的业务范围内扩大规模的方法”。虽然使用任何方法大规模回收稀土磁铁可能需要数年时间，但拜登政府可以帮助加快这些努力。通过艾姆斯国家实验室的关键材料研究所，联邦政府已经资助了几个项目，重点是开发从磁铁中回收稀土元素的更清洁、更有效的工艺。在最近一份关于加强供应链弹性的报告中，政府官员写道，美国政府运营的 4,000 个数据中心代表了使用这种由联邦政府资助的研发来收获稀土磁铁的“近期机会”。金说，这样的计划可以降低整个科技行业的回收障碍，类似于拜登政府为联邦车队电气化的计划如何推动更广泛的电动汽车市场。它还可以为电动汽车行业开发自己的稀土磁铁回收方法奠定基础。 “为 6,000 个驱动器建立新工艺在商业上并不可行，”金说，指的是谷歌研究中回收的硬盘磁铁数量。 “但如果我们谈论 4,000 个数据中心，改变供应链并实施新的再利用和回收途径更可行。所以听到这个消息我真的很高兴。”