シリーズ：採掘 & 材料 • 全14回中第12回
サーキュラー産業：廃棄物 = 入力
私たちはキャンパスを生きた有機体のように設計しました：熱は食べ物、水は血液、「廃棄物」は仕事を持つルームメイト。この部分ではループ（金属、熱、水、ガス、鉱物）を配線し、隣人が隣人に供給し、何も迷わないようにします。
今日のミッション
マッピングする すべての副産物を隣の買い手に。
公開する 事前計算されたループサイズ。
証明する キャンパスが静かで清潔、かつ町にとってネットで有益であることを。
なぜサーキュラーなのか（物理学が第一、ロマンスは第二）
私たちは「オフセット」しない — インターロックする。同じ電子（パート3）が金属を溶かし（パート4–6）、ポンプ、キルン（パート9）、データホール（パート11）も動かす。これにより熱、水、副産物を意図的にルーティングできる：すべての排出はメニューであり、キャンパス全体が飢えている。
- 短いループが勝つ：熱を80m移動する方が燃料を800km配管するより安い。
- 標準ポート：MEC‑48/96は交換を迅速に保つ（パート10）。
- 船形、廃棄物ではなく：テーリング／レンガ／ブロックは地元に留まる（パート1、8、9）。
材料ループ（スクラップ、カレット、その他）
金属
- スチール：EAFは自社製鋼所と顧客からのスクラップを溶解。典型的なクローズドループスクラップ率：出力の20～35％。
- アルミニウム：リターンの再溶解はバージンエネルギーの<10％；合金ごとにクリーンスクラップストリームを維持（パート6）。
- 銅：ショップリジェクトを切断＆精錬 → ER → 99.99％カソード；スラグはアノードに戻る。
ガラス＆シリコン
- カレット：質量で20～35％のバッチ；エネルギーと溶解炉の摩耗を削減（パート9）。
- PVオフカット：ガラスバッチまたはアルミレールに戻す；セルは専門のリサイクル業者へ；分解設計（パート3）。
包装＆パレット
再利用可能なスチール／アルミニウムパレットはボルトオンコーナー付き。帰り便で戻り、スキャンされて再利用されます。段ボールは一つの役割：光学機器を保護し、その後紙のループへ。
ヒートループ（プルームなし、隣接のみ）
ソース（典型的なキャンパス）
| ユニット | グレード | 回収可能 | ノート |
|---|---|---|---|
| EAF排ガス＆キャノピー | 中/高 | ~8–15 MWth | 蒸気、乾燥機へ |
| ガラスのアニーリング/テンパー | 低/中 | ~6–12 MWth | 乾燥機、建物へ |
| 電解精錬ホール | 低 | ~1–3 MWth | 空気→水コイル |
| コンピュートラック（Part 11） | 低 | 〜18–20 MWth | 液体ループ45–60 °C |
シンク（熱が稼働する場所）
- 製品乾燥機（鉱石、レンガ、コーティング）
- 家庭用給湯および建物のHVAC
- 低温プロセス工程（ピックリング、洗浄）
- 地区ループからタウンプール、温室、ランドリーへ
経験則：30 °C以上はすべてキャッチする。今日役に立たない流れは、貯蔵するか、80m先の笑顔の人に移す。
水ループ（デフォルトでクローズド）
ネットワークの構造
- 原水 → プロセス → 研磨 → リサイクル；ブローダウンはブロック/バインダーへ。
- PVの草地からの雨がメイクアップに供給し、湖が季節を緩衝する（パート1）。
- クリーンとダーティのループを分けて、クリーンをクリーンのままに保つ。
計画数値
| ライン | リサイクル率 | メイクアップ | ノート |
|---|---|---|---|
| 金属冷却 | ~90–98% | ~2–10% | クローズドタワー/HEX |
| ガラス & コーター | ~85–95% | ~5–15% | フィルター + RO |
| バッテリーメタル | ~80–95% | ~5–20% | 浸出ルートによる |
ブローダウンは川に流れ込む代わりにブロックを鉱化する（パート9）
ガス＆試薬（化学反応を制御）
副産物 → 製品
| から | 変化する | 使用者 |
|---|---|---|
| 製錬所SO₂（銅硫化物） | H₂SO₄（硫酸） | 浸出工場（バッテリーメタル） |
| LC³ e‑calciner CO₂ | CO₂ストリーム | ブロックの炭酸化硬化 |
| コンピュートポンプ＆ドライブ | 低品位熱 | 乾燥機・HVAC・温室 |
| ガラスバグハウス微粉 | 微細シリカ | バインダーブレンド・ブロック |
試薬の健全性
- 既知の閉ループを持つ硫酸塩、アンモニア、炭酸塩システムを優先。
- 蒸気経路を閉じ、排気せずに製品（酸／塩基）にスクラブ。
- 販売可能な固体を生み出す設計中和、謎の泥ではなく。
硬化用のCO₂は正確にはどこから来るのか？
電気焼成炉（パート9）から：LC³の石灰石は制御温度でCO₂を放出。キルンは密閉かつ電気式なので、その流れを捕捉・圧縮してブロックやパネルの硬化に利用。短いループで煙突なし。
鉱物副産物 → 製品（逸脱なし）
EAF＆製錬スラグ
- スクリーンと磁選：粗粒 → 道路基盤、微細粒 → バインダーブレンド（LC³と共に）。
- 熟成／蒸気処理で遊離石灰を固定；他の材料と同様に認証。
選鉱機とテール
- CO₂で硬化させたプレスブロック用の砂豊富なテール（パート9）。
- LC³用の粘土豊富な微細粒を焼成粘土に（パート9）。
でも安全ですか？
私たちは連続QAで不活性で検査済みのストリームのみをアップサイクルします。挙動しないものは安定化されたライニングモノリスとなり、そのカテゴリーを縮小し続けています。
Campusループ台帳（事前計算済み）
「One‑Gigaton Campus」— 例の結びつき（定常状態）
概算：鋼鉄 1 Mt/年・ガラス 1 Mt/年・バッテリー化学品 0.1～0.3 Mt/年・計算 20 MW。
| ループ | フロー | から | へ | 注記 |
|---|---|---|---|---|
| スクラップ鋼 | 約0.25 Mt/年 | 製鉄所/顧客 | EAF | 25％クローズドループリターン |
| アルミスクラップ | 約0.12 Mt/年 | 押出成形品 | リメルト | 低エネルギーリメルト |
| カレット | 約0.25～0.35 Mt/年 | ガラスライン | メルターバッチ | バッチの20～35％ |
| H₂SO₄ | ~0.2–0.5 Mt/年 | Cu製錬所 | 浸出工場 | SX/EW＆研磨 |
| CO₂ | 〜0.05–0.12 Mt/年 | LC³ カルシナー | ブロック硬化 | ショートループ硬化ガス |
| 低品位熱 | ~30–40 MWth | コンピュータ＆ライン | 乾燥機/HVAC | 45–60 °C ループ |
| プロセス水 | ~85–95% リサイクル | 全ライン | 水ネットワーク | 雨水＆湖による補給 |
| スラグ/砂からブロックへ | ~0.2–0.6 Mt/年 | ミル/テール | ブロック工場 | CO₂硬化 |
値は設計を具体的に保つための計画ポイントです。実際の値は現場のレシピで調整されます。
スコアボード（目標）
- 材料の循環性： 質量ベースで内部 ≥ 90%（製品除く）
- 水のリサイクル： ループ全体で平均 ≥ 90%
- 熱回収： 回収可能な低/中グレードの ≥ 70%
- 埋立廃棄物： 総質量流量の ≤ 1–3%、安定化済み
隣人の利益
- 地区の温水を原価で（学校、プール、診療所）
- 地域建設向けに価格設定されたブロック＆パネル
- メンテナンスとQAに結びつく仕事 — 静かなタイプ
事前計算済みシナリオ
シナリオA — 鋼鉄 + ガラスのデュエット
鋼鉄 1 Mt/年 + ソーラーガラス 1 Mt/年。
| ループ | 価値 | 注記 |
|---|---|---|
| 熱の再利用 | ~20–30 MWth | EAF & アニーリング → 乾燥機/HVAC |
| カレット分率 | ~25–35% | メルターのkWh/tを削減 |
| スクラップリターン | ~25–30% | 内部および顧客スクラップ |
| 水のリサイクル | ~90–95% | 二重ループ設計 |
シナリオB — 銅 + バッテリー金属
銅カソード 1 Mt/年 + Ni/Co硫酸塩 100 kt/年。
| ループ | 価値 | 注記 |
|---|---|---|
| SO₂ → H₂SO₄ | ~0.2–0.5 Mt/年 | リーチ供給 • フレアなし |
| ER熱 | ~2–4 MWth | 空気→水コイルから乾燥機へ |
| 水のリサイクル | ~85–95% | 研磨 + RO |
シナリオC — Computeアンカー型タウン
20 MW + レンガ/ブロック 0.5 Mt/年 + コミュニティ負荷を計算します。
| ループ | 価値 | 注記 |
|---|---|---|
| 廃熱を地区へ | 〜18–20 MWth | 45–60 °C供給 |
| CO₂硬化ガス | 〜0.05–0.12 Mt/年 | LC³カルシナーから |
| 水のリサイクル | >90% | ヒートポンプ乾燥機 |
データホールは公共ユーティリティになります：冬は静かな暖房、夏は静かな冷房。
質疑応答
「ゼロ廃棄物は現実的ですか？」
ゼロ埋立地は現実的ですが、ゼロ質量はそうではありません。質量の90%以上がループ内に留まり、7〜9%が他者向けの製品となり、残りの少量の問題物質は安定化され適切に保管されます — その間に私たちはそれを縮小し続けます。
「ループが停止したらどうなりますか？」
バッファを確保しています：熱タンク、試薬タンク、ブロック用のレイダウン。MECポート（パート10）で迅速に迂回可能。隣人が休んでいる間は、貯蔵が目覚めるまでの時間を橋渡しします。
「隣人にどう証明しますか？」
空気、水、騒音の連続モニターと公開ダッシュボード。ラインに問題があれば、アラームは私たちと町の両方に届きます。信頼はプレスリリースではなく設計パラメータです。
次は — Communities Around Lakes（全14回中第13回）。パート1で紹介した未来の湖の周りに成長する町を計画します — エネルギーを節約し、景色を愛する学校、市場、住宅です。