Alte Smartphones wiederverwenden: Wenn Wiederverwendung sinnvoller ist als Recycling

Wenn man sich die Spezifikationen von Smartphones ansieht, die in den letzten Jahren auf den Markt kamen, ist es bemerkenswert, wie sich Aspekte wie CPU-Kerne, Taktraten und GPU-Leistung in dieser Zeit verbessert haben, wobei selbst neue Budget-Smartphones viel Rechenleistung bieten als ein paar Sensoren. Vielleicht noch bemerkenswerter ist, dass von den rund 1,5 Milliarden Smartphones, die jedes Jahr verkauft werden, viele bereits nach zwei Jahren der Nutzung wieder entsorgt werden. Dies scheint ziemlich verschwenderisch zu sein, und ein aktuelles Papier von Jennifer Switzer und Kollegen schlägt vor, dass eine sogenannte Computational Carbon Intensity (CCI)-Metrik verwendet werden sollte, um zu bestimmen, wann es sinnvoller ist, ein Gerät zu recyceln, als es weiter zu verwenden.

Was die Entscheidung, wann eine Wiederverwendung sinnvoller ist als ein Recycling, erschwert, besteht darin, dass es viele Möglichkeiten gibt, zu definieren, wann ein Gerät nicht mehr „zweckmäßig“ ist. Man könnte argumentieren, dass das durchschnittliche Smartphone nach zwei Jahren immer noch mehr als gut genug ist, um es zumindest noch ein paar Jahre lang als Smartphone weiterzuführen, oder zumindest bis der Hersteller keine Updates mehr liefert. Über die Nutzung als Smartphone hinaus handelt es sich immer noch um Geräte mit Bildschirm, WLAN-Verbindung und einem leistungsfähigen Prozessor, wodurch sie sich für eine Vielzahl von Aufgaben eignen dürften.

Unglücklicherweise ist die Etablierung eines Industriestandards hier frustrierend, wie wir bei der Katastrophe gesehen haben, die Samsungs „Upcycling“-Konzept vor ein paar Jahren oder Googles nicht mehr existierendes Projekt Ara mit sich brachte – so vielversprechend die Idee „Wiederverwenden, Upcycling, Recyceln“ auch klingen mag kompliziert. Schlimmer noch, im Laufe der Jahre sind Smartphones immer mehr zu versiegelten, zusammengeklebten Geräten geworden, was die Erzählung der „Wiederverwendung“ verkompliziert.

Eine Frage, die einem vielleicht in den Sinn kommt, wenn die Idee des „Recyclings von Elektronikgeräten“ aufgeworfen wird, ist, warum dies eine so schreckliche Idee ist. Wenn Sie ein Gerät zum Recycling einschicken, wird es schließlich sorgfältig zerlegt und alle Materialien sortiert, bevor die Metalle eingeschmolzen, die Kunststoffe recycelt und alle anderen Kleinigkeiten auf die industrielle Art und Weise behandelt werden, die „How It's Made“ ausmacht 'Folgen und Verwandte sind so eine Freude anzusehen.

Die Realität ist leider weniger sonnig und perfekt. Nach Angaben der Vereinten Nationen werden nur 20 % der jährlich geschätzten 50 Millionen Tonnen Elektroschrott (Elektroschrott) offiziell recycelt, das heißt, dass diese in entsprechend ausgestatteten Recyclingzentren recycelt werden. Die restlichen 80 % des Elektroschrotts werden auf Mülldeponien entsorgt oder „informell recycelt“, im Allgemeinen von Einheimischen, die die Leiterplatten und Kabel verbrennen, um die Metalle zu extrahieren, oft ohne jegliche Schutzausrüstung. Diese Ergebnisse unterstreichen deutlich die Notwendigkeit, die Menge an Elektroschrott zu reduzieren, solange wir nicht einmal die Kapazitäten haben, ihn zu recyceln.

Doch selbst in offiziellen Recyclinganlagen wird nur ein Teil eines alten Smartphones wirklich recycelt. Ein massives Problem sind und bleiben beispielsweise Kunststoffe, von denen viele eine hohe Recyclingbeständigkeit aufweisen, insbesondere wenn man die Wirtschaftlichkeit des Kunststoffrecyclings berücksichtigt. Schlimmer noch: Die Wirtschaftlichkeit des Telefonrecyclings verschlechtert sich mit der Zeit, da weniger Edelmetalle und andere wertvolle Elemente in Leiterplatten und Chips verwendet werden, und zwar in kleineren Mengen. Dies hat zur Folge, dass die Rückgewinnung dieser Metalle nach der Zerkleinerung der Leiterplatten und ihrer Komponenten mit mehr Aufwand und weniger Materialaufwand verbunden ist. Auch wenn die Kupferpreise ständig steigen, ist die Wirtschaftlichkeit des Recyclings so, dass das Konzept, ein funktionierendes Gerät nicht zu recyceln, sondern es wiederzuverwenden, aus mehreren Perspektiven sinnvoll sein kann.

Die oben erwähnte CCI-Metrik, vorgeschlagen von Jennifer Switzer et al. ist definiert als: „die Messung der CO2-Auswirkungen eines Geräts über die gesamte Lebensdauer im Vergleich zu den nützlichen Berechnungen, die es über die gesamte Lebensdauer durchführt“. Grundsätzlicher ausgedrückt wird versucht zu erfassen, ob es sinnvoller ist, einen Computer (wie ein Smartphone) für Rechenaufgaben zu verwenden, anstatt ihn dem Recycling zuzuführen und ein neues Gerät zu kaufen, um ihn zu ersetzen. Interessanterweise wird in ihrem Papier auch darauf hingewiesen, dass zwischen 60 und 70 % der alten Smartphones nie weggeworfen werden, sondern herumliegen.

In seiner einfachsten Form kann eine solche „Rechenfarm“ mit Smartphones nur über eine einfache Webseite eingerichtet werden, wie das Edinburgh Parallel Computing Centre der University of Edinburgh im Jahr 2016 prägnant demonstrierte. Bei dieser Demonstration würden Freiwillige die laden Webseite, die etwas JavaScript enthielt, damit ihr Gerät dann zum spontanen parallelen Rechencluster beitragen kann. Für eine individuellere Lösung könnten Geräte mit einem benutzerdefinierten ROM geflasht werden, das sie für eine bestimmte Aufgabe optimiert.

Ein Aspekt, der den IBM PC wirklich als Computerkonzept gefestigt hat, das bis heute Bestand hat, ist die Möglichkeit, ganze Komponenten durch den Einsatz von Speicher-, Speicher- und Prozessoreinheitsmodulen zu aktualisieren, hinzuzufügen und zu ersetzen. Versuche, bei Smartphones etwas Ähnliches zu erreichen, gibt es schon seit mehr als einem Jahrzehnt mit sogenannten modularen Smartphones. Leider gab es nach PuzzlePhone 2015 (gestorben: 2017) und Googles Project Ara (2016 getötet) keine nennenswerten Versuche, Smartphones im Allgemeinen zu einem modularen, leicht reparierbaren System zu machen. Dies – zusammen mit dem herkömmlichen gesperrten Bootloader – schränkt die Wiederverwendungsversuche erheblich ein.

In dieser Hinsicht ist die Wiederverwendung von Smartphones in einem Rechencluster wahrscheinlich die einfachste Option, die beispielsweise für ein Android-Smartphone die Verwendung des nativen Entwicklungskits (NDK) umfassen könnte, um denselben C-basierten Code auszuführen, der auf regulären Rechenknoten ausgeführt würde. Weniger einfach wäre es, insbesondere ein älteres Smartphone als dedizierten Mediaplayer wiederzuverwenden, da das Betriebssystem des Geräts schließlich als „zu alt“ für solche Mediaplayer-Anwendungen angesehen würde. Hier stellt der Mangel an aktualisierten (binären Blob-)Treibern für ältere mobile SoCs ein großes Hindernis für die Wiederverwendbarkeit dar, da diese Systeme dadurch im Wesentlichen an einen älteren Linux-Kernel gebunden sind.

Wenn wir uns ansehen, was Samsung mit seinem Upcycling-Programm vorschlug, bevor es abgeschwächt wurde, umfassten die Wiederverwendungskonzepte alles von einem Smart-Home-Controller bis hin zu einer Wetterstation und einer Kindermädchenkamera. Noch wichtiger ist, dass dadurch die Bootloader entsperrt werden und die Notwendigkeit entfällt, viele neue Geräte zu kaufen, deren Funktionalität problemlos von einem älteren Smartphone abgedeckt werden könnte. Im Wesentlichen alles, was mit einem Display, WLAN, Bluetooth und einem Akku zu tun hat. Wenn man bedenkt, dass es sich beispielsweise bei einem Smart-Home-Controller lediglich um ein SoC-basiertes Gerät mit WLAN, einem Display usw. handelt, erscheint es sinnvoll, hier stattdessen ein altes Smartphone zu verwenden.

Vor diesem Hintergrund könnte der Skeptiker die Ansicht vertreten, dass das Problem bei den Telefonherstellern liegt, die uns einfach keine schönen Dinge überlassen.

Dass es effizienter ist, Geräte wie Smartphones weiterzuverwenden, die andernfalls in Schubladen verstauben – oder geschreddert werden, um einen Bruchteil der in ihre Produktion eingeflossenen Materialien zurückzugewinnen –, sollte an dieser Stelle klar sein. Dass eine solche Wiederverwendung nicht umgesetzt wird, ist im Allgemeinen auf die allgemeine Haltung der „Wegwerfgesellschaft“ zurückzuführen, die sich seit dem Aufkommen der industriellen Produktion von Gütern im 20. Jahrhundert immer mehr durchgesetzt hat.

Betrachtet man das verwandte Konzept der geplanten Obsoleszenz, das bereits in den 1930er-Jahren geprägt wurde, erscheint es heute fast kurios, auf den IBM-PC und die damit verbundene extreme Erweiterbarkeit und Aufrüstbarkeit zu blicken. Es bot nicht nur einen flexiblen Upgrade-Bus, der die Entstehung völlig neuer Industrien von Erweiterungskarten und mehr ermöglichte, sondern die PC-Klonkriege der 1990er-Jahre haben auch die bis dahin festgelegten, begrenzten Upgrades der Heimcomputer im Wesentlichen vernichtet, wenn auch nicht Dies war nicht das, was IBM beabsichtigt hatte. Es ist möglich, dass die Erfahrung von IBM mit einfachen Upgrades, Wartung und Reparaturen bei Mainframes bei dieser Designentscheidung eine Rolle gespielt hat, aber das Ergebnis war, dass der PC mit all diesen Modularitätsvorteilen zum De-facto-Standard wurde.

Aufgrund der modularen Natur von PCs kann ein System so konfiguriert und neu konfiguriert werden, dass es einer bestimmten Rolle entspricht, was alles dazu beiträgt, seine Nutzungsdauer zu verlängern. Auch wenn bei einer modernen Version des Theseus-Schiffes im Laufe einiger Jahrzehnte jede einzelne Komponente eines Systems ausgetauscht wurde, kann man mit Fug und Recht argumentieren, dass es sich zwar nicht mehr um das gleiche Gerät handelt wie am Anfang Aus Sicht des Elektroschrotts hat jede einzelne Komponente ihre maximale Nutzungsdauer erreicht.

Darüber hinaus können als Baukastensystem Komponenten verschiedener PCs zu einem anderen System zusammengefügt werden, was möglicherweise noch einige Jahre lang nützlich ist. Dies ist leider auch eine Eigenschaft, die Laptops im Laufe der Jahre verloren haben und die Smartphones und Tablets nie sinnvoll übernommen haben. Vielleicht wird mit der endlichen Bewegung „Right to Repair“ ein gewisses Maß an Modularität auch in Smartphones und anderen Geräten Einzug halten, was nicht nur die Reparatur, sondern auch die Wiederverwendung deutlich einfacher und attraktiver machen würde.

Wer weiß, vielleicht werden Smartphones eines Tages über die gleichen DIY-, White-Box- und OEM-Systeme verfügen, die wir heute bei PCs sehen, und die Leute werden alte Smartphones für Cluster und Hobbyprojekte verwenden, die heute ein Raspberry Pi-Board oder ähnliches erfordern.