第五章产品层面的环境管理

第一节产品生态设计第二节生命周期评价第三节产品环境标志第五章产品层面的环境管理第一节产品生态设计一、产品生态设计的定义二、产品生态设计战略三、产品生态设计的方法与步骤四、产品生态管理五、我国推行生态设计应注意的问题一、产品生态设计的定义2005年7月6日，欧洲议会和欧盟理事会通过了关于用能产品生态设计要求的第2005/32/EC号指令（下文简称用能产品生态设计指令或EUPEnergy-usingproducts指令），并要求成员国于2007年8月11日前使遵守该指令所需的国内法律、法规和行政规定生效。欧盟这一绿色指令的通过引起了全世界的关注，有学者认为它将引起设计领域的一场革命，国内企业特别是家电类出口企业的“神经”也因此而高度紧张。产业生态学—风暴一、产品生态设计的定义1.产品设计产品设计是一个将人的某种目的或需要转换为一个具体的物理形式或工具的过程。传统产品设计理论与方法，是以人为中心，从满足人的需求和解决问题为出发点进行的，无视后续的产品生产及使用过程中的资源和能源的消耗以及向环境的排放。在传统的产品设计中，主要考虑的因子有:全国市场消费需求、产品质量、成本、制造技术的可行性等技术和经济因子，而没有将生态环境因子作为产品开发设计的一个重要指标。传统的产品设计主要考虑市场需求、美观、成本利润、产品质量等因素，对环境因素关注较少，如一些传统工业生产只注重如何将产品快速廉价地生产出来并送到消费者手中，对于产品原料是否有毒、对消费者健康是否有害、产品是否节能、产品废弃后是否易于回收利用等根本未加考虑，这种设计也使我们对产品质量充满怀疑，消费后忐忑不安，对那些可能严重影响环境的产品在消费后更会有一种内疚与自责感。因此，传统设计正在引起一系列的问题，有学者甚至认为传统设计的缺陷正一点点侵蚀工业革命创造的文明。产品生态设计（eco-design）旨在改善产品在整个生命周期内的环境性能，降低其环境影响，实现从源头上预防污染的目的。产品生态设计系指将环境因素纳入设计之中，在产品生命周期的每一环节都考虑其可能带来的环境影响，通过设计改进，使产品的环境影响降为最低，最终引导产生一个更具有可持续性的生产和消费系统。产品生态设计即利用生态学的思想，在产品开发阶段综合考虑与产品相关的生态环境问题，设计出对环境友好的，又能满足人的需求的一种新的产品设计方法。2.产品生态设计产品生态设计基本理论基础是产业生态学中的工业代谢理论与生命周期评价。产品生命周期是指产品从原料到最终处置、连续的、环环相扣的各个环节，包括原料的获取、制造、包装运输和配送、安装与维护、使用、用后废弃、处理与处置等阶段，对上述各个阶段的环境影响进行评估便是生命周期分析法，它是一种重要的环境分析方法。在具体实施上，就是将工业生产过程比拟为一个自然生态系统，对系统的输入（能源与原材料）与产出（产品与废物）进行综合平衡。而在这一平衡过程中需要进行从“摇篮到坟墓”的整个寿命期的分析，即从最初的原材料的采掘到最终产品用后的处理。产品生态设计运用生命周期分析法对产品生命周期各个阶段产生及可能产生的环境影响进行分析，在设计阶段寻求解决方案，进而改进产品的设计或重新设计产品，减少并预防环境影响的出现。因此，生态设计是一种重要的预防措施，是我们在末端治理的环境对策失败后推行的预防策略的重要组成部分。3.产品生态设计的特点(1)从“以人为中心”的产品设计转向既考虑人的需求，又考虑生态系统安全的生态设计。(2)从产品开发概念阶段，就引进生态环境变量，并与传统的设计因子如，成本、质量、技术可行性、经济有效性等进行综合考虑。(3)将产品的生态环境特性看做是提高产品市场竞争力的一个重要因素；在产品开发中考虑生态环境问题，并不是要完全忽略其他因子。因为产品的生态特性是包含在产品中的潜在特性，如果仅仅考虑生态因子，产品就很难进入市场，产品的潜在生态特性也就无法实现。二、产品生态设计战略产品的生态设计战略是生态设计的精髓，它从不同的侧面提示在生态设计过程中所要考虑的问题，并提出解决问题的思路。生态设计的长期战略：从环境的角度考虑，生态设计的最终目标是要寻找到更加合理的、更具建设性的方案来长期地、持续地减少环境影响。这就需要开发新的设计理念来构筑生态设计的长期战略。非物质化dematerialization定义：通过技术创新、体制改革和行为诱导，在保障生产和消费质量的前提下，减少社会生产和消费过程中物质资源投入量，将不必要的物质消耗过程降到最低限度的现象。产品共享功能的组合产品（组件）功能的优化生态设计的中、短期战略：中、短期战略主要提供在生态设计中近期可以采用的改进方案。选择低影响的原材料减少原材料的使用优化生产技术优化销售系统减少使用期的影响优化产品寿命优化寿命终止系统1.生态产品概念开发战略产品生态设计战略首先应考虑的就是生态产品概念开发战略。以非物质产品(如信息)或服务替代有形的产品减少生产商对有形产品的生产和使用，同时也减少消费者对有形产品的依赖。提倡产品共享提高产品的使用效率，降低原材料和能源的消耗，降低产品的运输成本。2.易于清洁、维护和维修产品生态设计应注意产品易于清洁、维护和维修以延长产品的使用寿命。生态设计要点：一是清楚标明产品如何打开以进行维护和维修；二是清楚标明产品的某一部件应以某种特殊的方式进行清洁或维护；三是应清楚标明产品中需要定期检查的部件；四是需要定期更换的部件应易于更换。3.产品的模块化设计产品的模块化设计可最大限度地提高产品的可更新性，以满足不断变化的用户需求。具体的策略：为产品预留升级空间，更新已过时或破损的部件；将易损件整合为可一次性替换的模块等。4.尽量利用再循环原料及材料生态产品设计的一个特点是尽可能利用再循环原料及材料，减少原材料在采掘和生产过程中的能耗，最大程度地减少资源消耗，降低成本，提高企业经济效益，保护生态环境。企业可以制定“回收”计划，对原材料或部件进行再循环。5.致力于产品体积的最小化和质量的最轻化产品生态设计应致力于产品体积的最小化和质量的最轻化，以减少原材料及能源的消耗。由于产品质量的减轻，使用的原材料减少，相应产生的废物也减少，同时产品运输过程的环境影响也减小。产品和其包装体积的减小，使得同一运输工具一次可运更多的产品，从而减少能耗和成本。三、产品生态设计的方法与步骤产品生态识别产品生态识别是指根据产品的用途、功能、性质、成本及原材料选择等建立一个产品参照模型，并对该模型进行生命周期评价，即对产品在其整个寿命期内的相关生态环境干扰进行定量化识别，对各种环境因子的影响大小进行科学评估，同时对产品的总体潜在环境影响进行综合评估。产品生态诊断生态诊断是为了确定参照产品潜在的生态环境影响，如对资源能源消耗、生态系统安全等进行综合评估。通过生态诊断，找出这种潜在的环境影响的主要来源。此外，借助生态诊断，还能解决产品寿命阶段中哪一阶段的环境影响最重要，产品结构哪一部分造成的环境影响最大等重大问题。根据生态诊断的结果，进一步进行替代数据模拟，如改变产品中对环境影响最大的某个部件的结构或选择新的材料等，然后比较新的替代设计方案与原型方案之间对环境影响的差别，为进一步进行生态产品定义提供科学依据。产品生态定义即是依据生态系统安全与人类健康标准，选择未来生态产品的生态环境特性指标。其目的在于确定产品的生态环境属性，使整个产品的商业价值中包含生态环境价值。产品生态定义必须根据生态辨识和生态诊断的结果来进行。一是确定影响产品竞争能力的生态环境参数，二是制定产品具体的生态规范。依据生态诊断的结果，参考产品生态指标体系，提出改善现有产品环境特征的具体技术方案，设计出对环境友好的新产品，对这一生态产品设计方案重新进行生命周期评价和生命周期工程模拟，并对该方案的生命周期评价结果与参照产品的生命周期评价结果进行对比分析，提出进一步改进的途径与方案。产品生态定义生态产品评价四、产品生态管理ISO14000环境管理体系是产品生态管理的重要标准:1993年6月，国际标准化组织（ISO）成立了TC207环境管理技术委员会，TC207所制定的国际标准，通称ISO14000系列标准。ISO14000是一个系列环境管理标准，它包含了面向组织的3项标准：环境管理体系（EMS）；环境审核（EA）；环境行为评价（EPE）。面向环境的3项标准：生命周期评价（LCA）；环境标志（EL）；产品标准中的环境指标（EAPS）。五、我国推行生态设计应注意的问题我国的《清洁生产促进法》和2007年3月1日起施行的《电子信息产品污染控制管理办法》中均隐含有生态设计的要求，但要求的模糊性和规定的零散性会减弱其效力，而且这些规定仅仅关注产品生命周期的某些阶段，并未引入生命周期全过程的分析法，因此我国应尽快出台基于生命周期分析的明确的生态设计法规，形成强制性的强有力要求。1．完善相关立法2．采取措施增强企业进行生态设计的主动性对企业加大宣传力度，使其认识到生态设计是增强企业环境竞争力的一项重要举措，也是减少企业未来环境责任、增强员工认同感与忠诚度的可行办法；同时也是企业欲跨越贸易壁垒、打开国外市场、增加出口额必须满足的要求。对企业进行的生态设计研发，可以考虑给予资金上的支持，对采取生态设计的产品给予税收优惠，并在政府采购时予以优先考虑。3．加强对设计人员的教育和培训生态设计是一门综合性的学问，需要各方面的知识积累，很多的设计师虽然对生态设计很感兴趣或有进行生态设计的责任感，但苦于知识的单一而无法胜任。因此应加强对设计人员的教育培训，并在设计教学中引入生态学、环境学等学科的知识，以增强设计人员的环境意识和综合水平。同时教育培训也是生态设计的理念得以灌输和传播的最佳途径。4．加强对消费者的引导在全社会普及绿色消费观念，创造生态设计的市场需求，形成对企业最直接的外部动力。当前生态设计仍处在发展阶段，并存在诸如理论研究不够深入、价值体系尚未完全形成等不足，其实施也面临很多障碍，但这一符合可持续发展要求的设计理念必将得到推广与普及，并最终协助我们实现从源头上杜绝污染的目标，我们期待着这一天早日到来。第二节生命周期评价一、生命周期评价的概念二、生命周期评价的框架三、生命周期评价的应用领域四、生命周期评价技术步骤一、生命周期评价的概念生命周期评价是对一个产品系统的生命周期中输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。总体核心是：生命周期评价是对贯穿产品生命周期全过程(即所谓从摇篮到坟墓Cradle-to-Grave)——从获取原材料、生产、使用直至最终处置——的环境因素及其潜在影响的研究。生命周期管理（LifeCycleManagement,LCM）生命周期思维（LifeCycleThinking,LCT）生命周期评价（LifeCycleAssessment,LCA）可持续消费与生产（SustainableConsumptionandProduction,SCP）二、生命周期评价的框架ISO于1997年6月颁布了ISO14040标准，成为指导企业界进入ISO14000环境管理体系的一个国际标准。该标准将生命周期评价分为互相联系的、不断重复进行的四个步骤：目的与范围确定、清单分析、影响评价和结果解释。生命周期评价框架生命周期评价框架目标与范围的确定清单分析影响评价结果解释直接应用--产品开发与改进--战略规划--公共政策制定--营销--其他三、生命周期评价的应用领域近10年来，通过实施ISO14000国际环境管理标准，LCA的应用已遍及社会、经济的生产、生活的各个方面。在材料领域，LCA用于环境影响评价更是日臻完善。到目前为止，LCA在钢铁、有色金属材料、玻璃、水泥、塑料、橡胶、铝合金、镁合金等材料方面，在容器、包装、复印机、计算机、汽车、轮船、飞机、洗衣机及其他产品方面的环境影响评价应用都有报道。应用领域生命周期评价方法在其中所起的作用产品系统的生态辨识与诊断①通过“从摇篮到坟墓”的分析，识别对环境影响最大的工艺过程和产品寿命阶段。②评估产品（包括新产品）的资源效益，即对能