书城科普读物低碳工业
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第11章 低碳产品与绿色设计(1)

一、认知绿色产品

绿色产品或称为环境协调产品、环境友好产品、生态友好产品。20世纪70年代美国政府在起草的环境污染法规中首次提出绿色产品的概念。但直到现在,由于对产品“绿色程度”的描述和量化特征还不十分明确,因此,目前还没有公认的权威定义。以下定义从不同的角度对绿色产品进行了描述,有助于理解绿色产品的含义。

①绿色产品是指以环境和环境资源保护为核心概念而设计生产的,可以拆卸并分解的产品,其零部件经过翻新处理后,可以重新使用。

②美国《幸福》双周刊上一篇题为“为再生而制造产品”的文章认为:绿色产品是指将重点放在减少部件,使原材料合理化和使部件可以重新利用的产品。

③绿色产品是一件产品在使用寿命完结时,其部件可以翻新和重新利用,或能安全地把这些零部件处理掉,这样的产品称为绿色产品。

④绿色产品可以归纳为从生产到使用乃至回收的整个过程都符合特定的环境保护要求,对生态环境无害或危害极少,以及利用资源再生或回收循环再用的产品。

⑤绿色产品就是在其生命周期全程中,符合特定的环境保护要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率最高,能源消耗最低的产品。即绿色产品应有利于保护生态环境,不产生环境污染或使污染最小化,同时有利于节约资源和能源,且这一特点应贯穿于产品生命周期全程。

⑥有学者认为绿色产品应包含以下特性:对人和生态系统的危害最小化;产品的材料含量最小化;产品的回收率高;零部件的再制造利用率高,材料能进行的逐级循环率高;用户或消费者能接受并能够实现交换的产品。因此将绿色产品定义为:绿色产品是在产品全生命周期中满足绿色特性中的一个特性或几个特性,并且满足市场需要的产品。绿色特性包括对人和生态环境危害小、资源和材料利用率高、回收和再利用率高。

二、 绿色环境标志

国际标准化组织(ISO)颁布的ISO14024、ISO14021、ISO1425分别规定了Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型环境标志计划的具体原则和程序。

这三种不同环境标志的出现是源于不同的需要和市场,Ⅰ、Ⅱ型环境标志的出现是针对普通的市场和消费者,Ⅲ型环境标志是针对专业的购买者。3种环境标志也有着自己不同的名字,Ⅰ型叫环境标志,Ⅱ型叫自我环境声明,Ⅲ型叫环境产品声明。由于3种环境标志采用的评价方法不同,实施起来有着巨大的区别:Ⅰ型的特点是要对每类产品制定产品环境特性标准,Ⅱ型是企业可以自己进行环境声明,Ⅲ型是要进行全生命周期评价,然后公布产品对全球环境产生的影响。

我们可以依据环境标志的国际标准对其特点进行比较。

1.Ⅰ型环境标志

Ⅰ型环境标志计划是一种自愿的、基于多准则的第三方认证计划,以此颁发许可证授权产品使用环境标志证书,表明在特定的产品种类中,基于生命周期考虑,该产品具有环境优越性。第三方可以是政府组织或独立的非商业性实体。例如德国的蓝天使标志、欧盟的花卉标志、中国的十环标志等。

Ⅰ型环境标志应该遵循的原则为:自愿性原则、选择性原则、产品的功能性原则、符合性和验证性原则、可得性原则、保密性原则。

Ⅰ型环境标志的特点为:公开透明、第三方认证、产品的规模效应、其他国际通行标准、明确的环境标志产品准则。

Ⅰ型环境标志需预先制定产品准则,以作为产品认证的技术依据,由此决定了环境标志准则在Ⅰ型环境标志计划中的核心地位。

Ⅰ型环境标志技术标准还需要对技术和市场的变化做出实时反应、定期评审或及时修订,目的都在于反映高新科技的新成果和社会公众的新需求,确保技术标准与技术和市场同步。当然,在更新技术标准的同时,还要求认证企业在规定时间内实现新标准的指标。

各国在国际标准ISO14024规定的原则和程序的指导下,把产品的环境行为标准具体化,目前世界主要国家共颁布环境标志产品标准1000余个,每2~3年修订一次,以适应科技进步和公众对绿色不断提高的要求。

Ⅰ型环境标志在鼓励社会层次上的大循环经济的同时,还注重人体健康安全,它提倡的是更高层次上的“循环经济”。

2.Ⅱ型环境标志或声明

Ⅱ型环境标志即自我环境声明,它是一种未经独立第三方认证,基于某种环境因素提出的,由制造商、进口商、分销商、零售商或任何能获益的一方自行做出的环境声明。自我环境声明包括与产品有关的说明、符号和图形;有选择地提供了环境声明中一些通用的术语及其使用的限用条件;规定了对自我环境声明进行评价和验证的一般方法,以及对选定的12个声明进行评价和验证的具体方法。

Ⅱ型环境标志规定了产品和服务在作自我环境声明时应遵循的通用原则,以及对当前正在或今后可能被广泛使用的12个自我环境声明给出具体要求。

12个自我环境声明的内容为:可堆肥、可降解、可拆解设计、延长寿命产品、使用回收能量、可再循环、再循环含量、节能、节约资源、节水、可重复使用或重复充装、减少废物量。其在设计、生产、使用、废弃这一生命周期过程中的分布是:在生产环节有一个声明——节约资源;在使用环节有3个声明——节能、节水和延长寿命产品;在使用至废弃前有两个声明——减少废物量和可重复使用和充装;在废弃阶段有4个声明——可降解、可堆肥、可再循环和可拆解设计;在废弃物再次进入生产阶段有两个声明——再循环含量和使用回收能量。可见,12项声明涵盖生产、使用、废弃的全过程,企业没有权力再自造环境声明。中介机构重在验证12个声明内容准确、无误,给公众准确信息。

Ⅱ型环境标志针对某一特定要求进行自我环境声明,快速直接地反映公众的某项需求和企业的某项承诺,在贴近企业和公众方面提供了更加有效的补充。

Ⅱ型环境标志主要针对资源的有效利用,企业可以从声明中规定的12个方面中选择一项或几项做出产品自我环境声明,并须经第三方验证。

3.Ⅲ型环境标志

Ⅲ型环境标志是一个量化的产品生命周期信息简介,它由供应商提供,以根据ISO14040系列标准而进行的生命周期评估为基础,它根据预先设定的参数,将声明的内容经由有资格的独立的第三方进行严格评审、检测、评估,证明产品和服务的信息公告符合实际后,准予颁发评估证书。

Ⅲ型环境声明的原则是:自愿性、开放性和协商性、体现产品功能特性、透明性、可得性、科学性、机密性。

Ⅲ型环境标志声明中的信息应从生命周期评价中获取,运用的方法是在相关的ISO标准(ISO14040~ISO14043)中制定出来的。在ISO14025标准草案中为Ⅲ型环境声明提供了两种方法选择:一种是生命周期清单(Life CycleInventor,LCI)方法,即用量化的数据将生命周期中每个阶段的输入输出表征出来;另一种是生命周期影响评价(Life Cycle Impact Assessment,LCIA)方法,即在生命周期清单分析的基础上进一步评价每个生产阶段或产品每个部件的环境影响程度。由于生命周期影响评价方法现在还不够成熟,因此,多数国家在Ⅲ型环境标志计划的开展过程中都采用了以生命周期清单分析为基础,对个别重要的环境因素进行影响评价的方法。

可以认为,Ⅲ型环境标志通过生命周期各阶段的输入输出清单分析,将各种量化的信息予以公布,最终目的都是为了借助公众监督和消费选择的力量来刺激和鼓励企业通过各种途径实现资源能源的利用效率。

三、绿色生态化设计

有人将传统设计称为“从摇篮到坟墓”的设计,而将绿色设计称为“从摇篮到再现”或“从摇篮到摇篮”的设计。

绿色设计,又称生态设计、面向环境的设计、可持续设计、产品生命周期设计等,目前关于绿色设计的定义国内外还没有一个统一的、公认的定义。不同的学者对绿色设计的定义内容虽然有所不同,但从不同的角度描述了绿色设计的内涵。下面列出绿色的几种主要定义方式,有助于理解绿色设计的含义。

①美国的技术评价部门OTA 1992年把绿色设计定义为:绿色设计实现两个目标——防止污染和最佳的材料使用。

②美国AT&;;T公司环境与安全工程原副总裁戴维在美国机械工程师学会的一次大会中谈到:“这种思想简单而且符合逻辑,从源头上防治污染,将设计与制造作为一个整体。不要等着去处理污染,相反地,预测到产品和工艺对环境的负面影响,并提前处理好,这就是面向环境设计。”

③美国国家技术与环境工程学会高级项目主管蒂纳·理查德斯曾解释:DFE是一种把可回收性、可拆卸性、可维修性、可再生性、可重用性等一系列环境参数作为设计目标的设计过程。当这些环境目标达到以后,再考虑产品的质量生命周期、功能等因素。DFE有很好的商业意义,因为它降低了有害物质的处理成本,也不会因为违反政府条例而受到处罚。DFE的核心是建立一个回收利用体系以及建立一个不同材料、不同工艺和不同技术的环境参数体系作为绿色产品评估体系。

④数字环境健康与安全部顾问鲍勃·菲容说:“DEF的关键是一种面向系统的方法,而不是面向产品的方法,这是本质的区别。”他说最可能的结果将是设计产品时将整个系统包括制造、使用、废物处理都考虑到,而不仅仅是产品的设计。

⑤绿色设计是这样一种设计,即在产品的整个生命周期内,着重考虑产品环境属性(可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等),并将其作为设计目标,在满足环境目标要求的同时,保证产品应有的功能、使用寿命、质量等。

⑥中国清洁生产网(http.//www.ccpp. org.cn)中认为生态设计,也称绿色设计或生命周期设计或环境设计,是指将环境因素纳入设计之中,从而帮助确定设计的决策方向。生态设计要求在产品开发的所有阶段均考虑环境因素,从产品的整个生命周期减少对环境的影响,最终引导产生一个更具有可持续性的生产和消费系统。生态设计活动主要包含两方面的含义:一是从保护环境的角度考虑,减少资源消耗、实现可持续发展战略;二是从商业角度考虑,降低成本、减少潜在的责任风险,以提高竞争能力。

⑦绿色设计是以环境资源为核心概念的设计过程,即在产品的整个生命周期内,优先考虑产品的环境属性(可拆卸性、可回收性等),并将其作为产品的设计目标,在满足环境目标的同时保证产品的物理目标(基本性能、使用寿命、质量等)。绿色设计包含了产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、再用及处理的各个阶段,涉及产品的整个生命周期。

⑧有中国学者认为,鉴于绿色设计的多重属性,应该从一个更广泛、抽象的层次上来理解和定义绿色设计,即绿色设计与制造是一个技术和组织(管理)活动,它通过合理使用所有的资源,以最小的生态危害,使各方尽可能获得最大的利益或价值。其中:技术是指设计技术、制造技术、产品的技术原理、再制造技术、信息技术和废物处理技术等。

组织包括国家、政府部门和民间团体,以及制定的各种法规,技术管理、质量管理和环境管理体系,各种相关标准和理念。有效的组织是合理利用资源的一个重要方面,它对于防止经济增长和资源消耗相分离是非常有意义的。

资源包括能量流、材料流、信息流、人力资源,各种知识、技能以及时间。

生态危害:是指自然环境的破坏,以及当代人、后代人、消费者和劳动者的健康危害和潜在危险。

各方指全球环境、国家、区域环境、企业或公司以及消费者和劳动者。

利益或价值指各方的成本效益和社会效益,如公司的形象,特别是保证消费者的满意度,只有当绿色产品和服务在市场上满足消费者的需求时,才能够实现价值交换。另外,消费者需要的产品和服务在本质上是一种解决方案,因此,绿色产品应该是为具体客户定制的,应开拓新的消费模式,例如,消费者购买使用权,而不是产品的所有权。

四、绿色产品材料的选择

从产品全生命周期的角度进行分析,在原材料制备、产品制造加工、使用、回收处理的每一个过程中,材料都在直接地影响着环境。

1.所用材料本身的制备过程对环境的影响

与工程材料(如钢铁、有色金属、塑料等)制备相关的行业包括冶金、化工等,这些行业都是造成环境污染的主要行业,因此避免或减少选择制备过程中对环境污染大的材料,减少其需求量,对保护环境具有重要意义。

2.材料在产品加工制造过程中对环境的影响

材料在产品制造加工过程中对环境造成的污染主要有以下几种情况:

①对材料进行加工的工艺对环境造成污染,如在机械加工工艺中,铸造、锻造、热处理、电镀、油漆、焊接等工艺对环境的影响都比较大,可尽量通过材料的选择避免这些工艺的采用或选用先进的替代工艺。

②由于材料的性能导致可加工性差,在加工过程中产生了大量的切屑、粉尘,以及超标的噪声等。