產品層面的環境管理課件

第十二章產品層面的環境管理

第一節產品生態設計

第二節生命周期評價

第三節產品環境標志第一節產品生態設計一、產品生態設計的定義二、產品生態設計戰略三、產品生態設計的方法與步驟四、產品生態管理五.我國推行生態設計應注意的問題一、產品生態設計的定義2005年7月6日，歐洲議會和歐盟理事會通過了關于用能產品生態設計要求的第2005/32/EC號指令（下文簡稱用能產品生態設計指令或EUP指令），并要求成員國于2007年8月11日前使遵守該指令所需的國內法律、法規和行政規定生效。歐盟這一綠色指令的通過引起了全世界的關注，有學者認為它將引起設計領域的一場革命，國內企業特別是家電類出口企業的神經也因此而高度緊張。一、產品生態設計的定義2.產品生態設計產品生態設計（Eco-design）指將環境因素融入到產品設計中，旨在改善產品在整個生命周期內的環境性能，降低其環境影響，實現從源頭上預防污染的目的。產品生態設計系指將環境因素納入設計之中，在產品生命周期的每一環節都考慮其可能帶來的環境影響，通過設計改進，使產品的環境影響降為最低，最終引導產生一個更具有可持續性的生產和消費系統。產品生態設計即利用生態學的思想，在產品開發階段綜合考慮與產品相關的生態環境問題，設計出對環境友好的，又能滿足人的需求的一種新的產品設計方法。（另外一種提法）

一、產品生態設計的定義產品生態設計基本理論基礎是產業生態學中的工業代謝理論與生命周期評價。產品生命周期是指產品從原料到最終處置、連續的、環環相扣的各個環節，包括原料的獲取、制造、包裝運輸和配送、安裝與維護、使用、用后廢棄、處理與處置等階段，對上述各個階段的環境影響進行評估便是生命周期分析法，它是一種重要的環境分析方法。在具體實施上，就是將工業生產過程比擬為一個自然生態系統，對系統的輸入（能源與原材料）與產出（產品與廢物）進行綜合平衡。而在這一平衡過程中需要進行從“搖籃到墳墓”的整個壽命期的分析，即從最初的原材料的采掘到最終產品用后的處理。產品生態設計運用生命周期分析法對產品生命周期各個階段產生及可能產生的環境影響進行分析，在設計階段尋求解決方案，進而改進產品的設計或重新設計產品，減少并預防環境影響的出現。因此，生態設計是一種重要的預防措施，是我們在末端治理的環境對策失敗后推行的預防策略的重要組成部分。一、產品生態設計的定義3.產品生態設計的特點(1).從“以人為中心”的產品設計轉向既考慮人的需求，又考慮生態系統的安全的生態設計。(2).從產品開發概念階段，就引進生態環境變量，并與傳統的設計因子如，成本、質量，技術可行性，經濟有效性等等進行綜合考慮；

、(3).將產品的生態環境特性看作是提高產品市場競爭力的一個重要因素；在產品開發中考慮生態環境問題，并不是要完全忽略其它因子。因為產品的生態特性是包含在產品中的潛在特性，如果僅僅考慮生態因子，產品就很難進入市場，其結果產品的潛在生態特性也就無法實現。

二、產品生態設計戰略1.生態產品概念開發戰略產品生態設計戰略首先應考慮的就是生態產品概念開發戰略。從環境保護方面考慮，生態設計的最終目標是要尋找到更優化、更合理的方案來持續減少產品對環境的影響。以非物質產品(如信息)或服務替代有形的產品減少生產商對有形產品的生產和使用，同時也減少消費者對有形產品的依賴。提倡產品共享提高產品的使用效率，降低原材料和能源的消耗，降低產品的運輸成本。二、產品生態設計戰略2.易于清潔、維護和維修產品生態設計應注意產品易于清潔、維護和維修以延長產品的使用壽命。生態設計要點：一是清楚標明產品如何打開以進行維護和維修；二是清楚標明產品的某一部件應以某種特殊的方式進行清潔或維護；三是應清楚標明產品中需要定期檢查的部件；四是對需要定期更換的部件應易于更換。

二、產品生態設計戰略3.產品的模塊化設計產品的模塊化設計可最大限度地提高產品的可更新性，以滿足不斷變化的用戶需求。具體的策略：為產品預留升級空間，更新已過時或破損的部件；將易損件整合為可一次性替換的模塊等。二、產品生態設計戰略5.致力于產品體積的最小化和重量的最輕化產品生態設計應致力于產品體積的最小化和重量的最輕化，以減少原材料及能源的消耗。由于產品重量的減輕，使用的原材料減少，相應產生的廢物也減少，同時產品運輸過程的環境影響也減小。產品和其包裝體積的減小，使得同一運輸工具一次可運更多的產品，從而減少能耗和成本。三、產品生態設計的方法與步驟

產品生態識別生態產品評估產品生態識別是指根據產品的用途、功能、性質、成本及原材料選擇等建立一個產品參照模型，并對該模型進行生命周期評價，即對產品在其整個壽命期內的相關生態環境干擾進行定量化識別，對各種環境因子的影響大小進行科學評估，同時對產品的總體潛在環境影響進行綜合評估。產品生態診斷生態診斷是為了確定參照產品潛在的生態環境影響，如對資源能源消耗、全球性環境壓力及生態系統安全等進行綜合評估。通過生態診斷，找出這種潛在的環境影響的主要來源。此外，借助生態診斷，還能解決產品壽命階段中哪一階段的環境影響最重要，產品結構哪一部分造成的環境影響最大等重大問題。根據生態診斷的結果，進一步進行替代數據模擬，如改變產品中對環境影響最大的某個部件的結構或選擇新的材料等，然后比較新的替代設計方案與原型方案之間對環境影響的差別，為進一步進行生態產品定義提供科學依據。產品生態定義產品生態定義即是依據生態系統安全與人類健康標準，選擇未來生態產品的生態環境特性指標。其目的在于確定產品的生態環境屬性，使整個產品的商業價值中包含生態環境價值。產品生態定義必須根據生態辨識和生態診斷的結果來進行。一是確定影響產品競爭能力的生態環境參數，二是制定產品具體的生態規范。依據生態診斷的結果，參考產品生態指標體系，提出改善現有產品環境特征的具體技術方案，設計出對環境友好的新產品，對這一生態產品設計方案重新進行生命周期評價和生命周期工程模擬，并對該方案的生命周期評價結果與參照產品的生命周期評價結果進行對比分析，提出進一步改進耐揪隊敕槳浮四、產品生態管理ISO14000環境管理體系是產品生態管理的重要標準1993年6月，國際標準化組織（ISO）成立了TC207環境管理技術委員會，TC207所制定的國際標準，通稱ISO14000系列標準。ISO14000是一個系列環境管理標準，它包含了面向組織的3項標準：環境管理體系（EMS）；環境審核（EA）；環境行為評價（EPE）。面向環境的3項標準：生命周期評價（LCA）；環境標志（EL）；產品標準中的環境指標（EAPS）五.我國推行生態設計應注意的問題2、采取措施增強企業進行生態設計的主動性。對企業加大宣傳力度，使其認識到生態設計是增強企業環境競爭力的一項重要舉措，也是減少企業未來環境責任、增強員工認同感與忠誠度的可行辦法；同時也是企業欲跨越貿易壁壘、打開國外市場、增加出口額必須滿足的要求。對企業進行的生態設計研發，可以考慮給予資金上的支持，對采取生態設計的產品給與稅收優惠，并在政府采購時予以優先考慮。五.我國推行生態設計應注意的問題3、加強對設計人員的教育和培訓。生態設計是一門綜合性的學問，需要各方面的知識積累，很多的設計師雖然對生態設計很感興趣或有進行生態設計的責任感，但苦于知識的單一而無法勝任。因此應加強對設計人員的教育培訓，并在設計教學中引入生態學、環境學等學科的知識，以增強設計人員的環境意識和綜合水平。同時教育培訓也是生態設計的理念得以灌輸和傳播的最佳途徑。五.我國推行生態設計應注意的問題4、加強對消費者的引導，在全社會普及綠色消費觀念，創造生態設計的市場需求，形成對企業最直接的外部動力。

當前生態設計仍處在發展階段，并存在諸如理論研究不夠深入、價值體系尚未完全形成等不足，其實施也面臨很多障礙，但筆者深信，這一符合可持續發展要求的設計理念必將得到推廣與普及，并最終協助我們實現從源頭上杜絕污染的目標，我們期待著這一天早日到來。

一、生命周期評價的概念生命周期評價是對一個產品系統的生命周期中輸入、輸出及其潛在環境影響的匯編和評價。總體核心是：生命周期評價是對貫穿產品生命周期全過程(即所謂從搖籃到墳墓)—從獲取原材料、生產、使用直至最終處置—的環境因素及其潛在影響的研究。二、生命周期評價的框架ISO于1997年6月頒布了ISO14040標準，成為指導企業界進入ISO14000環境管理體系的一個國際標準。該標準將生命周期評價分為互相聯系的、不斷重復進行的四個步驟：目的與范圍確定、清單分析、影響評價和結果解釋。生命周期評價框架目標與范圍的確定清單分析影響評價結果解釋直接應用--產品開發與改進--戰略規劃--公共政策制定--營銷--其他圖12-2生命周期評價框架三、生命周期評價的應用領域應用領域生命周期評價方法在其中所起的作用產品系統的生態辨識與診斷①通過“從搖籃到墳墓的分析”，識別對環境影響最大的工藝過程和產品壽命階段。②評估產品（包括新產品）的資源效益，即對能耗、物耗進行全面平衡，一方面降低能耗、物耗從而降低產品成本，另一方面，幫助設計人員盡可能采用利于環境的原材料和能源。產品環境影響評價與比較以環境影響最小化為目標，分析比較某一產品系統內的不同方案或者對替代產品（或工藝）進行比較。生態產品設計與新產品開發直接將生命周期評價應用于新產品的開發與設計中。再循環工藝設計從產品的設計階段就考慮產品用后的拆卸和資源的回收利用。其他政府和環境管理部門還可以借助生命周期評價進行立法、制定環境標準以及設立產品生態標志。

四、生命周期評價技術步驟（一）確定研究目標，界定系統范圍研究的目標和范圍決定了生命周期評價的深度和難度。為了使研究有所側重和易于實施，首先必須對研究的目的以及所要達到的目標有一個清楚的描述。生命周期評價研究目標須明確陳述其應用意圖，包括開展該項研究的理由及其溝通對象（即研究結果的接收者）。研究的目標可以是：探索現有產品改進的可能性、提高產品的市場競爭能力，同行業產品比較等等。理論上，生命周期評價應考慮產品系統的整個生命周期，但由于時間和精力所限，僅根據研究的目的，界定所要研究的產品系統范圍和研究的深度、數據要求等。隨著研究過程的進行，研究目標應進行必要修正。四、生命周期評價技術步驟

（三）生命周期清單分析清單分析是對產品、工藝或活動在其整個生命周期階段的資源、能源消耗和向環境的排放（包括廢氣、廢水、固體廢物及其他環境釋放物）進行數據量化分析。清單分析的核心是建立以產品功能為單位表達的產品系統的輸入和輸出（即建立清單）。目標和范圍定義修正后數據收集單數據收集單數據收集準備收集到的數據有效數據每一個單位過程的有效數據每一個功能單位的有效數據計算的清單數據收集數據的有效性將數據與單位過程相連將數據和功能單位相連數據匯總完善系統邊界分配和循環四、生命周期評價技術步驟

（四）生命周期影響評價

生命周期影響評價是將清單分析得到的資源消耗和各種排放物對現實環境的影響進行定性定量的評價。它是生命周期評價的核心內容，也是難度最大的部分。生命周期影響評價方法和科學體系仍在不斷發展和完善中，尚沒有一種廣泛接受的統一方法。ISO、SETAC和美國EPA都傾向于把將環境影響評價分為三個階段：分類、特征化和量化（加權評估）。四、生命周期評價技術步驟生命周期影響評價是將清單分析得到的資源消耗和各種排放物對現實環境的影響進行定性定量的評價。它是生命周期評價的核心內容，也是難度最大的部分。生命周期影響評價方法和科學體系仍在不斷發展和完善中，尚沒有一種廣泛接受的統一方法。ISO、SETAC和美國EPA都傾向于把將環境影響評價分為三個階段：分類、特征化和量化（加權評估）。分類指根據不同的環境影響類型，對清單分析階段的結果數據進行歸類，一般包括環境影響類型定義和數據分類。影響類型定義是指根據研究的目的和范圍以及所收集到的清單數據，對所要考慮的環境影響類型進行界定。環境影響類型一般可分為三類，即資源消耗、對生態系統的影響和對人體健康的影響。四、生命周期評價技術步驟特征化是在每種環境影響類型內部對數據進行處理和分析，進而反映該影響類型特征的過程，即根據已有的科學知識，建立環境負荷與環境影響之間的劑量反應關系模型。再根據這些劑量關系模型計算清單數據對各影響類型的影響大小，最后按不同的影響類型進行匯總。該階段的主要任務包括數據標準化和數據模型化兩步。標準化通常采用一個標準基準對數據進行標準化。模型化即采用模型對環境干擾因子的大小進行數據合并最終用一個量值來表述對環境影響的大小。

四、生命周期評價技術步驟加權評估指根據一定的加權方法，確定不同環境影響類型的相對嚴重性程度，對標準化后的環境影響進行修正。數據經特征化后，僅僅表征了某種環境影響類型的相對大小，并不能說明環境影響的嚴重性。而且特征化過程得到的清單數據反映的是不同影響類型的貢獻大小，如全球變暖潛值、臭氧耗竭潛值、生命毒理效應等。這些影響類型之間并無直接聯系，其相對嚴重性并不相通，很難在各類影響類型之間進行比較。這對一些比較性的研究來說就無法進行比較判斷，因此，還必須權衡各類環境影響的重要性，即確定不同影響類型的權重，常見的如專家咨詢法、層次分析法（AHP）、目標距離法和技術削減法等都可以用于權重的確定。四、生命周期評價技術步驟

圖12-4所示的就是中國科學院生態環境研究中心開發的一種用于生命周期影響評價階段的評價模型。CFCCO2SO2CO灰塵揮發性有機物NOX磷固體廢棄物全球變暖臭氧層損耗酸化不可更新資源光化學臭氧富營養化煙塵及灰塵危險廢棄物可更新資源工業固廢人居資源擁有量人均環境影響的貢獻政策削減目標資源稀缺性資源消耗系數環境影響負荷清單結果→影響潛值→標準化→加權→影響指數閱讀材料：建筑瓷磚的環境影響評價我國是世界上最大的建材生產國。從資源的消耗到環境的損害，建材行業一直是污染較嚴重的產業。為考察建材生產過程對環境的影響，用LCA方法評價了某建筑瓷磚生產過程對環境的影響。該瓷磚生產線的年產量為30萬m2，采用連續性流水線生產。所需原料有鋼渣、黏土、硅藻土、石英粉、釉料以及其他添加劑等，消耗一定的燃料、電力和水，排放出一定的廢氣、廢水、廢渣。某瓷磚生產工藝示意圖

建筑瓷磚的環境影響評價在LCA實施過程中，首先是目標定義。對該瓷磚生產過程的環境影響評價的目標定義為只考察其生產過程對環境的影響；范圍界定在直接原料消耗和直接廢物排放，不考慮原料的生產加工過程以及廢水、廢渣的再處理過程。對該瓷磚生產過程的環境影響LCA評價的編目分析，主要按資源和能源消耗、各種廢棄物排放及其引起的直接環境影響進行數據分類、編目。如能耗可分為加熱、照明、取暖等過程進行編目；資源消耗則按原料配比進行數據分類；污染物排放按廢氣、廢水、廢渣等進行編目分析。由于該生產過程排放的有害廢氣量很小，主要是二氧化碳，故廢氣排放量可以忽略，而以溫室效應指標進行數據編目。另外，在該瓷磚生產過程中其他環境影響指標如人體健康、區域毒性、噪聲等也很小，因此在編目分析中也忽略不計。建筑瓷磚的環境影響評價在環境影響評價過程中采用了輸入輸出法模型，其輸入和輸出參數見下責圖所示。其中輸入參數有能源和原料，輸出參數包括產品、廢水、廢渣，以及由二氧化碳排放引起的全球溫室效應。某瓷磚生產線的輸入輸出法評價模型某瓷磚生產線的輸入輸出法評價模型通過輸入輸出法計算，得到該瓷磚生產過程對環境的影響結果見下頁圖，其中圖(a)為能源和資源的消耗情況，圖(b)為對環境的影響。由圖可見，該瓷磚生產過程的能耗和水的消耗較大。由于采用鋼渣為主要原料，這是煉鋼過程排放的固態廢棄物，因此在資源消耗方面屬于再循環利用，這對保護環境是有利的生產工藝。某瓷磚生產過程的環境影響LCA評價結果某瓷磚生產過程的環境影響LCA評價結果另外，該工藝過程的廢渣排放量較小，僅為0.5kg/m2。廢水的排放量為30kg/m2，且可以循環再利用。相對而言，該工藝過程的溫室氣體效應較大，生產lm2瓷磚要向大氣層排放19.8kg二氧化碳，因此，年產量為30萬m2的瓷磚向空中排放的二氧化碳總量是相當可觀的。對LCA評價結果的解釋，除上述的環境影響數據外，通過對該瓷磚生產過程的LCA評價，提出的改進工藝主要有降低能耗、降低廢水排放量、減少溫室氣體效應影響等。第三節產品環境標志一、環境標志概述二、環境標志進展三、環境標志通用原則四、產品環境標志的目標五、產品環境標志的類型六、實施產品環境標志制度的基本方法七、中國的環境標志制度八、環境標志在環境管理中的應用成效一、環境標志概述環境標志是一種"證明性商標"，它表明該產品不僅質量合格，而且在生產、使用、處置過程中符合特定的環境保護要求，與同類產品相比，具有低毒少害，節約資源等環境優勢。環境標志認證指由國家權威機構認可的第三方認證機構依據環境標志產品標準及有關規定，對產品環境性能及生產過程進行確認，并以特定的標志圖形予以公告，具有高度的客觀公正性和可信度。

二、環境標志進展

世界上第一個推行環境標志計劃的國家是德國（前聯邦德國）。德國的“藍天使”環境標志計劃于1977年由政府制定，1979年5月為第一批48個產品授予了環境標志，這一計劃經歷了緩慢艱苦的開拓階段，到1984年僅對33個產品類別頒發500個標志，但是在20世紀80年代后期，這一計劃贏得了公眾的認可，也獲得了工業界的支持。到1992年底已有800多家企業（包括外國企業）生產了3300多種環境標志產品，71個產品類別，同時也帶動了許多國家紛紛效仿。加拿大和日本于1988年開始實行環境標志計劃。在1989年開始實施的有北歐國際(瑞典、挪威、芬蘭和冰島)、日本和美國；奧地利、葡萄牙和法國等歐洲國家按計劃于1991年實施。1992年有22個經濟合作與發展組織(OECD)國家參與這一計劃。20世紀90年代初進入廣大亞洲國家[如中國(1994年)等]，同時擴大到了大洋洲國家。由此可見，環境標志作為一種指導性的、自愿的、控制市場的手段，成為保護環境的有效工具。有關環境標志的內容也被列入了ISO14000系列標準之中。三、環境標志通用原則

（1）環境標志及聲明必須是準確的、可驗證的、具相關性的和非誤導性的；（2）用于環境標志及聲明的程序和要求的制訂、采納和應用不得以制造不必要的國際貿易壁壘為目的；（3）環境標志及聲明必須以足夠嚴密、科學的方法學為基礎，該方法足夠徹底、全面，從而能夠支持所作的聲明，并能獲得準確和可再現的結果；（4）用來支持環境標志及聲明的程序、方法學和準則的信息必須具有可得性，并可應所有相關方的要求予以提供；（5）環境標志及聲明的制定必須考慮產品生命周期的所有相關因素；三、環境標志通用原則（6）環境標志及聲明不得阻礙能夠保持環境行為或具有改善環境表現潛力的革新；（7）任何與環境標志及聲明有關的行政要求或信息需求都必須保持在符合適用準則和標準所需的限度；（8）環境標志及聲明的制定過程應是開放的，有相關方參與。在此過程中應做出必要的努力以求得共識；（9）購買方和潛在的購買方必須能從使用環境標志或聲明的一方獲得與該環境標志或聲明有關的產品和服務的環境因素信息。四、產品環境標志的目標

產品環境標志的目標包括：①為消費者提供準確的信息；②增強消費者的環境意識；③促進銷售；④推動生產模式的轉變；⑤保護環境。五、產品環境標志的類型

（一）類型Ⅰ即批準印記型這是大多數國家采用的類型，其特點是：①自愿參加；②以準則、標準為基礎；③包含生命周期的考慮；④有第三方面認證。（二）類型Ⅱ即自我聲明型其特點在于：①可由制造商、進口商、批發商、零售商或任何從中獲益的人對產品的環境性能做出自我聲明；②這種自我聲明可在產品上或者在產品的包裝上以文字聲明、圖案、圖表等形式來表示，也可表示在產品的廣告上或者產品名冊上；③無需第三方認證。（三）類型Ⅲ即單項性能認證型這些單項性能有：可再循環性、可再循環的成分、可再循環的比例，節能、節水、減少揮發性有機化合物排放、可持續的森林等。目前，美國少數私人認證機構開展這項工作。由于廠商對它的興趣有所增加，這一類型的標準還有擴大的趨勢。因此，在ISO14000系列標準中專門為此制定了ISO14025標準。六、實施產品環境標志制度的基本方法（一）確定授予環境標志的產品類別環境標志的產品類別由申請人提出，由主管機構審查確定。分類的原則是考慮同類產品應具有相似的使用目的、相當的使用功能并且相互間有直接競爭的關系。正確的產品分類對實施標志計劃至關重要，不但要有充分的科學依據，還要兼顧消費者的利益。一般，優先類別應是對環境危害較大而又有替代的可能、消費者感到重要、工業界樂于支持、市場容量大的部分產品。例如，德國共分若干個類型，它們是可回收利用型、低毒低害物質、低排放型、低噪聲型、節水型、節能型、可生物降解型及其他類型。六、實施產品環境標志制度的基本方法（二）確定授予標志的標準和尺度通過產品類別后，就要根據這些產品生命周期各階段對環境的影響，確定授予標準所應達到的要求。確定標準的主要手段是所謂“從搖籃到墳墓”的產品生命周期分析。確定標準時還應注意標準應該合理明確，并采取通過或不通過的方式，使申請廠家一目了然，不會勞而無功。標準及尺度也要定期修改、提高。六、實施產品環境標志制度的基本方法（三）制定標準圖形產品環境標志圖形的設計既要簡潔明快，又要含義豐富；既要顯示民族特色，又要容易為國外消費者所接受。下圖為中國Ⅰ型環境標志圖。我國的Ⅰ型環境標志圖形于1993年發布。它由青山、綠水、太陽和10個環組成。