摘要:綠色制造是實現生態工業和社會可持續發展的一種途徑,它要求在產品的設計和制造過程中考慮產品的整個生命周期,從而實現產品全生命周期對環境影響最小、資源利用率最高。進行綠色制造SEA是確保綠色制造實施的一項有效和必要的手段。介紹了綠色制造模式與傳統制造模式的區別、綠色制造SEA的研究現狀和意義以及綠色制造SEA的支撐體系即理論、社會和技術支撐。概述了綠色制造SEA的評價范圍、介入時機、評價指標的確立、評價方法的選擇以及評價的內容。最后,以汽車綠色制造SEA為例進行應用研究,確立了汽車綠色制造SEA的指標體系,并采用綜合集成的方法進行了評價,得出結論。針對結論中得出的汽車綠色制造生命周期中可能的主要環境影響,提出相應的建議和措施。
關鍵詞:綠色制造戰略環境評價(SEA)應用
1引言
進入21世紀,制造業仍是創造社會財富的支柱產業。制造業的發展對一個國家技術經濟發展起著至關重要的作用。實踐表明,工業化國家的真正財富中有60%~80%是制造業創造的。然而制造業也是人類社會最大的污染源之一,在將制造資源轉變為產品以及產品的使用和廢棄后的處理過程中,會對環境造成污染。據統計,造成環境污染的排放物有70%以上來自制造業,每年約產生出55億t無害廢物和7億t有害廢物[1]。現在一些知名的制造企業將綠色G(Green)與時間T(Time)、質量Q(Quality)、價格C(Cost)、服務S(Service)一起作為體現企業競爭力的因素,目的就是爭取在產品整個生命周期,最大限度地利用原材料、能源,減少有害廢物和固體、液體、氣體的排放,盡可能避免環境污染。綠色制造(GreenManufacturing)概念要求制造業在最大限度地利用資源的同時,最低限度地減少環境污染,這種制造模式就是綠色制造。
2綠色制造SEA概況
2.1綠色制造模式與傳統制造模式的區別
綠色制造模式是一種現代可持續發展的制造模式,它與傳統制造模式的不同,主要表現為以下幾方面[2~6]:
(1)綠色制造是對產品生命周期的全過程而言的大制造,是原材料供應、產品制造、運輸、銷售、消費、回收等各子系統的綜合集成。要求各子系統主體均遵循“與環境相容”的原則,各子系統之間存在相互依存與影響的關系,一旦某一子系統沒有達到“與環境相容”的要求,則不能實現綠色制造。
(2)綠色制造是以提高包括企業經濟效益與社會效益在內的綜合效益為目標,是以人為主體、綜合計算機技術在內的各種先進技術及現代系統管理技術的制造模式,綠色制造強調人、技術、管理3者在產品的整個生命周期的有效集成。
(3)綠色制造致力于包括制造模式、制造工藝、制造資源、制造組織等在內各方面的創新。只有利用新的技術(包括管理科學)、新的資源才能實現與環境相容以及實現企業效益與社會效益的協調與優化。
(4)綠色制造模式在一定意義上可以認為是公共物品。相對于傳統制造模式,綠色制造要投入更多的人、財、物才能實現廢物的最小化。其私有成本、私有收益往往與社會成本、社會收益不一致,其部分收益往往外部化,為其他制造商、消費者以及未來人所擁有。因此,如果不能從整個社會收益和長遠的利益考慮,而只從個人收益和短期利益考慮,其實施動機往往不足。
2.2綠色制造SEA的研究現狀及意義
目前,許多發達國家正在研究開發綠色制造技術,研究的主要內容集中在綠色制造的概念、理論及具體應用方面,而對綠色制造評價系統、方法的研究還處于初期探索階段。美國率先發起綠色技術評價的研究,加拿大政府對此也十分重視,成立了ETVCanadaInc,委托該公司指導全國有關部門開展此項研究工作[7]。在我國,關于綠色制造環境評價的研究工作做得就更少了。而對于綠色制造SEA的研究尚屬空白。
由綠色制造的產生及其目的可知,它是實現生態工業和社會可持續發展戰略的決定性因素與必由之路,它對經濟、社會和環境的協調發展具有重要作用。進行綠色制造SEA的研究和探討,將有利于在戰略層次上來評價綠色制造的發展途徑和措施。從而促進產業結構、產業政策的合理化調整,保證實施清潔生產,使ISO14000環境管理體系標準能夠得到更好地貫徹。進行綠色制造SEA,也有利于將綠色制造的口號真正落到實處,使得在產品的整個生命周期過程中,真正做到解決環境污染、節約原材料和能源、縮短生產周期、降低生產成本,提高企業的經濟效益和社會效益,從而真正做到經濟、社會和環境三者的協調、優化發展。
2.3綠色制造SEA的支撐系統
2.3.1綠色制造SEA的理論支撐
綠色制造是可持續發展的核心,綠色制造SEA研究方法是以生命周期思想作為指導,對象是一個閉合循環的復合系統。綠色制造SEA的主要基本理論基礎為可持續發展理論、循環經濟理論、系統科學理論等。
2.3.2綠色制造SEA的社會支撐
綠色制造SEA的研究和實施需要全社會的共同努力和參與,以建立綠色制造SEA所必需的社會支撐。其中主要有兩點要保證,即要加強相關法律法規的建設,在立法和行政上確保綠色制造SEA可以順利進行;在綠色制造SEA的實施中要有廣泛的公眾參與并要注重相關專業人員的培訓工作,以加強綠色制造SEA的可行性、科學性和前瞻性。
2.3.3綠色制造SEA的技術支撐
作為一種環境戰略,綠色制造SEA的實施要有一定的社會、理論基礎,同時,也要依靠現代的工具技術,特別是一些先進的技術。在綠色制造SEA中特別強調清潔生產技術,考慮到整個綠色制造產品的生命周期,又可以具體到綠色設計、綠色材料選擇、綠色包裝、綠色運輸、綠色使用和綠色處理等技術。除上述幾項技術外,各種人工智能技術包括知識系統、模糊理論和神經網絡及一些相關軟件的開發和應用技術等在研究開發中都可能會起到重要的作用。
3綠色制造SEA
3.1評價范圍及評價介入時機界定
綠色制造SEA要考慮從原材料獲取到產品報廢、最終處理全過程的資源、能源消耗情況和對環境的影響,因而其評價范圍是綠色制造的整個生命周期。
而綠色設計是綠色制造整個生命周期的核心,它是保證綠色產品的決定性步驟,也是綠色制造得以實現的關鍵。因此,在綠色設計階段引入SEA,從戰略的高度前瞻性地充分考慮綠色制造整個生命周期對環境、資源的影響,是進行綠色制造SEA的關鍵。
3.2評價指標體系的確立
評價指標體系的確立要依據一定的原則[8],主要有科學性、獨立性、可操作性、完備性、簡潔性、層次性、可接受性、穩定和動態性相結合等“綠色”性原則。
結合綠色制造的具體實際,借鑒國外SEA研究和實際工作中的設置及EIA的評價指標,并參閱其它一些相關的指標體系建立的文獻[8~13],綠色制造SEA評價指標體系應包括基本屬性、環境屬性、經濟屬性、資源屬性、能源屬性和社會屬性幾大類指標,每大類指標又可以依據結構、功能、效果劃分為若干個子指標。從而形成綠色制造SEA的評價指標體系。
3.3評價方法的選擇
在進行綠色制造SEA時,由于要考慮從原材料的選取、設計、制造、包裝、運輸使用到產品用后回收利用或者報廢處置整個生命周期的情況。因此,可以采用生命周期評價法的思想,它能對改善環境的各種綠色制造產品開發方案做出評估,并為開發方案的改進提供方向,同時,也有利于企業及時做出產品開發的各種決策。
由于要考慮整個生命周期,因此在進行綠色制造SEA時,將使其涉及眾多的評價指標和因素。在這些指標和因素中,既有定量指標,又有定性指標,同時其屬性也具有明顯的層次特性,適合采用層次分析法(AHP)進行評價。但單純的AHP法很難對定性因素進行正確的描述;而且,由于有的綠色制造SEA評價指標目前無對應的國家或行業標準;有的評價指標不是用數字表示。所以,在進行綠色制造SEA時,要在生命周期評價法思想的指導下,綜合集成層次分析法與專家咨詢法進行產品綠色制造SEA。當然,隨著綠色制造SEA的深入研究,會有很多評價方法的涌現。
3.4評價的基本內容
綠色制造問題,包括產品生命周期全過程制造問題、環境保護問題、資源優化利用問題,即涵蓋制造、環境和資源3個領域,它將是這3個領域內容的交叉和集成。綠色制造SEA的內容也要綜合集成這些過程。
其具體內容包括:(1)產品生命周期評價內容。如制造材料的選擇;制造過程的物料、能源消耗狀況;產品制造過程、使用過程及產品壽命終結后對環境的污染狀況等。(2)環境影響評價內容。包括生態環境影響;職業健康影響;廢物循環和最終廢物棄置等。包括能源利用、土地占用以及環境排污等等,最后以總量形式來反映綠色制造的產品或行為的環境影響。(3)資源優化利用評價內容。如資源種類;資源特性,重點是可加工特性、可利用特性和對環境的影響特性等;資源、能源的消耗狀況、有效利用狀況;節約能源、資源或能夠使用替代資源數量等。
4綠色制造SEA的應用初探——以汽車制造為例
4.1汽車綠色制造生命周期簡析
4.2汽車綠色制造SEA指標體系建立及評價結果
根據汽車生命周期過程中所表現出來的特性,以及對環境的主要影響的分析,可以建立其評價指標層次結構模型(見表1)。其中各指標的權重是采用層次分析法、專家咨詢和實際調研綜合集成的方法求得。
由上述的計算結果,可以看出在汽車制造的整個生命周期中,汽車尾氣排放、汽車使用噪聲、汽車使用中的能耗、以及汽車自身的結構功能的先進性等這幾個因素的權重相對比較大,也即對環境的影響比較大。
表1汽車綠色制造SEA指標層次結構
目標層 |
指標層 |
子指標層 |
權重 | |
綠 色 汽 車 |
環境屬性 |
水體污染 |
CODCr |
0.027 |
SS |
0.011 | |||
石油類 |
0.004 | |||
大 氣污 染 |
生產過程中有機廢氣的排放 |
0.061 | ||
汽車尾氣的排放(CO NOx HC等) |
0.182 | |||
噪 聲 |
生產噪聲 |
0.027 | ||
使用噪聲 |
0.082 | |||
固體廢物 |
可回收固體廢物占總固體廢物量的比例 |
0.042 | ||
能 源屬 性 |
汽車制造及使用中所消耗的能源類型 |
0.015 | ||
制造運輸新車及回收處理廢舊車過程中的能耗 |
0.020 | |||
汽車使用中的能耗(主要為動力燃料能耗) |
0.059 | |||
生命周期中再生能源和綠色能源的使用比例 |
0.020 | |||
資源屬性 |
材料資源 |
材料的有效利用程度 |
0.051 | |
材料的安全性(是否有毒、有害等) |
0.017 | |||
材料的可回收性 |
0.017 | |||
其它資源 |
設備資源的優化配置及可用程度 |
0.009 | ||
人力資源的有效利用程度 |
0.009 | |||
信息資源的快捷性 |
0.009 | |||
經 濟屬 性 |
環境費用在汽車壽命周期成本所占比例 |
0.085 | ||
壽命周期效益在汽車壽命周期成本所占比例 |
0.028 | |||
社會屬性 |
生產過程各項技術的先進性 |
0.013 | ||
廢舊汽車回收處置及再利用技術的先進性 |
0.046 | |||
汽車生命周期中對人體健康的危害性 |
0.054 | |||
基本屬性 |
汽車功能和使用性能的先進性 |
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