产品的清洁生产教材课件.ppt

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1、第五章 产品的清洁生产,产品（包括服务）的清洁生产是清洁生产的重要组成，为实现生产与环境协调相容这一目标，需要将资源环境的考虑预防性地纳入到产品的设计开发阶段中，减少其整个生命周期过程的综合环境影响。本章重点阐述两个基本问题：一、产品的生命周期评价。它是系统认识产品的环境影响作用，支持清洁产品开发制造的重要基础。二、产品的生态设计及其设计策略。构成对产品实施清洁生产的主体。产品的清洁生产是当前清洁生产向纵深发展的极其重要的方面。,第五章 产品的清洁生产,第一节 产品及其环境影响第二节 生命周期评价第三节 产品的生态设计第四节 产品生态设计策略第五节 案例分析,第一节 产品及其环境影响,一、产品

2、产品：能够提供给市场以引起注意、购买、使用或消费的东西。表现为实物形态或服务。产品系统（product system ）：指由提供一种或多种功能的中间产品联系起来的单元过程的集合。例如：原材料采掘、原材料生产、产品制造、产品使用、产品用后处理等过程的集合。,第一节 产品及其环境影响,产品系统,单元过程,产品流和基本流,中间产品流,单元过程之间通过中间产品流和废物流相联系,产品流体现该系统与其他产品系统的联系,产品系统本质上就是由物质和能量流联系起来的具有一种或多种特定功能的单元过程的集合。,基本流表达系统与其外部环境间的联系,由矿山对单元过程的输入,从单元过程向大气的废气排放,第一节 产品及其

3、环境影响,产品的生命周期（Life cycle）：产品生命周期的概念是指产品系统从原料采集和处理、加工制作、运销、使用复用、再循环，直至最终处置和废弃等环节组成的生命链。亦即体现产品从自然中来又回到自然中去的物质转化全过程。 “从摇篮到坟墓”,第一节 产品及其环境影响,二、产品的环境影响 产品是人类与自然环境进行交互的中介，整个产品生命周期中的每个阶段都与资源、环境紧密联系。当前人类面临的环境问题都与产品系统相联系,产品从原料提取、制造、包装、运输、销售、使用、报废处理（处置）的整个生命周期过程，每个阶段都与资源、环境密切联系产品系统中，系统输入耗竭资源、破坏生态环境系统输出造成环境污染,二、

4、产品的环境影响,第一节 产品及其环境影响,三、清洁产品 清洁产品或称绿色产品（green product） 环境友好产品、环境意识产品（environmental conscious product）概念：指在保证产品的良好经济性能的前提下，通过合理地应用各项现有的技术，满足用户功能与使用功能，同时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，资源利用率高，能源消耗低的产品,第一节 产品及其环境影响,三、清洁产品清洁产品（绿色产品）从功能上分为两类：1.绝对绿色产品：具有直接改进环境条件、清除污染效能的装置及服务，具有改进环境条件的产品。如用于消除污染的设备（除尘器、空

5、气净化器等）及净化、保健服务等；2.相对绿色产品：指那些可以减少对社会和环境损害的产品。如可降解的塑料制品和再生纸等,第一节 产品及其环境影响,三、清洁产品 清洁产品发展趋势：1.优良的环境性能。在其生命周期的各个环节对环境无害或危害最小；2.最大限度地利用资源。在满足产品基本功能的条件下，尽量简化产品结构，合理使用材料；3.最大限度地节约能源。在其生命周期的各个环节所消耗的能源应最少；4.在其使用寿命结束后，其组成、零部件能回收、翻新、重用或者易于安全处理,第一节 产品及其环境影响,传统产品只注重经济性、合理技术性 清洁产品三个要点：1.良好的经济性能；2.合理实际的技术性；3.优良的环境协

6、调友好性；,第一节 产品及其环境影响,清洁产品的作用：1.对产品（服务）实施清洁生产，成为清洁生产中重要有机组成。当前有关产品生命周期的环境评价及其产品的生态设计正是对产品实施清洁生产的基本内容，也是清洁生产的一个快速发展的领域2.产品的性能、种类和结构等要求决定了生产过程，产品的变化要求对生产过程做出相应改变和调整，进而影响到资源环境。清洁产品不仅改进产品本身的环境绩效，而且影响生产过程的清洁生产,产品清洁生产,技术改进 管理改善能量原材料 厂内循环,生产过程,产品,处置,废物,厂外循环,第一节 产品及其环境影响,三、清洁产品 发展 清洁产品的意义：1.发展清洁产品是保护环境的需要，因清洁产

7、品生产过程符合环保要求；2.清洁产品有广阔的市场前景，随着时间的发展，当人们环境意识提高时，清洁产品将成为消费的主流；3.发展清洁产品是发展经济的需要。清洁产品开发有较高经济效益；,绿 色 产 品,20世纪80年代以来，绿色产品悄然兴起。绿色产品是与传统产品相对应的。绿色产品指在生产过程中和产品自身没有或较少对环境污染的产品及比传统产品更符合环保或社会环境要求的产品及服务。,绿 色,绿 色 产 品,绿色产品种类繁多。绿色产品是与传统产品相对应的绿色产品包括食品、洗涤用品、机动车、照明、家电、服装、建材、化妆品、燃料等目前发达国家绿色产品的研制开发主要集中在汽车、食品、家电等领域。为了鼓励、保护

8、和监督生产和消费，不少国家制定了“绿色标志”制度。我国农业部于1990年率先命名推出了无公害“绿色食品”。1995年，“绿色食品”数量增至389种。在工业领域，我国从1994年开始全面实施“绿色标志”工作，至今已有低氟家用制冷器、无铅汽油、无磷洗衣粉等8类35个产品获得了“绿色标志”。,绿 色,无公害食品、有机食品与绿色食品有何区别？,无公害食品是按照相应生产技术标准生产的、符合通用卫生标准并经有关部门认定的安全食品。严格来讲，无公害是食品的一种基本要求，普通食品都应达到这一要求。绿色食品是我国农业部门推广的认证食品，分为A级和AA级两种。其中A级绿色食品生产中允许限量使用化学合成生产资料，A

9、A级绿色食品则较为严格地要求在生产过程中不使用化学合成的肥料、农药、兽药、饲料添加剂、食品添加剂和其他有害于环境和健康的物质。从本质上讲，绿色食品是从普通食品向有机食品发展的一种过渡性产品。有机食品是指来自于有机农业生产体系，原料必须是自己建立或正在建立的有机农业生产体系或采用有机方式采集的野生天然产品，有机食品在生产加工过程中绝对禁止使用农药、化肥、激素等人工合成物质，根据国际有机农业生产要求和相应的标准生产加工的，在整个生产过程中严格遵循有机食品的生产、加工、包装、贮藏、运输标准，产品生产者在有机食品生产和流通过程中，有完善的质量跟踪审查体系和完整的生产及销售记录档案，并通过独立的有机食品

10、认证机构认证的一切农副产品，包括粮食、蔬菜、奶制品、禽畜产品、蜂蜜、水产品、调料等，价格相对于前两种食品要昂贵一些。,无公害农产品标志是由农业部和国家认证认可监督管理委员会联合制定并发布、经农业部农产品质量安全中心认证的产品及其包装上的证明性标识。无公害农产品标志是由麦穗、对勾和无公害农产品字样组成，麦穗代表农产品，对勾表示合格，金色寓意成熟和丰收，绿色象征环保和安全。,绿色食品商标已在国家工商行政管理局注册的有以下四种形式（AA级）,中国有机产品认证标志,“中国有机产品认证标志”、“中国有机转换产品认证标志”的主要图案由三部分组成。标志外围的圆形形似地球，象征和谐、安全，圆形中的“中国有机产

11、品”和“中国有机转换产品”字样为中英文结合方式，即表示中国有机产品与世界同行，也有利于国内外消费者识别。标志中间类似种子的图形代表生命萌发之际的勃勃生机，象征了有机产品是从种子开始的全过程认证，同时昭示出有机产品就如同刚刚萌生的种子，正在中国大地上茁壮成长。种子图形周围圆润自如的线条象征环形的道路，与种子图形合并构成汉字“中”，体现出有机产品植根中国，有机之路越走越宽广。同时，处于平面的环形又是英文字母“C”的变体，种子形状也是“O”的变形，意为“China Organic”。绿色代表环保、健康，表示有机产品给人类的生态环境带来完美与协调。橘红色代表旺盛的生命力，表示有机产品对可持续发展的作用

12、。“中国有机转换产品认证标志”中的褐黄色代表肥沃的土地，表示有机产品在肥沃的土壤上不断发展。,有机食品标志采用人手和叶片为创意元素。我们可以感觉到两种景象其一是一只手向上持着一片绿叶，寓意人类对自然和生命的渴望；其二是两只手一上一下握在一起，将绿叶拟人化为自然的手，寓意人类的生存离不开大自然的呵护，人与自然需要和谐美好的生存关系。有机食品概念的提出正是这种理念的实际应用。人类的食物从自然中获取，人类的活动应尊重自然的规律，这样才能创造一个良好的可持续的发展空间。有机食品这一名词是从英文OrganicFood直译过来的，在其他语言中也有叫生态或生物食品的。这里所说的有机不是化学上的概念。有机食品

13、是指来自于有机农业生产体系，根据国际有机农业生产规范生产加工、并通过独立的有机食品认证机构认证的一切农副产品，包括粮食、蔬菜、水果、奶制品、畜禽产品、蜂蜜、水产品、调料等。,有机食品（生态食品）,中绿华夏有机食品认证中心China Organic Food Certification Center （COFCC）,国环有机产品认证中心（ OFDC-CHINA）的前身是成立于1994年的国家环境保护总局有机食品发展中心的认证部门,是中国成立最早、规模最大的专业从事有机产品检查和认证的机构，也是唯一同时获得国内和IFOAM国际认可的有机认证机构。OFDC 拥有一个专门的质量认证标志，已经在中国国家

14、工商行政管理局商标局注册。标志由两个同心圆、图案以及中英文文字组成，中心的图案代表着 OFDC认证的植物和动物产品。文字表达分为有机认证和有机转换认证两种。凡符合 OFDC 有机认证标准并获得 OFDC认证的产品均可申请使用该标志，经 OFDC 颁证委员会审核同意后，颁发标志准用证，授予该标志使用权。标志的大小可以根据使用方的需要变化，但其形状和颜色不可有变动。 标志下方的 IFOAM国际认可中英文标示，可用于OFDC获得IFOAM认可的认证项目（作物、畜禽、加工产品、野生产品、投入物质）的产品标识上。,图形麦穗代表绿色食品，中间的杯是饮品(Yin pin)，汉语拼音的第一个字母的YP-*的拼

15、写，杯处底兰色代表洁净水。 使用绿色饮品企业环境质量合格标志的宗旨在于更好地树立获得本标志使用权（许可）的饮品企业的环保形象，提高企业的知名度，进一 步推进饮品企业产品的发展，保证消费者的健康利益。本标志证明的生产企业统称为饮品制造业，包括：软饮料制造业、含酒精饮料制造 业、保健饮品制造业。本标志证明的商品有以下种类：软饮料类：矿泉水、可乐、果珍（晶）、植物蛋白饮料（杏仁乳、豆奶等）、茶饮料、果汁饮料、奶茶（非奶为主）及其他无酒精饮料； 含酒精饮料类：葡萄酒、白酒、果酒、啤酒、餐后饮用酒、黄酒、鸡尾酒等。 保健饮品类：非医用营养液、非医用营养胶囊、非医用营养片、非医用营养粉。,绿色饮品企业环境

16、质量合格标志,食品质量安全标志,由于食品质量安全问题十分突出，国家质检总局在建立食品安全市场准入制度的同时，创建了一种既能证明食品质量安全合格，又便于监 督，同时也方便消费者辨别，全国统一规范的食品市场准入标志。 食品市场准入标志由“质量安全”英文（Quality Safety）字母“”、“S”和“质量安全”中文字样组成。 标志主色调为蓝色，字母“”与“质量安全”四个中文字样为蓝色，字母“”为白色。企业在使用食品市场准人标志时，可以根据需 要按比例自行缩放，但不能变形、变色。食品生产许可证编号由英文字母加位阿拉伯数字组成。为英文质量安全的缩写 ，编号前位为受理机关编号，中间位为产品类编号，后位

17、为获证企业序号。当食品最小销售单元小包装的最大表面的面积小于 平方厘米时，可以不加印（贴）食品生产许可证编号，但在其大包装上必须加印（贴）食品生产许可证编号。,第二节 生命周期评价,一、概述（一）生命周期评价发展简介生命周期评价 life cycle assessment生命周期分析 life cycle analysis 简称 LCA,第二节 生命周期评价,一、概述（二）生命周期评价涵义生命周期评价是一种用于评价产品在其整个生命周期中对环境产生的影响的技术和方法。它是一种用于评价产品或服务相关的环境 因素及其整个生命周期环境影响的工具。,第二节 生命周期评价,国际标准化组织（ISO）给LCA

18、定义：生命周期评价是对一个产品系统的生命周期中的输入、输出及其潜在环境影响进行的综合评价UNEP的定义：“LCA是评价一个产品系统生命周期整个阶段从原材料的提取和加工，到产品生产、包装、市场营销、使用、再使用和产品维护，直至再循环和最终废物处置的环境影响的工具。”,第二节 生命周期评价,一、概述（二）生命周期评价涵义生命周期评价在清洁生产中的应用主要有两方面：1.生产的改善。生命周期评价被用于确定生产过程的哪些环节需要改善，从而减少对环境的影响。2.产品的比较。如塑料杯与纸杯比较生命周期评价的总目标是比较一个产品在生产过程前后的变化或比较不同产品的设计。,第二节 生命周期评价,生命周期评价的过

19、程：1、首先辨识和量化整个生命周期阶段中能量和物质的消耗以及环境释放，2、然后评价这些消耗和释放对环境的影响，3、最后辨识和评价减少这些影响的机会。生命周期评价注重研究系统在生态健康、人类健康和资源消耗领域内的环境影响。,第二节 生命周期评价,一、概述 LCA的特点与其他的行政和法律管理手段不同，LCA方法作为一种环境管理工具有着自身的特点。 首先，LCA方法不是要求企业被动地接受检查和监督，而是鼓励企业发挥主动性，将环境因素结合到企业的决策过程中。从这个意义上讲，LCA方法并不具有行政和法律管理手段的强制性。尽管这样，LCA的研究和应用仍然大行其道，这一方面是由于LCA在产品环境影响评价中的

20、重要作用，另一方面也是环境保护思想深入发展的结果。其次，LCA评估建立在Life Cycle概念和环境编目数据的基础上，从而可以系统地、充分地阐述与产品系统相关的环境影响，进而才可能寻找和辨别环境改善的时机和途径。这体现了环境保护手段由 简单粗放向复杂精细发展的趋势。,第二节 生命周期评价,一、概述LCA的评估对象ISO明确定义了LCA的评估对象是产品系统或服务系统造成的环境影响，而不是评估空间意义上的环境的质量，这与环境科学中的环境质量评估有着根本区别。另外，LCA方法着眼于产品生产过程中的环境影响，这与产品质量管理和控制等方法也是完全不同的。,第二节 生命周期评价,一、概述其次，LCA的评

21、估范围要求覆盖产品的整个寿命周期，而不只是产品寿命周期中的某个或某些阶段。Life Cycle的概念是LCA方法最基本的特性之一，是全面和深入地认识产品环境影响的基础，是得出正确结论和做出正确决策的前提。也正是由于Life Cycle概念在整 个方法中的重要性，这个方法才以Life Cycle来命名。评估对象的角度来说，LCA是一种评价产品在整个寿命周期中造成的环境影响的方法。,第二节 生命周期评价,二、生命周期评价的基本框架（一）SETAC概念框架国际环境毒理学与化学学会SETAC(The Society of Environmental. Toxicology and Chemistry)

22、LCA作为一项用于评价产品的环境因素与潜在影响的技术,由四个相互联 系的要素组成，四者的关系如图所示： 定义目标和范围界定（Goal and Scope Definition, GSD） 清单分析（Life Cycle Inventory analysis ） 影响评价（Life Cycle Impact Assessment, LCIA） 改善评价（Life Cycle Improvement Assessment ）,定义目标确定范围,SETAC生命周期评价技术框架,第二节 生命周期评价,二、生命周期评价的基本框架（二）ISO14000系列标准的LCA概念框架国际标准化组织(Interna

23、tional Organization for Standardization)简称ISO于1997年6月颁布了ISO14040环境管理生命周期评价原则和框架）标准，将生命周期评价分四步； 目的与范围界定（Goal and Scope Definition, GSD） 清单分析（Life Cycle Inventory, LCI） 影响评价（Life Cycle Impact Assessment, LCIA） 结果解释（Life Cycle Interpretation）,ISO14000系列标准的LCA概念框架,二 LCA的基本框架,（一） 目标定义和范围界定 1、目标定义：要清楚地说明开

24、展此项生命周期评价的目的和意图，以及研究结果的可能应用领域。例如：确定单一产品的环境影响； 用于产品的设计开发； 向消费者描述产品应有的性能；2、范围界定：界定要足以保证研究的广度、深度与要求的目标一致，涉及项目所研究的产品系统、系统边界、系统的功能、功能单位、系统边界、数据分配程序、环境影响类型、数据要求、假定的条件、限制条件、原始数据质量要求、对结果的评议类型、研究所需的报告类型和形式等。,二 LCA的基本框架,（一） 目标定义和范围界定3、功能单位：指在生命周期平价中作为参照单元的一个产品系统的量化的性能。例如：乙烯生产系统的功能单位为1t； 电视生产系统的功能单位为一台；建立功能单位的

25、目的是对产品系统的输入、输出进行标准化,（二）清单分析清单分析的任务就是要收集这些数据，并通过一些计算给出该产品系统各种输入和输出，作为下一步影响评估的依据。清单分析的核心是建立以产品功能单位表达的系统的各种输入和输出,清单分析系统输入输出,原材料采掘与生产,产品制造,产品使用,产品重复使用/维护,再循环/废物管理,原材 料、能源,输入,输出,产品废气废水废渣其他,（二）清单分析,清单分析是对一种产品、工艺和活动在其整个生命周期过程中的能量与原材料需要量以及对环境的排放进行以数据为基础的客观量化过程。其步骤包括：制作生命周期全图数据收集数据核实进一步完善系统边界数据处理和汇总,（三） 影响评价

26、,对清单分析得到的输入输出的潜在影响进行识别和评价，说明产品系统对环境影响贡献大小及相对重要性，称为生命周期影响评价（life cycle impact assessment ）对清单分析阶段所识别的环境影响进行定量或定性的表征评价，确定产品系统物质、能量交换及对外部环境的影响,LCA影响评价,1、确定影响类型：根据研究的目标和范围确定影响类型。它指用来描述上述输入输出可能导致的环境影响种类，如温室效应、臭氧层耗竭、酸雨、富营养化、光化学烟雾等。影响类型与环保目标密切相关。目前常用的分类体系是将影响类型分为资源耗竭、人体健康和生态系统健康三类，按影响尺度可以分为全球性、区域性和局地性影响,LC

27、A影响评价,2、选择环境影响类别指标和特征化模型：对选定的环境影响类型，要量化其对环境的影响大小，就需要了解其作用机理，然后建立负荷和环境影响之间的关系模型，即特征化模型。用于表达特征化模型的指标是类别指标（如气候变暖的类别指标可选用红外线辐射强度）用于将清单分析结果转换成类别指标的通用单位因子叫特征化因子，如温室气体的全球变暖潜值（global warming potential GWP）,LCA影响评价,3、分类：分类就是将清单分析中所得到的数据分到不同的环境影响类型中去。分类过程可识别与清单中输出输入数据相关联的环境问题CO2温室效应；SOX酸雨；CFC臭氧层破坏不同环境影响类型受不同环

28、境干扰因子影响，同一干扰因子可能对不同环境影响都有贡献，因此，分类阶段假设二者之间为简单线性关系,4、特征化：以环境过程的相关科学知识为基础，针对环境影响类别对清单分析结果进行分析和量化。估计每种输入输出对环境影响的潜在贡献量，用指标的形式表征各类影响，以便将清单分析结果的相对贡献大小分配给选定的环境影响,5、正规化：特征化得到了各种环境影响类型指标大小，这些指标必须通过一定的方法进行转化后才能汇总。一般是将特征化结果与基准量进行比较，从而使不同影响类型的特征化结果具有可比性。正规化一般是用基准量去除类别指标结果。Ni=Ci/Si N-正规化结果；C特征化结果（全球变暖潜值）S基准值 i环境影

29、响类别基准量一般为一个区域资源消耗总量或污染物排放总量。,6、分组、赋权、加权：是根据有社会共识所确定的相对重要性对不同种类的环境影响赋予相应权重的过程。比如一个评估者或者一个国际标准组织可能会认为臭氧消耗影响的重要性是能见度下降的2倍，并相应地将权重系数应用到已经标准化的影响上。,（四） LCA解释阶段,生命周期解释是对生命周期清单分析和影响评价结果进行综合，以系统的方式来分析结果、解释局限性、形成结论，以得到与定义目的和范围相符的认识结果，提出建议并报告生命周期解释的结果，尽可能提供对生命周期评价或影响评价研究结果的易于理解的、完整的和一致的说明。,第二节 生命周期评价,（四）解释阶段根据

30、规定的目的和范围，综合考虑清单分析和影响评价的结果，从而形成结论并提出建议。该阶段主要根据清单分析过程中获得的有关产品的各类数据及影响评价中获得的信息，对产品、工艺和活动整个生命周期内的能耗、原材料使用、环境排放等环境绩效，识别产品的薄弱环节，有目的、有重点改进创新，为设计和生产更好的产品提供依据，同时也可据此制定该类产品的评价标准,第二节 生命周期评价,三、ISO的生命周期评价方法（四）解释阶段根据ISO14043的要求，生命周期解释阶段包括三个要素：1.识别：主要是基于清单分析和影响评价阶段的结果识别重大问题；2.评估：主要对整个生命周期评价过程中的完整性、敏感性和一致性进行检查；3.报告

31、：主要是形成结论，提出建议，以满足研究目的和范围中规定的应用要求,生命周期解释阶段与生命周期评价其他阶段关系,生命周期评价技术框架,目的与范围界定,清单分析,影响评价,解释阶段,评估：完整性检查、敏感性检查、一致性检查其他,重大问题识别,结论、建议、报告,应用：生态设计、环境标志、产品规定、制定战略策略环境政策、其他,第二节 生命周期评价,四、生命周期评价在清洁生产中的应用（一）清洁生产审核清洁生产审核思路是“判明废物产生的部位分析废物产生的原因提出方案以减少或消除废物”。LCA作为一种环境评估工具用于清洁生产审核，可以保证更全面地分析企业生产过程及其上游（原料供给方）和下游（产品及废物的接受

32、方）产品全过程的资源消耗和环境状况，找出存在的问题，提出解决方案。,第二节 生命周期评价,四、生命周期评价在清洁生产中的应用（二）产品和工艺的清洁生产技术规范制订生命周期理论是判断产品和工艺是否真正属于清洁生产范畴的基础，在这方面，LCA可以作为最有效的支持技术之一。,第二节 生命周期评价,四、生命周期评价在清洁生产中的应用（三）清洁生产设计和再设计清洁产品设计或称产品环境设计或生态设计，是LCA最重要应用之一。它在产品开发和革新中，充分考虑产品整个生命周期的环境因素，从真正的源头预防污染物的产生。,第二节 生命周期评价,四、生命周期评价在清洁生产中的应用（四）废物回收和再循环管理在LCA基础

33、上，给出废物处置的最佳方案，制订废物管理的政策措施（如押金偿还计划、再循环含量要求等），即所谓的生命周期管理。推广生命周期管理，可以促进废物的资源化和再利用，从而在一定程度上有助于循环经济的发展。,第二节 生命周期评价,四、生命周期评价在清洁生产中的应用（五）区域清洁生产生态工业园的最主要特征是：园区中各组成单元间相互利用废物，作为生产原料，最终实现园区内资源利用最大化和环境污染的最小化。LCA由于考虑的是产品生命周期全过程，即既考虑产品的生产过程（单元内），亦考虑原材料获取和产品（以及副产品、废物）的处置（单元外），将单元内、外综合起来，考察其资源利用和污染物排放清单及其环境影响，因此可以辅

34、助进行生态工业园区的现状分析、园区设计和入园项目的筛选。,第二节 生命周期评价,五、生命周期评价的局限性1.生命周期评价中所做的选择和假设，如系统边界的设置、数据来源和影响类型的选择等，可能具有主观性；2.由于分析评价环境影响的模型简化中的局限性，对于某些影响，可能无法建立适当的模型；3.针对全球性或区域性问题的生命周期研究结果可能不适合局部尺度问题应用，即局域条件可能与全球性或区域的状况并不完全相同；,第二节 生命周期评价,五、生命周期评价的局限性4.数据完整性和精度有限。5.研究结果不确定性。因许多表征参数不可能简化到用一个指标来概括6.影响评价的清单数据中缺少空间和实践方面的确定性，将导

35、致影响结果的不确定性。7.生命周期评价费用昂贵，其价格随着所要求的精度提高而大幅度增长。一般情况下，生命周期评价所取得的信息，只能作为一个比它更为全面的决策过程的一部分加以应用,案 例：中国钢材生命周期评价,一、研究对象与功能单位1kg普通钢材二、研究目标及系统边界研究目标：分析钢材生产的生命周期及其环境影响，找出影响环境的主要因子，提出改进工艺的途径系统边界：以普遍采用的工艺流程划分 主要原料工艺 辅助原料生产工艺 再循环过程三、数据来源和质量：输入数据实际统计，质量较高 输出数据出入较大,四、清单分析 1、能源消耗分析,四、清单分析 2、原材料消耗,3、环境排放清单分析结果及解释,五、影响

36、评价1、环境影响类型,五、影响评价2、资源耗竭系数,五、影响评价 3、环境影响负荷,钢材生产全球变暖影响潜值,五、影响评价 3、环境影响负荷,六、影响解释,评价结果表明：钢材生产相关的环境影响主要为固体废弃物、烟尘和粉尘，然后是全球变暖和酸雨。钢铁生产局地影响占首位，对全球性影响不容忽视,第三节 产品的生态设计,产品生态设计（eco-design）生命周期设计（life cycle design ）绿色设计（green design ）环境设计（ design for environment）环境意识设计（environment conscious design ）产品生态设计指在产品开发和设

37、计阶段就综合考虑与产品相关的生态环境问题和预防污染的措施，将保护环境、人类健康和安全等性能作为产品设计的目标和出发点，力求产品对环境的影响最小,第三节 产品的生态设计,一、生态设计的需求和重要意义（一）生态设计的需求1.环境压力：生态环境日趋恶化，环境问题大多来自现代生产的产品；2.政府压力：政府制定更为严格的环保法规，要求企业必须摒弃牺牲环境为代价的生产方式；3.公众压力：公众对环境问题日益强烈的关注使得企业必须承担保护环境的责任，改善环境绩效4.市场压力：下游企业和最终用户的环境需求是企业提高产品环境属性的重要动力,第三节 产品的生态设计,一、生态设计的需求和重要意义（二）生态设计的意义1

38、.减少原材料和能源的使用，直接降低产品成本，另外环境负荷的降低可减少环保投入，直接或间接降低产品成本；2.减少企业的责任风险。随着ISO14000标准推行，有关环保法律、法规对企业要求越发严厉。企业对产品的责任将扩展要求企业考虑产品使用功能结束后再处置方面的环境风险等问题。3.提高产品质量，改善产品实用性、耐用性、可维修性，从而减轻产品对环境的影响4.积极引导和刺激清洁产品消费，随着消费者环境意识提高，对清洁产品需求将越来越大。环境友好产品可能刺激消费者购买欲望，导致新市场的形成,第三节 产品的生态设计,二、产品生态设计（一）产品设计产品设计是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

39、的过程。传统的产品设计理论与方法以人为中心，以满足人的需求和解决问题为出发点，以产品是否顺利在市场上实现经济价值作为评价设计成败的标志在传统的产品设计中，主要考虑产品的基本属性，没有将生态、环境、资源属性作为产品设计的主要指标,第三节 产品的生态设计,二、产品生态设计（二）产品生态设计与传统设计的比较产品生态设计要求在产品开发时对所有环节的环境因素加以考虑，从产品的整个生命周期减少物质、能量消耗和污染排放。产品生态设计过程中，要求设计人员在传统的设计过程中增加对产品环境影响的评估，要求新的设计能减轻产品的环境影响,生态设计和传统设计的比较,第三节 产品的生态设计,（三）、生态产品设计准则产品的

40、生态设计不同于传统设计，在产品整个生命周期内，着重考虑产品的环境属性（自然资源的利用、环境影响及可拆卸性、可回收性、可重复利用性等），并将其作为设计目标，在满足环境目标的同时，并行地考虑并保证产品应有的基本功能、使用寿命、经济性和质量等。在产品开发概念阶段就引进环境变量，并与传统设计因子（如成本、质量、技术可行性及经济有效性等）进行综合考虑。,生态产品设计准则,环境准则,经济准则,性能准则,技术准则,美学准则,降低物料消耗,降低能耗,降低废弃物,减少安全风险,生态降解,成本最小化,利润最大化,使用功能,质量要求,技术可行性,审美情趣,第三节 产品的生态设计,三、产品生态设计流程（四个阶段）1.

41、产品生态辨识首先根据产品的用途、功能、性质、可能的成本和原材料选择等建立一个参照产品模型，然后对该参照产品模型进行生命周期评价，对产品的总体潜在环境影响进行综合与评估,第三节 产品的生态设计,三、产品生态设计流程2.产品 生态诊断确定与所设计产品有关的主要的潜在环境影响分析这种潜在环境影响的主要来源，即根据环境干扰因子与环境影响的因果关系，识别最主要的环境干扰因子从产品生命周期评价各阶段的环境影响重要性大小或从产品结构上看各部件造成的环境影响大小根据生态诊断结果进行替代数据模拟，比较新旧方案对环境影响的差别，为进一步生态产品定义提供依据,第三节 产品的生态设计,三、产品生态设计流程3.生态产品

42、定义根据生态系统安全和人类健康标准，选择未来生态产品的生态环境特性指标。目的在于确定产品的生态环境属性，使得整个产品的商业价值中能包含生态环境价值。必须在生态辨识和生态诊断基础上进行：第一步：确定影响产品竞争能力的生态环境参数；第二步：制定产品的具体生态规范（如低耗能、无氟冰箱、无铅汽油）,第三节 产品的生态设计,三、产品生态设计流程4.生态产品评价根据生态诊断结果，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，设计出环境友好新产品，并对这一生态产品设计方案重新进行生命周期评价，然后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,

43、第四节 产品生态设计策略,7.生命周期末端的优化重复使用设计为产品拆解而设计产品重复制造性循环利用性,1.产品概念开发非物质化产品共享使用服务替代产品,2.产品结构优化设计产品功能组合功能最优化可靠性与耐用性易于维护和维修模块化设计,6.减少使用阶段的影响降低使用阶段能耗使用清洁能源减少辅助品使用采用清洁辅助品减少废弃物产生,5.产品销售网络优化减少包装量、清洁包装品减少运输中的能耗,3.原材料利用优化清洁原料可再生原料低能耗原料再循环材料可再循环材料较少原料的使用量,4.生产过程优化减少生产环节对环境影响小的生产技术减少能耗、采用清洁能源减少废弃物,生态产品设计,第四节 产品生态设计策略,一

44、、产品概念开发战略（一）非物质化：通过非物质产品（如信息）或服务替代有形产品，既减少生产商对有形产品的生产和使用，也减少消费者对有形产品的依赖。非物质化主要包括：产品体积小型化；产品质量最轻化；非物质产品替代物质产品；减少对物质使用；减少基础设施利用等。（二）产品共享使用：鼓励生产出可以被多个客户共享产品，从而提高产品的利用率，减少对资源的使用，提高整个社会的生态效率,第四节 产品生态设计策略,一、产品概念开发战略（三）服务替代产品：人类其实并不需要物理的产品，而是需要产品提供的功能（服务）。企业提供服务，意味着企业承担了该产品整个生命周期的维护、维修、处置以及再循环等责任。消费者依据所接受的

45、单位服务进行支付。,第四节 产品生态设计策略,二、产品结构优化设计战略结构优化战略首先要研究产品的市场定位和产品的环境特性。目的在于：1 .改善和优化产品的功能；2 . 从技术上延长产品的生命周期；3 . 改善产品的市场吸引力。因此常需要在产品的技术可使用期和产品的市场存在期之间进行平衡，以确定设计产品的使用期的长短。产品结构的变化可产生明显的生态环境效益和经济效益（例如SONY）,第四节 产品生态设计策略,二、产品结构优化设计战略（一）产品功能组合：把由多个产品实现的功能由一个产品来实现，提高整个社会的生态效率。（如PC、多功能复合机）（二）产品功能优化：分析消费者对产品的主要功能与辅助功能

46、的需求，确定二者是否能有机统一；分析产品制造成本以优化成本；将成本和功能综合考虑是否能用最小成本实现最大功能（三）可靠性和耐用性：可靠性是产品质量的主要方面；有些设计方案可使产品不附加资源且更加耐用，有时则需要增加资源的使用。（设计产品寿命不长于市场预期寿命；技术发展迅速的产品不适宜增强耐用性）,第四节 产品生态设计策略,二、产品结构优化设计战略（四）易于维护和维修：生态设计应保证产品易于清洁、维护和维修，以延长产品的使用寿命。（产品说明书）（五）产品的模块化设计：就是将产品分成几个部分，也就是几个模块，每一部分都是具有独立功能，具有一致的几何连接接口和一致的输入、输出接口的单元，相同种类的模

47、块在产品族中可以重用和互换，相关模块的排列组合就可以形成最终的产品。通过模块的组合配置，就可以创建不同需求的产品，满足客户的定制需求 ；相似性的重用，可以使整个产品生命周期中的采购、物流、制造和服务资源简化。,第四节 产品生态设计策略,三、原材料利用优化战略（一）采用清洁原料：包括清洁的材料、可更新材料、含能量较低的材料、可再循环材料。（二）尽可能采用可再生原料或可更新原料：尽量避免使用不可再生的或需要很长时间才能再生的原料（如矿物燃料、铜锌等）（三）采用低能值原料：有些高耗能原料在使用过程中所耗能源少（碳纤维材料）或可以回收（铝）,第四节 产品生态设计策略,三、原材料利用优化战略（四）采用再

48、循环原料：再循环原料可以来源于工业生产过程，也可来源于产品是用后废弃阶段。企业可通过回收利用节约投入成本（五）采用可再循环材料：指较易再循环利用的材料，主要取决于现有的再循环设施。（六）减少原料的使用量：生态设计应在不影响产品技术性能和寿命前提下，致力于产品体积最小化、重量轻型化，减少原材料消耗。节省资源，减少废物,第四节 产品生态设计策略,四、生产过程优化（一）选择对环境影响小的生产技术（二）尽可能减少生产环节生产环节多，则所用能源越多，中间步骤代谢物常作为废物排放，因此造成污染的机会也越大。生产过程：4步 转化效率60%， 总转化率为12%3步 转化效率60%，总转化率为21%,第四节 产

49、品生态设计策略,四、生产过程优化（三）减少生产过程能耗或采用清洁能源推行节能管理方案。热电冷联供系统。采用太阳能、风能、水能及天然气清洁能源等。（四）减少生产废弃物优化现有生产过程。具体措施：选择合适的工业成型工艺；要求一线工人和供应商提高管理水平；尽可能采用工艺内部再循环工艺。,第四节 产品生态设计策略,五、产品销售网络优化（一）减少包装品用量、重复利用包装品并采用清洁型包装品“瘦身”设计；对包装品回收重复利用；不重复利用的包装品原料采用可再循环材料，重复利用的包装品采用耐用材料；减少产品体积,第四节 产品生态设计策略,五、产品销售网络优化（二）减少产品运输过程中的能源消耗这需要考虑：价格、

50、体积、可靠性、运输时间、运输距离及环境影响等。需要综合考虑。,第四节 产品生态设计策略,六、减少产品使用阶段的环境影响（一）降低产品使用阶段的能耗产品设计时即考虑。具体措施：选择节能组件；预制电源关闭模式；加载时钟开关，增加待机状态关闭开关；轻质材料；隔离层；人才替代电力；被动式太阳能加热或可充电电池；（二）使用清洁能源具体措施：选择危害最小能源；不使用不能充电的电池；鼓励使用清洁能源（低硫能源、沼气、风能、太阳能）,第四节 产品生态设计策略,六、减少产品使用阶段的影响（三）减少相应的辅助品使用或采用清洁的辅助品满足功能的前提下。（四）减少消费过程中的废物产生设计时应注意遵循：简单易用；减少使