產(chǎn)品綠色設計對工業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展的促進機理與對策研究

于娟 李博洋

綠色設計的思想可以追溯到20世紀60年代，美國設計理論家Victor Papanek在他出版的《為真實世界而設計》中，強調(diào)設計應該認真考慮有限的地球資源的使用，為保護地球的環(huán)境服務，當時還引起了很大的爭議。隨著環(huán)境的惡化、資源的耗竭，人們逐漸認識到問題的嚴重性，特別是在可持續(xù)發(fā)展概念提出之后，綠色設計理念開始逐步清晰，這個過程可以從生態(tài)工程的描述來說明，所謂生態(tài)工程就是設計采用合理的技術和利用生態(tài)系統(tǒng)的自組織能力，將經(jīng)濟和社會通過實踐融入到環(huán)境中的過程中。綠色設計是針對產(chǎn)品而言，產(chǎn)品綠色設計源于產(chǎn)品的生態(tài)設計（Eco-Design），也稱環(huán)境設計（Design for Environment）、環(huán)境意識設計與制造（Environmentally-Conscious Design and Manufacturing）、生命周期設計（Life Cycle Design）、綠色設計（Green Design），是20世紀80年代末出現(xiàn)的一股國際設計潮流，它反映了人們對于現(xiàn)代科技文化所引起的環(huán)境及生態(tài)破壞的反思，也體現(xiàn)了設計師道德和社會責任的回歸。2021年2月2日正式發(fā)布的《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見》中4次提到綠色設計，明確要求以產(chǎn)品綠色設計為抓手，健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的生產(chǎn)體系。

一、產(chǎn)品綠色設計促進工業(yè)綠色低碳發(fā)展環(huán)境分析

全球氣候變化已經(jīng)成為人類發(fā)展面臨的最大挑戰(zhàn)之一，黨中央、國務院高度重視應對氣候變化工作，將碳達峰和碳中和納入了生態(tài)文明建設整體布局。習近平總書記多次在重大國內(nèi)國際場合發(fā)表了有關碳中和、碳達峰的講話。加之，構(gòu)建國內(nèi)國際互動的雙循環(huán)發(fā)展格局對工業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展提出新的更高要求，通過深入推行綠色設計，加快構(gòu)建統(tǒng)一的綠色產(chǎn)品標準體系，可以提供更多綠色產(chǎn)品，全面促進綠色消費，暢通國內(nèi)大循環(huán)。在國際政治經(jīng)濟格局調(diào)整背景下，持續(xù)推動綠色設計國際交流合作，促進綠色“走出去”大有可為。

（一）從技術趨勢和綠色設計本身看

工業(yè)是立國之本，是國民經(jīng)濟體系的重要組成部分，也是資源消耗和碳排放的重點領域，綠色設計是工業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展的源動力。當前，工業(yè)和信息化融合發(fā)展進入拓展期，重點行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型明顯提速，為覆蓋產(chǎn)品全生命周期的綠色設計大數(shù)據(jù)發(fā)展，提供了必要的技術基礎，綠色設計在綠色發(fā)展的源頭，是推進綠色制造體系建設的第一杠桿，是建設綠色制造強國的重要動力。全面推行綠色設計是提升綠色產(chǎn)品供給能力的根本途徑，是工業(yè)領域?qū)崿F(xiàn)碳達峰碳中和的重要支撐。

（二）從產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展看

構(gòu)建國內(nèi)國際互動的雙循環(huán)發(fā)展格局對工業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展提出新的更高要求，通過深入推行綠色設計，加快構(gòu)建統(tǒng)一的綠色產(chǎn)品標準體系，可以提供更多綠色產(chǎn)品，全面促進綠色消費，暢通國內(nèi)大循環(huán)。同時，《綠色制造標準體系建設指南》明確了綠色產(chǎn)品標準體系建設的思路、目標和任務。結(jié)合綠色設計特點，提出了評價指標體系與生命周期評價結(jié)果相結(jié)合的方法，將團體標準按照統(tǒng)一程序采信納入綠色設計產(chǎn)品評價標準清單。目前，公開發(fā)布了192項標準，廣泛覆蓋了電器、電子、通信、汽車、機械、輕工、紡織、鋼鐵、建材等主要行業(yè)，并且先后篩選和發(fā)布了六批綠色設計產(chǎn)品名單。綠色產(chǎn)品認證制度已逐步推行，率先對電器電子產(chǎn)品有害物質(zhì)限制使用、綠色建材、綠色快遞包裝等綠色產(chǎn)品合格評定制度建設，以認證手段促進相關行業(yè)發(fā)展，增加綠色產(chǎn)品供給。

（三）從國際合作與發(fā)展看

高度重視工業(yè)綠色發(fā)展領域的國際交流與合作，中歐、中意、中法、中韓等定期交流合作機制順利運行，積極開展工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展政策、標準、技術交流。其中，產(chǎn)品綠色設計國際交流合作一直是中歐對話機制中的核心內(nèi)容。在當前國際政治經(jīng)濟格局調(diào)整背景下，持續(xù)推動綠色設計國際交流合作，促進綠色“走出去”仍然大有可為。此外，國內(nèi)統(tǒng)一完整的綠色產(chǎn)品全生命周期資源環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫尚在建立過程中，評價和定義綠色產(chǎn)品的方法論和工具對外依賴度較高，綠色設計標準的國際影響力不足，導致我國綠色設計國際話語權不足以支撐產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的綠色走出去。

二、產(chǎn)品綠色設計促進工業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展的機理分析

綠色設計是一種基于產(chǎn)品整個生命周期，以產(chǎn)品環(huán)境資源屬性為核心的現(xiàn)代設計理念和方法。設計在發(fā)展的源頭，綠色設計將為工業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展提供源動力。與傳統(tǒng)產(chǎn)品設計理念不同，綠色設計在產(chǎn)品的全生命周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品資源環(huán)境屬性（如資源有效利用、環(huán)境污染、可回收性等），并將其作為設計目標。在滿足資源環(huán)境目標要求的同時，并保證產(chǎn)品應有的基本功能（見表1）。在產(chǎn)品概念形成階段就引進資源環(huán)境變量，并與傳統(tǒng)設計因子（如質(zhì)量、技術可行性、經(jīng)濟合理性等）綜合考慮。

表1 產(chǎn)品綠色設計與傳統(tǒng)產(chǎn)品設計的差異

（一）綠色設計是推動工業(yè)綠色發(fā)展的第一杠桿

習近平生態(tài)文明思想對工業(yè)綠色發(fā)展提出了新的更高要求。切實推動工業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展，一方面，要求在生產(chǎn)過程中做好減法，節(jié)約能源資源的使用，降低生態(tài)環(huán)境影響；另一方面，也要為實現(xiàn)綠色增長做好加法，為全社會提供更多綠色技術、裝備和產(chǎn)品，促進各領域全面綠色發(fā)展，引領綠色消費，實現(xiàn)綠色增長，把“綠水青山就是金山銀山”落到實處。綠色設計是工業(yè)綠色發(fā)展的源頭，研究表明，產(chǎn)品全生命周期80%的資源環(huán)境影響取決于設計階段。綠色設計對綠色發(fā)展可以進行方向性、戰(zhàn)略性規(guī)劃，對綠色發(fā)展提供時間表和路線圖選擇，對生產(chǎn)、流通、消費、廢棄等全過程強調(diào)生命周期關注，對能源、材料、產(chǎn)品、工藝、工程、產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈在源頭進行總體制約，對數(shù)字經(jīng)濟時代具有全方位的適應性，在綠色技術創(chuàng)新、綠色產(chǎn)品研發(fā)、引導綠色消費等過程中可以起到關鍵作用，是推動工業(yè)綠色發(fā)展的最佳杠桿。近年，工業(yè)領域產(chǎn)品綠色設計有序推行，已培育和發(fā)展了245家綠色設計示范企業(yè)，共推廣3000余項綠色設計產(chǎn)品，有力帶動綠色消費，推動經(jīng)濟高質(zhì)量綠色發(fā)展。

（二）綠色設計是助力工業(yè)低碳發(fā)展的重要支撐

工業(yè)是我國能源消耗和二氧化碳排放最主要領域，據(jù)統(tǒng)計，2020年工業(yè)領域能源消費、碳排放占全國的比重約為65%和70%。當前新形勢和任務對工業(yè)低碳減排提出了新的更高要求，但我國推進工業(yè)領域低碳減排工作面臨著碳排放底數(shù)不清、統(tǒng)計測算體系不完善、低碳技術和產(chǎn)品推廣難等問題。近年來，我國工業(yè)領域推行的產(chǎn)品綠色設計要求工業(yè)企業(yè)以生命周期評價理論和工具為基本支撐，建立覆蓋產(chǎn)品全生命周期各個環(huán)節(jié)的資源環(huán)境影響基礎數(shù)據(jù)庫，以定量評價結(jié)果為指導，在產(chǎn)品設計時提出綠色低碳的材料、技術、工藝、使用方式、回收利用等解決方案，將有力地促進產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈協(xié)同降碳，在很大程度上推動工業(yè)低碳發(fā)展的基礎數(shù)據(jù)庫建設、碳排放基本情況的摸底、低碳技術和產(chǎn)品的推廣以及碳交易市場和綠色金融的發(fā)展。此外，全球各個國家都在追求可持續(xù)的發(fā)展方向，一些發(fā)達經(jīng)濟體正在謀劃或推出碳邊境調(diào)節(jié)機制等貿(mào)易制度，通過加快推進基于生命周期理論的綠色設計，能有效提高我國國際市場競爭力。推行綠色設計，要求建立覆蓋產(chǎn)品全生命周期的碳排放數(shù)據(jù)庫，要求以生命周期評價方法（LCA）客觀評價產(chǎn)品碳足跡，并基于定量評價結(jié)果，提出著眼于產(chǎn)品全生命周期碳中和的系統(tǒng)解決方案，將有力地促進產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈協(xié)同降碳。

（三）綠色設計是推動工業(yè)循環(huán)發(fā)展的最優(yōu)方案

我國工業(yè)領域循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的最大挑戰(zhàn)在于廣泛散于全社會的各類工業(yè)產(chǎn)品數(shù)量巨大、種類繁多，規(guī)范的回收渠道很難建立，資源化利用水平不高，加之產(chǎn)業(yè)升級和消費升級帶來的新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，大量生產(chǎn)、消耗、排放的生產(chǎn)生活方式尚未根本性扭轉(zhuǎn)，大宗工業(yè)固廢產(chǎn)生強度高、利用不充分，再生資源回收利用規(guī)范化水平低，動力電池、快遞包裝等廢舊產(chǎn)品生產(chǎn)量大幅增長，而現(xiàn)有的循環(huán)經(jīng)濟體系疲于應對，因而加快推動工業(yè)領域資源循環(huán)高效利用十分迫切。目前，綠色設計在工業(yè)產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)，著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性，特別是產(chǎn)品廢棄后回收、利用等問題，并將其作為重要的設計目標，有利于從根本上解決工業(yè)循環(huán)發(fā)展的制約因素。通過推行產(chǎn)品綠色設計，大量采用再生材料或可再生材料，推廣易回收、易分類、易拆解的產(chǎn)品設計方案，可從源頭和末端雙管齊下，協(xié)同推進資源循環(huán)高效利用，實現(xiàn)工業(yè)循環(huán)發(fā)展。

三、案例分析——以汽車行業(yè)為例

我國作為全球最大的汽車制造國，汽車產(chǎn)銷量連續(xù)12年位居全球首位。隨著汽車產(chǎn)銷量持續(xù)增加，汽車行業(yè)碳排放增長快速，成為當前我國碳排放增長最快的領域之一，因此應采用有效減排措施，而綠色設計從源頭出發(fā)助力汽車行業(yè)減污降碳。在汽車行業(yè)中，汽車產(chǎn)品綠色設計的目標不僅是要減少物質(zhì)和能源的消耗，減少有害物質(zhì)排放，而且還要使產(chǎn)品及零部件便于分類回收、拆卸、再制造或資源化利用，以及考慮汽車產(chǎn)品在使用過程中消耗大量的能源和排放大量的污染物。因而，引導企業(yè)落實全生命周期理念，開展汽車產(chǎn)品綠色設計，對汽車行業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展具有重要促進作用。

（一）綠色材料選擇

汽車綠色材料選擇主要包括四個方面：一是使用環(huán)境友好型材料，包括與環(huán)境相容的材料、無毒無害或低毒低害材料。二是選擇可循環(huán)利用的材料，要充分考慮材料的兼容性、可回收性和可再生性。如總成設計件中，零件及其螺栓、卡扣等連接件使用的材料盡量屬于同一種材料，或同一族材料或相容性比較好的材料。三是及時推動新型環(huán)保材料的應用，如推動鋁合金、銅合金、鎂合金等材料的使用，減少金屬板材的使用等。四是避免或減少使用易老化、易腐蝕的材料。

（二）節(jié)能減排設計

汽車企業(yè)通過研發(fā)應用高效超凈燃燒系統(tǒng)、智能熱管理系統(tǒng)、智能潤滑系統(tǒng)等高效綠色節(jié)能技術，降低燃油消耗等。企業(yè)重視尾氣減排技術的研發(fā)，通過燃燒效率提升和高效治理技術應用，不斷提升產(chǎn)品綠色性能，減少尾氣排放。如長安汽車推進產(chǎn)品生產(chǎn)和使用過程中的節(jié)能減排，針對發(fā)動機、變速箱、地盤和整車等實施優(yōu)化設計，推進生產(chǎn)過程清潔化，從源頭減少污染物的排放；重慶長安汽車通過建立完善的動力傳動匹配系統(tǒng)開發(fā)與驗證體系，有效應用推廣“350bar高壓缸內(nèi)直噴”“集成排氣歧管”“高滾流燃燒”等綠色先進技術，持續(xù)優(yōu)化整車電噴程序和催化劑配方，提升缸內(nèi)燃油霧化效果和燃燒效率，有效降低尾氣排放濃度。

（三）輕量化設計

目前，汽車企業(yè)積極開展汽車輕量化研究，通過車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新材料新工藝集成應用等多項措施，減少原材料獲取、產(chǎn)品使用等階段的碳排放。如通過提升高強鋼、超高強鋼、輕質(zhì)鋁合金等新材料應用比例，實現(xiàn)車身輕量化。

（四）可再生資源化設計

近年來，隨著汽車產(chǎn)銷量和保有量的快速增長，資源回收和再制造業(yè)務日漸受到關注，例如，美國全國汽車零部件售后產(chǎn)品中，有超過50%的銷售額來自于再制造件的銷售。目前，全球資源短缺矛盾的加劇，推動汽車行業(yè)從設計環(huán)節(jié)對產(chǎn)品生命周期末端進行關注，重視可再生資源化設計，有利于汽車行業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展。

四、對策建議

（一）夯實產(chǎn)品綠色設計基礎，強化綠色設計關鍵技術開發(fā)

一是支持立足于我國資源特點的工業(yè)產(chǎn)品全生命周期資源環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫建設。二是充分利用“新基建”帶來的消費內(nèi)容和渠道升級機遇，大力推行工業(yè)產(chǎn)品綠色設計，設計和制造高質(zhì)量的綠色產(chǎn)品，促進產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，帶動國內(nèi)市場綠色消費升級，培育高質(zhì)量綠色經(jīng)濟增長點。三是支持重點工業(yè)行業(yè)開展基于全生命周期數(shù)據(jù)庫和云計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術的綠色設計產(chǎn)品及其評價工具的開發(fā)和應用。四是抓緊突破重點產(chǎn)品綠色設計與生命周期評價高通量協(xié)同建模技術、綠色設計與制造一體化協(xié)同技術，實現(xiàn)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈海量綠色異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合。五是加強專項資金和金融支持力度，加快工業(yè)領域綠色低碳技術的研發(fā)、示范與推廣。

（二）持續(xù)完善相關政策和激勵措施，推動綠色設計國際交流合作

一是開展我國推行產(chǎn)品綠色設計立法的前瞻性研究，制定發(fā)布推行工業(yè)產(chǎn)品綠色設計的指導性文件，保持政策連續(xù)性，不斷提升綠色設計產(chǎn)品供給能力。二是支持綠色設計評價標準體系的建設和綠色設計產(chǎn)品清單發(fā)布，滿足綠色消費市場升級需求。三是利用政府綠色采購、綠色稅收、綠色金融等政策手段，加快推廣綠色設計產(chǎn)品、技術和服務。四是在建立統(tǒng)一的綠色產(chǎn)品市場監(jiān)管體系過程中，將綠色設計產(chǎn)品納入其中，實現(xiàn)綠色設計產(chǎn)品閉環(huán)管理。五是加強國際溝通交流，探索建立可持續(xù)的中歐、中日、“一帶一路”沿線國家和地區(qū)等的綠色設計交流與合作機制，影響國際工業(yè)產(chǎn)品綠色設計規(guī)則制定。六是著力宣傳和推廣我國工業(yè)產(chǎn)品綠色設計的做法和成效，促進技術、產(chǎn)品和企業(yè)的綠色“走出去”。

（三）推動企業(yè)踐行低碳行動，促進工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級

一是深化源頭減量、過程控制、末端循環(huán)的綠色發(fā)展理念，鼓勵企業(yè)應用產(chǎn)品輕量化、模塊化、集成化、智能化等綠色設計共性技術，采用高性能、輕量化、綠色環(huán)保的新材料，開發(fā)具有無害化、節(jié)能、環(huán)保、高可靠性、長壽命和易回收等特性的綠色產(chǎn)品。二是采用先進適用的清潔生產(chǎn)工藝技術和高效末端治理裝備，淘汰落后設備，建立資源回收循環(huán)利用機制，推動能源消費結(jié)構(gòu)優(yōu)化。三是發(fā)揮行業(yè)龍頭企業(yè)對供應鏈上下游的引領帶動作用，引導行業(yè)龍頭企業(yè)積極應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算等信息技術，探索建立綠色供應鏈管理體系。