基于在線供應(yīng)鏈調(diào)查的產(chǎn)品生命周期評價

江志蘭,向思靜,王洪濤,侯 萍,莊志紅,劉 宇,彭 玲,潘曉勇, 王 煉

1 四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院, 成都 610065 2 成都億科環(huán)境科技有限公司, 成都 610065 3 四川長虹電器股份有限公司, 綿陽 621000 4 四川長虹格潤再生資源有限責(zé)任公司,成都 610404

基于在線供應(yīng)鏈調(diào)查的產(chǎn)品生命周期評價

江志蘭1,2,向思靜1,2,王洪濤1,*,侯 萍2,莊志紅3,劉 宇3,彭 玲3,潘曉勇3, 王 煉4

1 四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院, 成都 610065 2 成都億科環(huán)境科技有限公司, 成都 610065 3 四川長虹電器股份有限公司, 綿陽 621000 4 四川長虹格潤再生資源有限責(zé)任公司,成都 610404

產(chǎn)品生命周期評價(LCA)中的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)收集非常困難而且效率低下,因而在產(chǎn)品LCA研究中常常近似處理、甚至忽略供應(yīng)鏈實際生產(chǎn)過程,嚴(yán)重影響了LCA的數(shù)據(jù)質(zhì)量與可信度。開發(fā)專門的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)收集工具是解決這一問題的有效途徑。介紹了可進(jìn)行在線供應(yīng)鏈調(diào)查、建模與計算分析的LCA系統(tǒng)eFootprint,基于該系統(tǒng)提出了在線的LCA工作方法,通過長虹美菱冰箱的應(yīng)用案例驗證了系統(tǒng)與方法的可行性,為提高產(chǎn)品LCA的效率和質(zhì)量提供了新的解決方案。

生命周期評價；供應(yīng)鏈；數(shù)據(jù)收集；在線評價系統(tǒng)

生命周期評價是定量化、系統(tǒng)化評價產(chǎn)品整個生命周期中所造成資源環(huán)境影響的標(biāo)準(zhǔn)評價方法[1],是產(chǎn)品環(huán)境管理的重要基礎(chǔ)。產(chǎn)品LCA依賴于大量的數(shù)據(jù)收集,一部分來自于企業(yè)和供應(yīng)鏈的實際生產(chǎn)過程調(diào)查(稱為實景過程數(shù)據(jù)Foreground process and primary data),另一部分則來自LCA數(shù)據(jù)庫(稱為背景過程數(shù)據(jù)Background process and secondary data)。其中實景數(shù)據(jù)在很大程度上決定了LCA結(jié)果的數(shù)據(jù)質(zhì)量和結(jié)論的可信度,因此一些LCA方法標(biāo)準(zhǔn)對實景數(shù)據(jù)收集作出了具體要求。世界資源研究所WRI/WBCSD 在《溫室氣體核算體系：企業(yè)價值鏈(范圍三)核算與報告標(biāo)準(zhǔn)》[2]中提到企業(yè)應(yīng)從供應(yīng)商及價值鏈上收集一手?jǐn)?shù)據(jù)(即實景數(shù)據(jù)),以更好地呈現(xiàn)企業(yè)供應(yīng)鏈上的活動,從而確定供應(yīng)鏈內(nèi)最大的能源、原材料和資源消耗所在。《PAS2050：商品和服務(wù)在生命周期內(nèi)的溫室氣體排放評價規(guī)范》[3]要求產(chǎn)品生命周期碳足跡的貢獻(xiàn)至少有10%來自供應(yīng)鏈實景過程。韓國《Guidelines for Carbon Footprint of Products》標(biāo)準(zhǔn)[4]規(guī)定一級供應(yīng)商需收集實景數(shù)據(jù),二級及以上供應(yīng)商可采用背景數(shù)據(jù)。

盡管產(chǎn)品供應(yīng)鏈實景數(shù)據(jù)對LCA研究非常重要,但目前很多產(chǎn)品LCA研究并未進(jìn)行供應(yīng)鏈生產(chǎn)過程的調(diào)查[5- 13]而是采用原料消耗量、甚至產(chǎn)品材質(zhì)含量,配合原材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行計算。這不僅影響了數(shù)據(jù)質(zhì)量,難以辨別實際生產(chǎn)過程的重點環(huán)節(jié),產(chǎn)品供應(yīng)鏈協(xié)同改進(jìn)更無從談起,從根本上削弱了LCA的意義和應(yīng)用價值。尤其是采用產(chǎn)品材質(zhì)含量進(jìn)行計算,其實忽略了生產(chǎn)過程的材料損耗、能耗和環(huán)境排放,是一種粗略的估算方法,難以支撐LCA的實際應(yīng)用和發(fā)展。

造成這一現(xiàn)狀的主要原因一方面是由于LCA的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)收集工作難度大[14],普遍仍采用現(xiàn)場走訪企業(yè)、人工處理數(shù)據(jù)調(diào)查表、通過郵件和電話形式溝通確認(rèn),造成數(shù)據(jù)收集工作效率低下；另一方面更為重要和根本的原因是缺乏針對供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)收集的LCA軟件工具。

針對企業(yè)開展LCA以及供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)收集困難的問題,國內(nèi)億科環(huán)境公司已經(jīng)開發(fā)了完全在線的LCA系統(tǒng)eFootprint,不僅可以在線完成供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)收集,而且可以在線完成LCA建模與計算分析,并開展了實際應(yīng)用案例研究。基于eFootprint系統(tǒng),本文提出了在線開展供應(yīng)鏈調(diào)查和LCA的工作方法,介紹了長虹美菱冰箱的研究案例,進(jìn)一步探討了在線LCA系統(tǒng)的發(fā)展方向。

1 國內(nèi)外LCA軟件工具

目前國內(nèi)外開展LCA工作時主要采用單機(jī)版軟件工具,國外常見的主流軟件主要有：德國PE國際有限公司研發(fā)的GaBi軟件,用于進(jìn)行產(chǎn)品和工藝的生命周期分析,數(shù)據(jù)庫龐大,涵蓋600個單元過程,5000條清單數(shù)據(jù)；荷蘭PR6咨詢公司研發(fā)SimaPro軟件,集成了Eco-Indicator99,Ecopoints97(CH),CML2001等在內(nèi)的生命周期評價方法,重點針對產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計；美國Ecobilan公司開發(fā)的TEAMTM軟件,針對復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)及相關(guān)的生命周期計算分析,數(shù)據(jù)庫涵蓋了金屬類、紙類、廢棄物管理領(lǐng)域方面的數(shù)據(jù)；瑞典CIT Ekologik開發(fā)的LCAiT軟件,是第一個采用圖形界面的LCA軟件,用于產(chǎn)品與過程的環(huán)境負(fù)荷分析。國內(nèi)僅有的全面的LCA分析軟件是有四川大學(xué)與成都億科環(huán)境科技有限公司開發(fā)的eBalance軟件,擁有中國本地化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫并兼容Ecoinvent與ELCD數(shù)據(jù)庫,支持碳足跡在內(nèi)的PEF14種環(huán)境影響評價。

以上各類LCA軟件工具盡管有強(qiáng)大的計算分析功能,較為豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,支持不同類型環(huán)境影響的評價分析,但共同存在的缺陷是均為單機(jī)軟件工具,主要以本地化人工錄入與導(dǎo)入數(shù)據(jù)完成建模計算,無法實現(xiàn)來自產(chǎn)品供應(yīng)商數(shù)據(jù)的自動采集,不能解決LCA供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)收集的問題。但LCA軟件工具開發(fā)商已經(jīng)意識到了這一問題,并開始研發(fā)專門的工具。2015年8月GaBi軟件開發(fā)商PE國際有限公司發(fā)布了在線的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)收集工具LCA Hub,聲稱能將“LCA工作效率提升30%,同時也能得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)”,盡管其LCA建模與計算分析仍然需要在GaBi軟件中完成,但數(shù)據(jù)收集已開始向在線系統(tǒng)發(fā)展。國內(nèi)億科環(huán)境公司的eFootprint系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)收集到建模計算分析等全程在線的生命周期評價。

2 在線的LCA工作方法

LCA分為4個基本步驟,分別是目標(biāo)與范圍定義、清單分析、影響評價和結(jié)果解釋[1],都可以在eFootprint系統(tǒng)中完成。eFootprint是一個在線信息系統(tǒng),可以部署在公有云服務(wù)器上作為公共平臺,企業(yè)也可在內(nèi)部服務(wù)器上自建系統(tǒng)。用戶無需下載和安裝,通過瀏覽器訪問系統(tǒng)就可以開展LCA工作。系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。企業(yè)用戶創(chuàng)建產(chǎn)品模型并完成自身的生產(chǎn)過程調(diào)查,對于重要的物料消耗,可以在線向供應(yīng)商發(fā)出數(shù)據(jù)請求,獲得供應(yīng)商的產(chǎn)品模型和數(shù)據(jù),結(jié)合系統(tǒng)包含的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,最終完成產(chǎn)品的生命周期建模與計算分析。此外,經(jīng)許可的第三方或?qū)徍苏J(rèn)證機(jī)構(gòu)也可以在線進(jìn)行數(shù)據(jù)核查。

圖1 eFootprint 系統(tǒng)工作流程Fig.1 Work flow of eFootprint system

在供應(yīng)鏈調(diào)查過程中,供應(yīng)商用戶也有自己的原材料和供應(yīng)商,也能在系統(tǒng)中繼續(xù)調(diào)查自己的上游供應(yīng)商,從而實現(xiàn)多級供應(yīng)鏈的調(diào)查。這既是提高LCA數(shù)據(jù)質(zhì)量和可信度的有效方法,更是未來開展多級供應(yīng)鏈協(xié)同改進(jìn)的基礎(chǔ)。對于大多數(shù)用戶而言,通常既是產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè),同時也是下游客戶的供應(yīng)商,因此用戶使用系統(tǒng)的方式非常相似,具體的工作方法如下。

2.1 目標(biāo)與范圍定義

目標(biāo)與范圍定義是LCA研究的第一步,是后續(xù)工作步驟中選擇和判斷的主要依據(jù)來源[15]。用戶登錄系統(tǒng)后,可以創(chuàng)建新的產(chǎn)品模型,并描述LCA的目標(biāo)與范圍,包括功能單位、時間地區(qū)代表性、技術(shù)代表性、是否代表特定生產(chǎn)者及供應(yīng)鏈或代表行業(yè)平均等,范圍定義包括系統(tǒng)邊界、取舍原則與環(huán)境影響類型。本系統(tǒng)可以進(jìn)行多種環(huán)境影響類型指標(biāo)的計算與分析,例如歐盟產(chǎn)品環(huán)境足跡(Product Environmental Footprint, PEF)建議的14種環(huán)境影響類型,如全球暖化 、酸化、富營養(yǎng)化、一次能源消耗、不可再生資源消耗、水耗、可吸入無機(jī)物等。

2.2 數(shù)據(jù)收集與錄入

LCA需收集各個過程的物料消耗、能耗、排放以及運(yùn)輸數(shù)據(jù)。通常情況下,企業(yè)生產(chǎn)活動范圍的數(shù)據(jù)應(yīng)最先被收集,其中物耗來源于產(chǎn)品設(shè)計方案、生產(chǎn)統(tǒng)計、生產(chǎn)工藝資料等,能耗主要來源于生產(chǎn)統(tǒng)計或按設(shè)備功耗估算,排放數(shù)據(jù)來源于現(xiàn)場監(jiān)測、物料平衡估算、產(chǎn)排污系數(shù)等,運(yùn)輸數(shù)據(jù)來源于企業(yè)進(jìn)出貨記錄。上述原始數(shù)據(jù)需要進(jìn)行處理,得出生產(chǎn)單位數(shù)量產(chǎn)品的物耗、能耗、排放和運(yùn)輸數(shù)據(jù),稱為過程清單數(shù)據(jù)(Inventory data),隨后錄入產(chǎn)品模型中相應(yīng)生產(chǎn)過程下的消耗表與排放表中。

對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品,如機(jī)械類、電子電器類產(chǎn)品,為簡化其繁雜的零部件和物料數(shù)據(jù)錄入工作,系統(tǒng)可直接導(dǎo)入產(chǎn)品物料表BOM(Bill of Materials)。BOM表包含多層級零部件及其相關(guān)屬性,如規(guī)格型號、編碼、制造商等信息,導(dǎo)入后系統(tǒng)可自動建立多層級產(chǎn)品生命周期樹形模型,在提高數(shù)據(jù)錄入效率的同時,也較好保證了數(shù)據(jù)的完整性與準(zhǔn)確性。若產(chǎn)品的原料較為簡單,也可在系統(tǒng)中手工逐項添加消耗。

系統(tǒng)支持完整記錄每項清單數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)來源。選擇各項消耗或排放清單數(shù)據(jù),可以添加其算法公式以及公式所包含各項原始數(shù)據(jù)的數(shù)值和資料來源,系統(tǒng)可自動將原始數(shù)據(jù)計算為單位產(chǎn)品的清單數(shù)據(jù)。這有利于確保數(shù)據(jù)的透明度、可追溯、可重復(fù),為模型數(shù)據(jù)的更新與審核提供了便利。

產(chǎn)品和原料的運(yùn)輸過程可能因運(yùn)輸工具改變而分為多個運(yùn)輸路段,甚至可能是從多個始發(fā)地到多個目的地的多條運(yùn)輸路徑。系統(tǒng)支持詳盡記錄和計算產(chǎn)品、各項消耗和排放的多路徑、多路段的運(yùn)輸過程,包括運(yùn)輸毛重、各條路徑的運(yùn)輸份額、各運(yùn)輸路段的起止地點、運(yùn)輸距離、運(yùn)輸工具類型,并與相應(yīng)運(yùn)輸數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)和計算。

產(chǎn)品生命周期還包括使用和廢棄處置過程。使用過程數(shù)據(jù)主要來源產(chǎn)品特征數(shù)據(jù)或使用階段調(diào)查,如根據(jù)使用壽命、工作方式判斷使用過程的投入排放。產(chǎn)品廢棄回收數(shù)據(jù)來源于最終回收商對廢棄產(chǎn)品的處置活動,數(shù)據(jù)收集類似于企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集。

2.3 供應(yīng)鏈調(diào)查

為提高產(chǎn)品生命周期評價的數(shù)據(jù)質(zhì)量和可信度,識別供應(yīng)鏈上重要環(huán)節(jié)的環(huán)境影響,判斷分析可改進(jìn)環(huán)節(jié),應(yīng)該對重要物料的供應(yīng)鏈生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)查。所調(diào)查的物料包含零部件、輔料及包裝,對于次要零部件和輔料可不調(diào)查實際生產(chǎn)過程和運(yùn)輸,而采用其材料含量和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行近似計算,不含稀貴和高純成分、重量很小的零部件和用量很少的輔料可根據(jù)取舍原則忽略,具體調(diào)查建議參見表1。

表1 數(shù)據(jù)調(diào)查方式建議

*物料重量與產(chǎn)品重量的比值

供應(yīng)鏈調(diào)查過程包括發(fā)送數(shù)據(jù)請求、供應(yīng)商提交模型和數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)審核。系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品模型中物料屬性,可以判斷外協(xié)外購物料并為其生成數(shù)據(jù)請求列表,企業(yè)用戶參照表1的調(diào)查建議,在生成的請求列表中選擇需要進(jìn)行供應(yīng)鏈調(diào)查的物料并將數(shù)據(jù)請求發(fā)送給相應(yīng)的一級供應(yīng)商。數(shù)據(jù)請求內(nèi)容包括需要調(diào)查物料的名稱、規(guī)格型號、功能單位、填報須知等信息,可設(shè)置請求回復(fù)的期限。請求發(fā)送后系統(tǒng)將郵件通知供應(yīng)商,提醒供應(yīng)商及時查看與處理請求。

供應(yīng)商登錄系統(tǒng)后,可以創(chuàng)建新的產(chǎn)品模型或者選擇已有的產(chǎn)品模型用以回復(fù)收到的數(shù)據(jù)請求。供應(yīng)商可以編輯錄入其產(chǎn)品生產(chǎn)過程的消耗、排放、運(yùn)輸數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)收集與處理方式如2.2的描述。在完成模型數(shù)據(jù)收集填報后將請求回復(fù)給企業(yè)用戶。企業(yè)用戶可以審核供應(yīng)商提供的模型和數(shù)據(jù),審核通過后該物料的模型和數(shù)據(jù)自動合并到企業(yè)產(chǎn)品的模型中,從而擴(kuò)展了產(chǎn)品模型中實景過程。

一級供應(yīng)商還可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)請求給二級供應(yīng)商,從而實現(xiàn)多級供應(yīng)鏈的調(diào)查,這是提高LCA數(shù)據(jù)質(zhì)量和可信度的有效方法。而且,企業(yè)與各級供應(yīng)商可以同時進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和在線填報,從而極大地提高了供應(yīng)鏈上數(shù)據(jù)調(diào)查的效率。

2.4 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫

基礎(chǔ)原材料和能源消耗通常不用調(diào)查供應(yīng)鏈生產(chǎn)過程,而直接關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,即可得到完整的生命周期模型,并進(jìn)行計算分析。本系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括中國生命周期核心數(shù)據(jù)庫CLCD[16]、歐盟ELCD[17]和瑞士Ecoinvent[18]數(shù)據(jù)庫,可以提供國內(nèi)外主要基礎(chǔ)原材料和能源的背景過程數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫的選擇應(yīng)遵循以下原則：①數(shù)據(jù)代表性,應(yīng)優(yōu)先選擇代表原材料和能源產(chǎn)地生產(chǎn)水平的公開數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)的參考年限應(yīng)優(yōu)先選擇近年數(shù)據(jù),僅在沒有符合要求的原產(chǎn)地數(shù)據(jù)的情況下,可以選擇國外同類技術(shù)數(shù)據(jù)作為替代；②數(shù)據(jù)完整性,背景數(shù)據(jù)庫本身應(yīng)該完整,應(yīng)該包含主要的基礎(chǔ)原材料和能源的開采與制造過程,即覆蓋這些基礎(chǔ)原材料和能源從資源開采到出廠為止的過程,保證產(chǎn)品生命周期的完整性；③數(shù)據(jù)一致性,所有被選擇的背景數(shù)據(jù)均應(yīng)覆蓋產(chǎn)品評價中所選取的環(huán)境影響類型。

隨著供應(yīng)鏈調(diào)查與產(chǎn)品LCA工作的積累,產(chǎn)品與物料數(shù)據(jù)庫不斷激勵,包括企業(yè)自己的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和供應(yīng)商提供的零部件和原材料的LCA數(shù)據(jù),后續(xù)產(chǎn)品的評價若有相同或相似物料投入時,可直接關(guān)聯(lián)物料數(shù)據(jù)庫,通過數(shù)據(jù)重用可以提高LCA工作效率。

2.5 檢查與審核

數(shù)據(jù)收集錄入與關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫的工作完成后,需對產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。在單元過程上可通過輸入與輸出的質(zhì)量對比進(jìn)行物料平衡檢查,檢查出如單位有誤或出入較大的清單數(shù)據(jù)。在模型層面上可進(jìn)行消耗與排放的完整性檢查以及供應(yīng)鏈調(diào)查進(jìn)度檢查。完整性檢查一方面是檢查需追溯的上游過程數(shù)據(jù)是否有遺漏,并根據(jù)取舍原則判斷是否需要繼續(xù)追溯；另一方面是檢查排放表中是否涵蓋了要評價的影響類型所包含的物質(zhì)。進(jìn)度檢查主要是包含各級供應(yīng)商當(dāng)前數(shù)據(jù)請求處理狀態(tài),是否提交或?qū)徍恕．a(chǎn)品模型數(shù)據(jù)檢查能快速發(fā)現(xiàn)問題并查遺補(bǔ)缺,為模型數(shù)據(jù)完整性、可靠性提供幫助。

企業(yè)需審核上游供應(yīng)商回復(fù)的數(shù)據(jù)請求,若模型數(shù)據(jù)有誤將返回給供應(yīng)商修改,可在留言處說明修改內(nèi)容,待所有物料模型審核通過后即完成了整個產(chǎn)品的建模與數(shù)據(jù)填報。

系統(tǒng)還支持第三方在線評審,將評審請求發(fā)送給外部評審專家,專家可以在線審核所有數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)來源,而并不需要拷貝模型數(shù)據(jù),有利于數(shù)據(jù)的保密。由于產(chǎn)品模型中完整記錄了所有數(shù)據(jù)來源,這對評審工作的順利展開是十分有利的。用戶還可根據(jù)自己意愿發(fā)布評審后的結(jié)果,通過網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行更廣泛的LCA交流。

2.6 計算結(jié)果與分析

系統(tǒng)能計算產(chǎn)品全生命周期及樹形模型上各過程的環(huán)境影響,也可以對不同供應(yīng)商零部件影響結(jié)果進(jìn)行比對分析。系統(tǒng)能得出不同環(huán)境影響類型指標(biāo)的計算結(jié)果,并按照產(chǎn)品樹形結(jié)構(gòu)展開顯示各零部件的環(huán)境影響大小,即過程累積貢獻(xiàn)。通過分析清單數(shù)據(jù)敏感度確定對結(jié)果影響最大的清單數(shù)據(jù),找到最重要的改進(jìn)點。此外,計算結(jié)果輔以圖表直觀顯示,結(jié)果可供導(dǎo)出。

3 案例應(yīng)用

在eFootprint系統(tǒng)上,2周內(nèi)完成了長虹美菱冰箱的一級供應(yīng)鏈調(diào)查和產(chǎn)品LCA,在1周內(nèi)完成了8家一級供應(yīng)商共14個外購部件生產(chǎn)數(shù)據(jù)的調(diào)查。

長虹美菱三門冰箱(型號BCD206-K3B,容積206L)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)來源于美菱生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)查與產(chǎn)品BOM表,銷售運(yùn)輸數(shù)據(jù)來自合作物流公司統(tǒng)計數(shù)據(jù),使用過程數(shù)據(jù)根據(jù)產(chǎn)品特征數(shù)據(jù)分析得到,主要通過產(chǎn)品使用壽命與日電耗計算出使用階段的電耗,廢棄回收過程數(shù)據(jù)來源于長虹格潤再生資源責(zé)任有限公司拆解現(xiàn)場調(diào)查,根據(jù)ISO14044標(biāo)準(zhǔn)[19]建議的方法,冰箱拆解回收后得到再生鋁、銅、鐵、塑料,按照再生材料的市場價值與初級材料市場價值的比值進(jìn)行分配,由于再生材料抵扣了初生材料生產(chǎn)造成的環(huán)境影響，產(chǎn)生了環(huán)境效益，故再生材料的環(huán)境影響為負(fù)值。圖2為冰箱生命周期各階段對不同環(huán)境影響類型指標(biāo)的貢獻(xiàn)。

圖2 冰箱生命周期各階段對多種環(huán)境影響類型指標(biāo)的貢獻(xiàn)Fig.2 The contribution of each life cycle stages to multiple environmental impact category indicators GWP：全球變暖潛值Global warming potential,AP：酸化潛值A(chǔ)cidification potential,EP：富營養(yǎng)化潛值Eutrophication potential,CADP：中國資源消耗潛值Chinese resource depletion potential,PED：一次能源消耗Primary energy demand,IWU：工業(yè)用水量Industrial water use

所調(diào)查的外購部件包括重量比大于5%的如壓縮機(jī)、冷藏蒸發(fā)器總成、冷凍蒸發(fā)器總成、包裝箱的生產(chǎn)過程,還包括如溫控盒組件、電源線、門封條、果菜盒、壓縮機(jī)底板組件等重量占比小于5%的零部件生產(chǎn)過程,其余大部分為企業(yè)自制件,只忽略了如粘膠海綿、不干膠標(biāo)貼、紙膠帶、牙膏輔料總重量不超過1%的部分。最終調(diào)查結(jié)果顯示來自供應(yīng)商調(diào)查的外購部件GWP貢獻(xiàn)占冰箱產(chǎn)品生產(chǎn)總貢獻(xiàn)的25.6%。圖 3展示了冰箱主要零部件的全球暖化潛值。

圖3 冰箱主要零部件全球暖化潛值Fig.3 The global warming potential of main components of refrigerator

圖4 供應(yīng)商調(diào)查前后主要零部件全球暖化潛值對比 Fig.4 The comparison of global warming potential of main components before and after the supplier survey

對比供應(yīng)商調(diào)查前后冰箱生產(chǎn)的GWP值,調(diào)查前為216.5 kgCO2,調(diào)查后為245.8 kgCO2。增加部分一方面是由于通過供應(yīng)商數(shù)據(jù)填報,零部件的子零件及材質(zhì)更加精確完整的結(jié)果；另一方面是補(bǔ)充完善了供應(yīng)商零部件現(xiàn)場生產(chǎn)以及運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境影響的結(jié)果,供應(yīng)商調(diào)查前后主要零部件GWP值對比見圖4, 從圖中能看出壓縮機(jī)調(diào)查后的影響比調(diào)查前更小,是因為調(diào)查前整機(jī)廠沒有壓縮機(jī)具體的子零件重量與材質(zhì)數(shù)據(jù),粗略的根據(jù)壓縮機(jī)的重量全部按鋼鐵材質(zhì)處理關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫,計算得到的結(jié)果,這與供應(yīng)商填報后將壓縮機(jī)細(xì)化至70個子零件,并補(bǔ)充壓縮機(jī)生產(chǎn)的能耗排放得到的結(jié)果相比,準(zhǔn)確度不高。由此可見,應(yīng)用eFootprint系統(tǒng)開展供應(yīng)商調(diào)查、收集實景過程數(shù)據(jù)對提高LCA數(shù)據(jù)質(zhì)量是非常有幫助的。

此外,在應(yīng)用系統(tǒng)開展供應(yīng)商調(diào)查工作時,參與填報的供應(yīng)商均未參加系統(tǒng)培訓(xùn)或LCA相關(guān)講座,僅依照系統(tǒng)填報指南與系統(tǒng)在線協(xié)助完成此次調(diào)查,從最初的數(shù)據(jù)請求發(fā)出到供應(yīng)商填報完畢到最后全部審核通過耗時2周,這在一定程度上說明了系統(tǒng)的易操作性,提高了企業(yè)與供應(yīng)商的LCA工作效率。

4 結(jié)論與討論

從eFootprint的功能設(shè)計和工作方法看,在線LCA系統(tǒng)徹底改變了20多年來的LCA傳統(tǒng)工作模式。傳統(tǒng)LCA軟件只能安裝在單臺計算機(jī)上、任何時候只能一個人使用,使用此計算機(jī)和軟件的用戶只能獨立完成數(shù)據(jù)收集、建模、計算分析等工作,這極大限制了LCA案例調(diào)查和研究的范圍以及深入程度。而在線LCA系統(tǒng)允許多個用戶、多級供應(yīng)商同時填報數(shù)據(jù),共建一個產(chǎn)品LCA模型,這使得復(fù)雜產(chǎn)品生命周期研究成為可能。

從eFootprint應(yīng)用案例的效果來看,在線LCA系統(tǒng)成倍地提高了供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)調(diào)查和產(chǎn)品LCA研究的工作效率,也改善了LCA數(shù)據(jù)質(zhì)量。通過在線發(fā)送數(shù)據(jù)請求、導(dǎo)入BOM、記錄數(shù)據(jù)來源等功能,簡化、規(guī)范了數(shù)據(jù)填報和審核工作,企業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過簡單培訓(xùn)或講解即可使用。隨著人員能力建設(shè)、企業(yè)和供應(yīng)商數(shù)據(jù)的積累,這項工作還可以更加簡便和快捷。同時,直接調(diào)查供應(yīng)鏈生產(chǎn)過程、減少使用數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù),也是提高LCA數(shù)據(jù)質(zhì)量的最有效方法,是支撐LCA更廣泛應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。

但從eFootprint應(yīng)用案例的實施過程看,盡管越來越多的行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)都重視并積極開展LCA研究,但目前供應(yīng)鏈的配合程度仍然比較低,大多數(shù)供應(yīng)商并不了解相關(guān)方法及其意義,這導(dǎo)致多級供應(yīng)鏈調(diào)查的協(xié)調(diào)工作非常困難。這個問題一方面是需要領(lǐng)先企業(yè)、行業(yè)、政策乃至社會的持續(xù)推動,另一方面也可以在工具層面集成更多功能,為企業(yè)提供更多實用價值。例如,RoHS、REACH、WEEE、沖突礦產(chǎn)等國內(nèi)外環(huán)保法規(guī)都涉及供應(yīng)鏈環(huán)境信息的調(diào)查,可以與LCA調(diào)查工作集成,減少冗余的工作環(huán)節(jié)和冗余的數(shù)據(jù),同時增加調(diào)查工作的價值。借助各方面的法規(guī)和客戶要求,推動供應(yīng)鏈參與。

eFootprint系統(tǒng)目前已增加了材料與有害物質(zhì)聲明、再生利用率計算、沖突礦產(chǎn)聲明等功能,可以幫助企業(yè)建立更全面、更高效的產(chǎn)品及供應(yīng)鏈環(huán)境管理系統(tǒng),未來可以用于企業(yè)綠色采購和綠色供應(yīng)鏈管理,支持產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計和供應(yīng)鏈協(xié)同改進(jìn),滿足市場、政策和社會對企業(yè)環(huán)保的要求,為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支持,這也是產(chǎn)品生命周期評價的根本目標(biāo)。

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Product life cycle assessment based on online survey along supply chain

JIANG Zhilan1,2, XIANG Sijing1,2, WANG Hongtao1,*, HOU Ping2, ZHUANG Zhihong3, LIU Yu3, PENG Ling3, PAN Xiaoyong3, WANG Lian4

1CollegeofArchitectureandEnvironment,SichuanUniversity,Chengdu610065,China2IKEEnvironmentalTechnologyCo.,Ltd.,Chengdu610065,China3SichuanChanghongElectricCo.,Ltd.,Mianyang621000,China4SichuanChanghongGreenRenewableResourcesco.,Ltd.,Chengdu610404,China

In product life cycle assessment (LCA), investigation of supply chain is so difficult and time-consuming that it is often overlooked, which significantly compromises LCA quality and credibility. Specialized tools for supply chain investigation are expected to solve this problem. An online LCA system, namely eFootprint, was introduced in this paper; this system was developed to conduct full LCA study online, including supply chain investigation, life cycle modeling, and analysis. Based on eFootprint′s features, the guidelines for conducting LCA online were proposed. A pilot study of a refrigerator showed that eFootprint is a promising solution for more efficient and higher quality LCA work.

Life cycle assessment (LCA); supply chain; data collection; online assessment system

中國清潔發(fā)展機(jī)制基金資助項目

2015- 08- 16;

2016- 05- 30

10.5846/stxb201508161710

*通訊作者Corresponding author.E-mail: wanght@scu.edu.cn

江志蘭,向思靜,王洪濤,侯萍,莊志紅,劉宇,彭玲,潘曉勇 王煉.基于在線供應(yīng)鏈調(diào)查的產(chǎn)品生命周期評價.生態(tài)學(xué)報,2016,36(22):7185- 7191.

Jiang Z L, Xiang S J, Wang H T, Hou P, Zhuang Z H, Liu Y, Peng L, Pan X Y, Wang L.Product life cycle assessment based on online survey along supply chain.Acta Ecologica Sinica,2016,36(22):7185- 7191.