試析電氣電子產(chǎn)品生命周期評價標準體系的搭建

／中國電器工業(yè)協(xié)會 張亮 滕云／

試析電氣電子產(chǎn)品生命周期評價標準體系的搭建

／中國電器工業(yè)協(xié)會 張亮 滕云／

為支撐實施《中國制造2025》，全面推行綠色制造，《綠色制造工程實施指南（2016-2020年）》提出初步建成綠色制造相關(guān)評價標準體系的階段性要求。作為一種量化產(chǎn)品整個生命周期環(huán)境影響和環(huán)境績效的方法，生命周期評價將在未來一段時期得到更廣泛的應用。本文從現(xiàn)有生命周期評價標準及環(huán)境聲明標準的角度入手，對生命周期評價標準體系的缺失做出分析，針對電氣電子產(chǎn)品功能眾多的特點，提出分步建設(shè)產(chǎn)品種類規(guī)則標準的建議。

一、背景

《中國制造2025》作為我國實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領(lǐng)，強調(diào)堅持把可持續(xù)發(fā)展作為建設(shè)制造強國的重要著力點，走生態(tài)文明的發(fā)展道路。同時把“綠色制造工程”作為重點實施的五大工程之一，部署全面推行綠色制造，努力構(gòu)建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系。

在工信部于2016年發(fā)布的《綠色制造工程實施指南（2016-2020年）》中提出，“到2020年，綠色制造水平明顯提升，綠色制造體系初步建立。初步建成較為完善的綠色制造相關(guān)評價標準體系和認證機制，推廣萬種綠色產(chǎn)品，綠色制造市場化推進機制基本形成。制造業(yè)發(fā)展對資源環(huán)境的影響初步緩解?！?/p>

生命周期評價（Life Cycle Assessment，簡稱LCA）是對產(chǎn)品整個生命周期各個階段所產(chǎn)生的環(huán)境影響和環(huán)境績效做出量化的評價方法，是產(chǎn)品綠色設(shè)計、研究和開發(fā)的重要支撐方法之一。

可以預見，伴隨綠色制造工程體系的構(gòu)建進程，產(chǎn)品綠色設(shè)計及產(chǎn)品生命周期評價將逐漸成為推進綠色制造的重要手段。研究制定產(chǎn)品生命周期評價標準，在各產(chǎn)品領(lǐng)域依據(jù)標準科學合理地推行生命周期評價，為市場提供清晰可信的產(chǎn)品環(huán)境影響和環(huán)境績效量化信息，有利于促進綠色制造市場的形成。

二、生命周期評價體系

在實踐方面，歐美地區(qū)和國家在產(chǎn)品生命周期評價領(lǐng)域已開展了近50年的實踐。生命周期評價最早起源于1969年美國中西部研究所受可口可樂委托對飲料容器從原材料獲取到生命末期處置的整個生命周期進行定量分析，這項研究使可口可樂公司拋棄了它過去長期使用的玻璃瓶，轉(zhuǎn)而采用塑料瓶包裝。伴隨生命周期評價理論和實踐的不斷進步，歐美地區(qū)和國家已建立了相對系統(tǒng)的產(chǎn)品生命周期評價體系和評價服務(wù)，包括評價方法、標準、評價工具（軟件）、數(shù)據(jù)庫等。

在標準化方面，ISO（國際標準化組織）于1993年啟動生命周期評價標準化工作，并于1999年正式發(fā)布ISO14040《環(huán)境管理體系 生命周期評價 原則和框架》。其中首次對生命周期評價提出標準化要求。標準中將“生命周期評價”定義為“對一個產(chǎn)品系統(tǒng)的生命周期中輸入、輸出及其潛在環(huán)境影響的匯編和評價”。與后續(xù)發(fā)布的ISO 14044《環(huán)境管理體系 生命周期評價 要求和指南》配合使用，共同構(gòu)成了產(chǎn)品生命周期評價所需要符合的最基本的技術(shù)要求。

然而，即便是目前廣泛使用的各種生命周期評價方法和標準，例如ISO 14044、歐盟ILCD手冊、生態(tài)足跡、法國環(huán)境足跡等，在各種具體要求上均存在一定差異、甚至是缺陷，導致評價結(jié)果無法協(xié)調(diào)一致，特別是無法做出橫向比較。為此，歐美地區(qū)和國家也在不斷分析研究各個專業(yè)領(lǐng)域所適用的生命周期評價方法具體要求，力爭提高評價結(jié)果的一致性和可比性。

在我國，隨著綠色制造產(chǎn)業(yè)政策要求逐步清晰，利用生命周期評價做出產(chǎn)品環(huán)境績效分析并通過進一步改進環(huán)境績效的可行性分析，做出科學合理的產(chǎn)品環(huán)境績效提升方案，正逐步被國內(nèi)產(chǎn)業(yè)理解、接受。同時，我國在產(chǎn)品生命周期評價標準及數(shù)據(jù)庫等方面還與歐美國家具有較大差距，在一定程度上阻礙了我國產(chǎn)品生命周期評價的市場應用和推廣。

三、生命周期評價標準

（一）生命周期評價標準

ISO 14044已經(jīng)明確規(guī)定了產(chǎn)品生命周期評價的步驟和要求，主要包括產(chǎn)品生命周期評價目的和范圍的確定、生命周期清單分析、生命周期環(huán)境影響評價和生命周期評價結(jié)果解釋四個步驟（如圖1所示）。

圖1 ISO 14040關(guān)于生命周期評價的四個步驟

確定生命周期評價的目的和范圍是第一步，包括確定功能單位（或產(chǎn)品單位）、系統(tǒng)邊界和數(shù)據(jù)質(zhì)量等，可視為是生命周期評價的基本定位，決定整個生命周期評價過程的走向，這部分內(nèi)容隨生命周期評價的目的不同可能出現(xiàn)很大差異。

開展生命周期清單分析是第二步，首先是收集數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)驗證、關(guān)聯(lián)/取舍/分配、計算得出產(chǎn)品系統(tǒng)各種輸入輸出，作為環(huán)境影響評價的依據(jù)。輸入包括物質(zhì)和能量，輸出包括產(chǎn)品、以及向大氣、水和土壤的排放。清單分析的數(shù)據(jù)質(zhì)量，決定了環(huán)境影響評價的質(zhì)量。

生命周期環(huán)境影響評價是第三步，包括環(huán)境影響歸類、特征化和量化評價。環(huán)境影響歸類是將從清單分析的數(shù)據(jù)歸到各類環(huán)境影響類別，如氣候變化、臭氧消耗、人體毒性等。特征化是以環(huán)境科學知識為基礎(chǔ)，將每一種大類環(huán)境影響中的不同細類環(huán)境影響進行匯總。量化評價是用于不同影響類型的貢獻權(quán)重，以便能得到一個可供比較的單一量化指標。

對生命周期環(huán)境影響評價標準做出分析解釋是第四步，找出產(chǎn)品潛在、可行的改進機會，旨在促進產(chǎn)品整個生命周期的環(huán)境影響最小化。

（二）環(huán)境聲明標準

根據(jù)產(chǎn)品生命周期評價的結(jié)果做出面向市場或客戶的聲明（III型環(huán)境聲明）則主要依據(jù)ISO 14025《環(huán)境標志和聲明 III型環(huán)境聲明 原則和程序》。ISO 14025中提出，III型環(huán)境聲明是依據(jù)ISO 14040（產(chǎn)品生命周期評價）系列標準，使用預設(shè)參數(shù)，基于獨立驗證過程的生命周期評價數(shù)據(jù)、生命周期清單分析數(shù)據(jù)和信息模型做出的量化環(huán)境數(shù)據(jù)聲明。

在ISO 14025中，還提出了產(chǎn)品種類規(guī)則（Product Category Rules，簡稱PCR）的概念，是指“對一個或多個產(chǎn)品種類進行III型環(huán)境聲明所必須滿足的一套具體的規(guī)則、要求和指南?！本幹?、使用產(chǎn)品種類規(guī)則的主要目的是協(xié)調(diào)各種不同生命周期評價項目，從而提升環(huán)境聲明的可對比性。由此可見，雖然產(chǎn)品種類規(guī)則并不是做出環(huán)境聲明的必要條件，但產(chǎn)品種類規(guī)則可以使具體產(chǎn)品開展生命周期評價的執(zhí)行過程更加規(guī)范，提升評價結(jié)果和環(huán)境聲明的可比性，是向市場做出環(huán)境聲明的優(yōu)選條件。

（三）產(chǎn)品種類規(guī)則標準

依據(jù)ISO 14025，產(chǎn)品種類規(guī)則應包括：

1）產(chǎn)品種類的定義及其描述；

2）依據(jù)ISO 14040系列標準中關(guān)于開展產(chǎn)品生命周期評價的目的與范圍，確定產(chǎn)品功能單位、系統(tǒng)邊界、數(shù)據(jù)描述、輸入和輸出的選取準則、數(shù)據(jù)質(zhì)量要求、單位；

3）清單分析，包括數(shù)據(jù)收集、計算程序、以及材料流、能量流和排放的分配。

上述編制條目，與ISO 14040中規(guī)定的“目的和范圍的確定”和“清單分析”框架一致；之所以需要在產(chǎn)品種類規(guī)則中對這些框架針對產(chǎn)品種類細化，主要是由于不同產(chǎn)品在各個生命周期階段的過程、輸入和輸出均存在顯著差異；相對的，如果存在統(tǒng)一的產(chǎn)品種類規(guī)則，可以有效避免重復的數(shù)據(jù)獲取工作。采用產(chǎn)品種類規(guī)則的步驟與實施生命周期評價的步驟之間的對應關(guān)系如圖2所示。

此外，ISO 14025中還規(guī)定了若干使III型環(huán)境聲明具有可比性的前提條件，主要包括：

1）產(chǎn)品種類定義和描述一致；

2）功能單位一致；系統(tǒng)邊界等同；數(shù)據(jù)描述等同；輸入、輸出的取舍要求一致；數(shù)據(jù)要求等同；單位一致；

4）數(shù)據(jù)收集方法等同；計算程序一致；物質(zhì)流、能量流和排放分配等同；

5）選擇一致的環(huán)境影響類別和計算規(guī)則；

6）生命周期數(shù)據(jù)報告預設(shè)參數(shù)一致；

7）附加環(huán)境信息要求等同；

8）聲明材料和物質(zhì)等同；

9）創(chuàng)建聲明所需要數(shù)據(jù)的要求等同；

10）III環(huán)境聲明格式內(nèi)容要求等同；

11）有效期等同。

圖2 采用產(chǎn)品種類規(guī)則的步驟與實施生命周期評價的步驟之間的對應關(guān)系

四、生命周期評價標準體系的搭建

針對電氣電子產(chǎn)品，在功能單位定義、系統(tǒng)邊界描述、單位過程眾多且分配數(shù)據(jù)較為復雜的情況下，非常有必要開展電氣電子產(chǎn)品種類規(guī)則標準的研制。同時，考慮到標準體系建設(shè)的可操作性，建議將電氣電子通用產(chǎn)品種類規(guī)則和具體電氣電子產(chǎn)品種類規(guī)則（如電機、便攜式計算機、移動電話等）分別制定。

首先，需要制定電氣電子通用產(chǎn)品種類規(guī)則，重點是協(xié)調(diào)部分生命周期評價的預設(shè)參數(shù)，同時協(xié)調(diào)統(tǒng)一具體電氣電子產(chǎn)品種類規(guī)則的編寫方法。標準內(nèi)容包括：

1）針對電氣電子產(chǎn)品如何定義功能單位/產(chǎn)品單位、系統(tǒng)邊界。這部分內(nèi)容可參考IEC/TR 62725《電氣電子產(chǎn)品和系統(tǒng)溫室氣體排放量化方法分析》；同時明確系統(tǒng)邊界中排除的內(nèi)容，如產(chǎn)品研究開發(fā)本身所導致的環(huán)境影響；

2）在ISO 14044的基礎(chǔ)上細化電氣電子產(chǎn)品生命周期評價數(shù)據(jù)質(zhì)量要求，特別是數(shù)據(jù)的取選要求，并結(jié)合現(xiàn)階段可行的實踐（例如數(shù)據(jù)庫建設(shè)）確定哪些數(shù)據(jù)必須獲取原始數(shù)據(jù)。

3）對環(huán)境影響類別的選取以及環(huán)境影響計算規(guī)則。鑒于電氣電子產(chǎn)品生命周期中對物質(zhì)（材料）和能量兩方面的顯著消耗，在初始階段可以主要選擇溫室氣體排放和物質(zhì)消耗等環(huán)境影響指標。

其次，需要制定具體電氣電子產(chǎn)品種類規(guī)則，只規(guī)定針對具體電氣電子產(chǎn)品的規(guī)定，包括功能單位、基準流、產(chǎn)品使用階段的能量流計算方法等。原則上，不屬于具體電氣電子產(chǎn)品特性的，直接應用電氣電子通用產(chǎn)品種類規(guī)則要求。

五、總結(jié)

從國際國內(nèi)綠色產(chǎn)品制造技術(shù)發(fā)展趨勢來看，產(chǎn)品生命周期評價作為科學量化產(chǎn)品環(huán)境影響、清晰反映產(chǎn)品環(huán)境績效的一種方法，正逐步被政策、市場所接受。同時，為提高產(chǎn)品生命周期評價的可操作性以及環(huán)境聲明的可比性，產(chǎn)品生命周期評價標準體系還需要在相當長的一段時期內(nèi)進行補充、完善。因此，有必要合理規(guī)劃產(chǎn)品生命周期評價及產(chǎn)品種類規(guī)則標準體系的頂層設(shè)計。針對各類電氣電子產(chǎn)品功能多樣、原材料和結(jié)構(gòu)各異的特點，宜劃分為電氣電子通用產(chǎn)品種類規(guī)則標準和具體電氣電子產(chǎn)品種類規(guī)則標準開展制定。

[1] ISO 14025:2006 Environmental labels and declarations type III environmental declarations principles and procedures[S].

[2] ISO 14040:2006 Environmental management life cycle assessment principles and framework[S].

[3] ISO 14044:2006 Environmental management life cycle assessment requirements and guidelines[S].

[4] Simone Manfredi, Karen Allacker, Kirana Chomkhamsri, Nathan Pelletier, Danielle Maia de Souza, Product Environmental Footprint (PEF)Guide, European Commission (EC), Joint Research Centre (JRC) [j]. Institute for Environment and Sustainability (IES), July 17, 2012.

[5] Product category rules for electrical, electronic and HVAC-R products[C]. PEP association,2015.

項目支持：質(zhì)檢公益科研項目《電子電氣產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計評價體系構(gòu)建及關(guān)鍵技術(shù)研究》（課題編號：201510077）