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——施耐德生態(tài)設(shè)計(jì)之路

劉果果

（施耐德電氣(中國(guó))有限公司）

0 引言

生態(tài)設(shè)計(jì)也稱(chēng)為綠色設(shè)計(jì)、環(huán)境友好設(shè)計(jì)或者環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)，是指按照全生命周期的理念，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段系統(tǒng)考慮原材料的選用、加工制造、運(yùn)輸和銷(xiāo)售、使用和維護(hù)以及生命周期末端回收處理等各階段的資源消耗和環(huán)境影響，力求制造符合市場(chǎng)需求的綠色環(huán)保產(chǎn)品。在工業(yè)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域，對(duì)于電子電氣產(chǎn)品的生態(tài)設(shè)計(jì)研究屬于開(kāi)展較早、研究較深入，且取得產(chǎn)業(yè)化成果較多的一類(lèi)研究。一方面是因?yàn)殡娮与姎猱a(chǎn)品本身的特性：在社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域廣泛使用，且在產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)消耗了大量的資源和能源，產(chǎn)生的電子廢棄物及材料中含有的有毒有害物質(zhì)具備較高的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，需要采取措施減少環(huán)境的影響；另一方面電子電氣產(chǎn)品更新升級(jí)周期短，行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)激烈，企業(yè)為適應(yīng)政府和市場(chǎng)對(duì)于生態(tài)產(chǎn)品的要求不斷改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，具有較大的生態(tài)化潛力。施耐德電氣（中國(guó)）有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“施耐德電氣”）作為全球500強(qiáng)企業(yè)，很早就將環(huán)保意識(shí)和理念貫穿于公司政策，不僅要求產(chǎn)品符合RoHS、REACh、WEEE等環(huán)保法律法規(guī)，更通過(guò)全生命周期方法分析產(chǎn)品的環(huán)境影響并通過(guò)PEP（產(chǎn)品環(huán)境概貌）向客戶傳遞環(huán)境信息。本文從標(biāo)準(zhǔn)綜述，方法介紹以及案例展示三方面來(lái)介紹施耐德電氣的生態(tài)設(shè)計(jì)之路。

1 電子電氣產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)和政策

1.1 電子電氣產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和政策

2005 年歐盟理事會(huì)發(fā)布了EuP指令，陸續(xù)對(duì)電視機(jī)、冰箱等13種產(chǎn)品提出了具體的生態(tài)設(shè)計(jì)規(guī)定。2009年歐盟理事會(huì)發(fā)布了ErP指令，將產(chǎn)品范圍從耗能產(chǎn)品擴(kuò)大到耗能相關(guān)產(chǎn)品。結(jié)合涉及電子電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段材料選擇與使用的ROHS指令（電子電氣產(chǎn)品中限制使用有毒有害物質(zhì)指令）和REACH法規(guī)，以及產(chǎn)品生命末期回收處理處置階段的WEEE指令（廢棄電子電氣設(shè)備指令），歐盟形成了一套較為健全和完善的電子電氣產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)法制化和標(biāo)準(zhǔn)化的體系框架（見(jiàn)表1）。

1.2 電子電氣產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)的我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和政策

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂及管理工作由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)（Standardization Administration of the People’s Republic of China， SAC）來(lái)負(fù)責(zé)。與產(chǎn)品和系統(tǒng)的環(huán)境管理及技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要來(lái)自于全國(guó)環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 207）和全國(guó)電工電子產(chǎn)品與系統(tǒng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 297）（見(jiàn)圖1），其中SAT/TC 297對(duì)口國(guó)際電工委員會(huì)電工電子產(chǎn)品與系統(tǒng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（IEC/TC 111），重點(diǎn)制定我國(guó)電工電子產(chǎn)品環(huán)境領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表2）。

2 生態(tài)設(shè)計(jì)方法學(xué)和技術(shù)路線

2.1 產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)概念

產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)利用生態(tài)學(xué)的思想，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段綜合考慮與產(chǎn)品相關(guān)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題， 設(shè)計(jì)出對(duì)環(huán)境友好且能滿足人的需求的一種新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法1。簡(jiǎn)單來(lái)講，就是在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中系統(tǒng)地考慮所有環(huán)境因素的方法，減少負(fù)面環(huán)境影響的設(shè)計(jì)2。目前，工業(yè)界所使用的生態(tài)設(shè)計(jì)活動(dòng)可以概括成四個(gè)類(lèi)別3：

1）為了符合法律要求而進(jìn)行的生態(tài)設(shè)計(jì)，比如歐盟ROHS、WEEE、ErP、REACh以及我國(guó)2016年7月1日起正式實(shí)施的電器電子產(chǎn)品有害物質(zhì)限制使用管理辦法等；

2）通過(guò)系統(tǒng)組織實(shí)現(xiàn)“生態(tài)”，除了其他的考慮因素之外，還包括綠色供應(yīng)鏈管理（外包生產(chǎn)，產(chǎn)品材料化學(xué)成分檢測(cè)）以及循環(huán)利用系統(tǒng)的組織；

3）通過(guò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)“生態(tài)”，主要關(guān)注點(diǎn)是減少生產(chǎn)階段的材料消耗及使用階段的能源消耗；

4）為生態(tài)價(jià)值而設(shè)計(jì)，主要思想是使消費(fèi)者支付的產(chǎn)品價(jià)格與產(chǎn)品生命周期內(nèi)的環(huán)境負(fù)荷之間的比率更有利。

在實(shí)際操作中，企業(yè)實(shí)施生態(tài)設(shè)計(jì)往往更多是因?yàn)榈谝环N原因，即為了符合國(guó)家法律要求而不得已采取相應(yīng)的生態(tài)設(shè)計(jì)措施來(lái)保證企業(yè)利益不受影響。對(duì)于產(chǎn)品如何在全生命周期內(nèi)系統(tǒng)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，企業(yè)并沒(méi)有太大的動(dòng)力來(lái)推進(jìn)，除非能夠有效地降低成本或者提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，通過(guò)科學(xué)手段和工具找到產(chǎn)品的生態(tài)價(jià)值，才是有效連接生態(tài)設(shè)計(jì)和企業(yè)發(fā)展的方法。

2.2 產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)方法

產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)的基本理論是產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)中的生命周期評(píng)價(jià)和工業(yè)代謝理論， 就是將產(chǎn)品從無(wú)到有的全過(guò)程比作一個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)， 以產(chǎn)品功能單元4作為基本單位，通過(guò)系統(tǒng)的輸入 （材料和能源）與產(chǎn)出 （產(chǎn)品與廢物）來(lái)計(jì)算產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的環(huán)境影響。因此， 為了有效實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好設(shè)計(jì)的目的， 專(zhuān)業(yè)人員在實(shí)施過(guò)程中不僅需要了解產(chǎn)品生命周期中環(huán)境因素和環(huán)境影響之間的因果關(guān)系 （見(jiàn)圖2），更需要通過(guò)生態(tài)設(shè)計(jì)的方法分析并找到最優(yōu)方案（見(jiàn)圖3）。

3 施耐德產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)介紹

表1 電子電氣產(chǎn)品環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

圖1 我國(guó)產(chǎn)品和系統(tǒng)環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)及分會(huì)

表2 電子電氣產(chǎn)品環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)的我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 施耐德的生態(tài)設(shè)計(jì)策略

施耐德電氣作為“全球500強(qiáng)企業(yè)”和“全球可持續(xù)發(fā)展企業(yè)100強(qiáng)”，在全球100個(gè)國(guó)家擁有員工17余萬(wàn)人。多年來(lái)，施耐德一直處于能源、安全及可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的前沿，服務(wù)于這些領(lǐng)域的多個(gè)行業(yè)，并隨著行業(yè)不斷變化的需求而不斷發(fā)展。施耐德很早就將環(huán)境和生態(tài)理念引入產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，不僅將環(huán)境政策納入公司發(fā)展的總體綱領(lǐng)中，更有效地落實(shí)在公司的日常工作上。目前，施耐德75%的產(chǎn)品均通過(guò)生態(tài)工程師的嚴(yán)格審核和專(zhuān)業(yè)評(píng)估，取得Green Premium-生態(tài)標(biāo)識(shí)5。對(duì)于環(huán)境和生態(tài)的關(guān)注，不僅讓施耐德在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域獲得各種肯定6，更讓業(yè)務(wù)得以快速的發(fā)展。2014年公司全球營(yíng)業(yè)額達(dá)到250億歐元，而生態(tài)設(shè)計(jì)對(duì)此功不可沒(méi)。

（1）總體目標(biāo)

至2017年底， 公司要求100%的新項(xiàng)目都要運(yùn)用生態(tài)設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行評(píng)估和設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖4）。

（2）工作流程

產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)流程是與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程并行進(jìn)行的，旨在從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)和可行性分析階段考慮產(chǎn)品環(huán)境影響（見(jiàn)圖5）。在設(shè)計(jì)初期，生態(tài)設(shè)計(jì)工程師和市場(chǎng)人員、產(chǎn)品設(shè)計(jì)師一同對(duì)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行打分，根據(jù)打分結(jié)果判斷出產(chǎn)品需要進(jìn)行生態(tài)改造的環(huán)節(jié)并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段提供生態(tài)設(shè)計(jì)解決方案。最終產(chǎn)品的生態(tài)績(jī)效將體現(xiàn)在市場(chǎng)宣傳材料中。

圖2 產(chǎn)品生命周期中環(huán)境因素和環(huán)境影響之間的因果關(guān)系

圖3 生態(tài)設(shè)計(jì)的基本流程

圖4 施耐德環(huán)境和社會(huì)目標(biāo)

3.2 施耐德的生態(tài)設(shè)計(jì)工具

（1）Green Premium—施耐德生態(tài)標(biāo)識(shí)

Green Premium是施耐德在2012年自主設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的生態(tài)標(biāo)識(shí)，主要包括產(chǎn)品有毒有害物質(zhì)使用的情況 （ROHS，REACH），產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的環(huán)境概貌（PEP）以及產(chǎn)品生命周期末端的處置方案建議（EoLI）（見(jiàn)圖6）。

獲得Green Premium生態(tài)標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品，不僅要符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)法律法規(guī)的要求，還需要評(píng)估產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的環(huán)境影響并將環(huán)境信息以公開(kāi)和透明的原則公示給客戶，客戶可以通過(guò)登陸施耐德電氣的官網(wǎng)， 在Check a Product（http：//www.schneider-electric.com/b2b/en/support/green-premium/checkproduct.jsp）網(wǎng)頁(yè)上來(lái)查找產(chǎn)品的環(huán)境信息。

Green Premium是生態(tài)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它從產(chǎn)品材料有毒有害物質(zhì)使用，廢物循環(huán)利用以及全生命周期評(píng)估等各個(gè)角度為生態(tài)設(shè)計(jì)工程師提供產(chǎn)品可以進(jìn)行生態(tài)改造和優(yōu)化的依據(jù)，同時(shí)也為綠色供應(yīng)鏈管理奠定了基礎(chǔ)（見(jiàn)表3）。

（2）Eco Design scorecard—生態(tài)設(shè)計(jì)打分卡

Eco Design Scorecard（見(jiàn)圖7）是由施耐德電氣自己開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，其評(píng)估指標(biāo)參考?xì)W盟ErP 指令7，而指標(biāo)權(quán)重則根據(jù)環(huán)境法律法規(guī)、客戶期望和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手表現(xiàn)來(lái)確定。之后，通過(guò)各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)估結(jié)果識(shí)別產(chǎn)品的生態(tài)設(shè)計(jì)潛力，并提供相應(yīng)的改進(jìn)方案。

截至2014年底，通過(guò)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)共發(fā)掘46項(xiàng)生態(tài)創(chuàng)新技術(shù)，包括有毒有害物質(zhì)替換（23項(xiàng)），新型材料/技術(shù)使用（21項(xiàng)）及 模式創(chuàng)新（2項(xiàng)），并帶來(lái)了環(huán)境績(jī)效提升（見(jiàn)圖8）。

4 結(jié)束語(yǔ)

圖5 施耐德產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)工作流程

圖6 Green Premium—施耐德生態(tài)標(biāo)識(shí)

表3 產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)和Green premium生態(tài)標(biāo)識(shí)的聯(lián)系

CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY

產(chǎn)品的生態(tài)設(shè)計(jì)是共同體一體化產(chǎn)品政策戰(zhàn)略的一個(gè)至關(guān)重要的因素。作為一種預(yù)防性的措施，它在保持產(chǎn)品功能質(zhì)量的同時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)使產(chǎn)品環(huán)境性能最大化，為制造商、消費(fèi)者和社會(huì)整體提供了真正的全新機(jī)會(huì)。施耐德電氣成功地將生態(tài)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相結(jié)合，將生命周期技術(shù)和環(huán)境設(shè)計(jì)理念以標(biāo)準(zhǔn)形式加以固化，并通過(guò)生態(tài)標(biāo)志將環(huán)境信息傳遞給客戶。隨著環(huán)境和資源壓力的不斷增加，市場(chǎng)和客戶對(duì)產(chǎn)品的環(huán)境要求也與日遞增，施耐德電氣將會(huì)繼續(xù)發(fā)揮行業(yè)生態(tài)領(lǐng)跑者的帶頭作用，堅(jiān)持對(duì)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)的探索和研究。

圖7 Ecodesign Scorecard

圖8 用于環(huán)境績(jī)效提升的生態(tài)創(chuàng)新技術(shù)統(tǒng)計(jì)

注：

1、楊建新. 產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)的理論與方法[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào), 1999(1)：67-72.

2、GB-T 24975.1—2010 低壓電器環(huán)境設(shè)計(jì)導(dǎo)則第1部分：總則[S]

3、阿布.史提文斯，李金惠，曾現(xiàn)來(lái). 電子產(chǎn)品的生態(tài)設(shè)計(jì)和管理[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社

4、功能單元是衡量系統(tǒng)表現(xiàn)的一個(gè)尺度。

5、Green Premium-生態(tài)標(biāo)識(shí)：Green Premium是施耐德在2012年自主設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的生態(tài)標(biāo)識(shí)，主要包括產(chǎn)品有毒有害物質(zhì)使用的情況（ROHS、REACH），產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的環(huán)境概貌（PEP）以及產(chǎn)品生命周期末端的處置方案建議（EoLI）

6、曾獲得北美最負(fù)盛名的安全獎(jiǎng)之一—“安全綠色十字組織獎(jiǎng)”（Green Cross for Safety）。

7、歐盟第2009/125/EC號(hào)指令確立能源相關(guān)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)要求的框架。