黃和平
1 江西財(cái)經(jīng)大學(xué),鄱陽(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究院,南昌 3300132 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085
生命周期管理研究述評(píng)
黃和平1,2,*
1 江西財(cái)經(jīng)大學(xué),鄱陽(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究院,南昌 3300132 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085
生命周期管理起源于生命周期思想,它是生命周期思想在實(shí)踐中的具體應(yīng)用,是面向可持續(xù)生產(chǎn)和消費(fèi),對(duì)產(chǎn)品、工藝和服務(wù)的全生命周期環(huán)境影響進(jìn)行的綜合管理,是解決復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)無(wú)序、效率不高和代謝冗余的有效途徑,是基于生命周期評(píng)價(jià)原則與框架的一種環(huán)境管理手段或環(huán)境管理體系。全面回顧了生命周期管理的起源與內(nèi)涵,闡述了生命周期管理與生命周期評(píng)價(jià)的區(qū)別與聯(lián)系,梳理了生命周期管理與環(huán)境管理體系的關(guān)系。對(duì)生命周期管理在產(chǎn)品、企業(yè)、行業(yè)及城市等層次上的具體應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)與述評(píng),并對(duì)其今后需深入研究的方向進(jìn)行了展望。
生命周期管理;生命周期評(píng)價(jià);產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng);環(huán)境管理體系;產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué);環(huán)境影響
近四十年來(lái),隨著中國(guó)改革開放,經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,工業(yè)化與城市化速度大大加快。一方面,經(jīng)濟(jì)發(fā)展的成果帶來(lái)了極為豐富的產(chǎn)品、數(shù)量眾多的企業(yè)或工廠、不斷聚集的產(chǎn)業(yè)、分工日趨精細(xì)的行業(yè)、功能不斷多樣化的城鎮(zhèn);另一方面,由于受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng),產(chǎn)品有益或無(wú)益的更新?lián)Q代也大大加快、企業(yè)或工廠數(shù)量像潮水般涌現(xiàn)或衰落、產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)鮮明但不持久、新舊行業(yè)不斷更替、居民生活的便利化程度不斷提高、城市或區(qū)域的差距也不斷拉大。而伴隨這些現(xiàn)象帶來(lái)的是資源枯竭、生態(tài)退化、環(huán)境惡化等嚴(yán)重問(wèn)題,其中產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)序或不完善、上下游產(chǎn)業(yè)鏈(網(wǎng))不完整、物質(zhì)代謝冗余則是產(chǎn)生這些問(wèn)題的主要原因,其突出的表現(xiàn)形式就是產(chǎn)品或服務(wù)的生命周期縮短、廢棄物排放增多、企業(yè)各自為政、園區(qū)功能無(wú)法整合、城市發(fā)展短視等,其帶來(lái)的后果則是“高投入、高消耗、高排放、低效率”。因此,如何突破制約因素、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高生態(tài)效率、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)管理,正是產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域研究的主要內(nèi)容。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一類由人、資源、環(huán)境和市場(chǎng)組成的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),也是在產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)指導(dǎo)下建立的動(dòng)態(tài)系統(tǒng),它涵蓋了從自然的生態(tài)系統(tǒng)到完全的人工生態(tài)系統(tǒng)[1, 2],其組織層次包含有原材料及產(chǎn)品購(gòu)銷、企業(yè)生產(chǎn)、園區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)、城市發(fā)展等。產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的“鏈-網(wǎng)”結(jié)構(gòu)、上下游關(guān)系及代謝過(guò)程有著與產(chǎn)品生命周期類似的過(guò)程,將產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)(LCA)的原理應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)尺度上,有利于產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、效率提高與科學(xué)管理。目前建立在生命周期評(píng)價(jià)理論與方法基礎(chǔ)上的生命周期管理(LCM)逐漸引起了研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)和公眾的關(guān)注[3]。這是因?yàn)樯芷诠芾?LCM)是生命周期思想在產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)及其它相關(guān)學(xué)科在實(shí)踐中的具體應(yīng)用,是解決復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)無(wú)序、效率不高和代謝冗余的有效途徑,是產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中面向可持續(xù)生產(chǎn)和消費(fèi),對(duì)產(chǎn)品(組合)、工藝和服務(wù)的全生命周期環(huán)境影響進(jìn)行的綜合管理[4]。
生命周期管理(LCM)起源于產(chǎn)品生命周期思想,該思想關(guān)注產(chǎn)品、工藝或服務(wù)整個(gè)生命周期的資源、環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響,旨在減少其生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存、消費(fèi)和處置等一系列過(guò)程中的資源消耗與污染排放,并提高其社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境效益[5]。它將資源節(jié)約及污染預(yù)防的觀念擴(kuò)展到整個(gè)生命周期,評(píng)估并減少生命周期各階段的資源環(huán)境影響及生態(tài)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益[6]。
1.1 生命周期
顧名思義,生命周期管理最初借鑒于對(duì)生命周期概念的認(rèn)識(shí),生命周期(LC)則源于生物學(xué)概念,其原意表示生物從出生(嬰幼期)、成長(zhǎng)(少年期)、興盛(青壯年期)、衰退(中老年期)及死亡(垂暮期)的整個(gè)生命歷程,簡(jiǎn)單理解,就是一個(gè)生物個(gè)體或組織的生老病死*北京衛(wèi)生信息網(wǎng)[引用日期2014-03- 27, http://www.bjhb.gov.cn/gzfwq/wyckjkzs/smzqbjzs/];如今,生命周期的概念應(yīng)用很廣泛,特別是在政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、技術(shù)、社會(huì)等諸多領(lǐng)域經(jīng)常出現(xiàn),其基本涵義可以通俗地理解為“從搖籃到墳?zāi)埂?Cradle-to-Grave)的整個(gè)過(guò)程。如今社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域特別是環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)界將其引申到產(chǎn)品生命周期的描述,它囊括了產(chǎn)品從原材料采掘、加工、制造、貯存、運(yùn)輸、消費(fèi)使用、直至最終處置廢棄的一系列過(guò)程,就是從自然中來(lái)回到自然中去的全過(guò)程,也就是既包括制造產(chǎn)品所需要的原材料的采集、加工等生產(chǎn)過(guò)程,也包括產(chǎn)品貯存、運(yùn)輸?shù)攘魍ㄟ^(guò)程,還包括產(chǎn)品的使用過(guò)程以及產(chǎn)品報(bào)廢或處置等使廢棄物又回到自然的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程構(gòu)成了一個(gè)完整的產(chǎn)品的生命周期;由此衍生開來(lái),企業(yè)、行業(yè)、園區(qū)、城市、區(qū)域、國(guó)家、甚至地球等都有從興起、成長(zhǎng)、興旺、衰落直至死亡的歷程,都有其自身特定的生命周期,其表現(xiàn)的只是規(guī)模、空間及時(shí)間上的區(qū)別而已。
1.2 生命周期評(píng)價(jià)
生命周期評(píng)價(jià)(LCA)起源于20世紀(jì)60年代的能源危機(jī),由于能源危機(jī)的出現(xiàn)和對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的巨大沖擊,美國(guó)和英國(guó)相繼開展了能源利用的深入研究,生命周期評(píng)價(jià)的概念和思想也逐步形成。1990年國(guó)際環(huán)境毒理學(xué)與化學(xué)學(xué)會(huì)(The Society of Environmental Toxicology and Chemistry, SETAC)將其定義為:一種對(duì)產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝及活動(dòng)的環(huán)境壓力進(jìn)行評(píng)價(jià)的客觀過(guò)程,它是通過(guò)對(duì)物質(zhì)、能量利用以及由此造成環(huán)境排放進(jìn)行識(shí)別和量化進(jìn)行的,其目的在于評(píng)估能量和物質(zhì)的利用以及廢物排放對(duì)環(huán)境的影響,同時(shí)尋求環(huán)境改善機(jī)會(huì)以及如何利用這種機(jī)會(huì)。1993年,SETAC在“生命周期評(píng)價(jià)綱要——實(shí)用指南”中,將其研究框架分為目標(biāo)與范圍確定、清單分析、影響評(píng)價(jià)和改善評(píng)價(jià)四個(gè)部分。1997年,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織頒布的ISO14000環(huán)境管理體系(Environmental Management System, EMS)“生命周期評(píng)價(jià)——原則與框架”正式將這四個(gè)部分納入其理論框架[7]。LCA后來(lái)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,它是一種評(píng)價(jià)產(chǎn)品(組合)、工藝或服務(wù)從原材料采集,到產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存、使用及最終處置等一系列過(guò)程的整個(gè)生命周期階段(從搖籃到墳?zāi)?的資源能源消耗及生態(tài)環(huán)境影響的工具[8],而其方法學(xué)的發(fā)展往往是由其應(yīng)用領(lǐng)域的需求推動(dòng)的[9]。通過(guò)梳理過(guò)去幾十年的文獻(xiàn)報(bào)道,可以發(fā)現(xiàn)LCA的應(yīng)用對(duì)象已從單一的工業(yè)產(chǎn)品(組合)、工藝或服務(wù)逐步拓展到自然資源的采掘、生產(chǎn)工藝或技術(shù)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)以及各類大小型工程項(xiàng)目等具有系統(tǒng)性質(zhì)的評(píng)價(jià)對(duì)象[10-11],涉及的領(lǐng)域包括上述評(píng)價(jià)對(duì)象的能源消耗、環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)以及社會(huì)政策與決策情景模擬等方面[12-13]。然而針對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的不斷拓展和日趨復(fù)雜化,LCA的方法體系也在不斷地改進(jìn)自身缺陷,發(fā)展出新的形式或方法。根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象的系統(tǒng)邊界及方法學(xué)原理的不同,生命周期評(píng)價(jià)方法可分為過(guò)程生命周期評(píng)價(jià)(Process-based LCA, PLCA)、投入-產(chǎn)出生命周期評(píng)價(jià)(Input-output LCA, I-O LCA)以及混合生命周期評(píng)價(jià)(Hybrid LCA, HLCA)。這三類LCA方法在分析和評(píng)價(jià)不同尺度的研究對(duì)象時(shí)各有利弊,在研究具體問(wèn)題時(shí)往往需要通過(guò)結(jié)合使用以發(fā)揮各類方法的優(yōu)勢(shì)[9]。PLCA的優(yōu)勢(shì)在于其能夠針對(duì)具體的評(píng)價(jià)對(duì)象給出詳細(xì)的評(píng)價(jià)結(jié)果,而I-O LCA的優(yōu)勢(shì)在于評(píng)價(jià)結(jié)果的完整性,HLCA則由于結(jié)合了過(guò)程生命周期評(píng)價(jià)的針對(duì)性與投入-產(chǎn)出生命周期評(píng)價(jià)邊界的完整性,不斷提高評(píng)價(jià)結(jié)果的精準(zhǔn)性,因而它是未來(lái) LCA方法學(xué)的重要發(fā)展方向之一[9]。
1.3 生命周期管理
如果說(shuō)LCA是一種評(píng)價(jià)產(chǎn)品、工藝或服務(wù)從原材料采集,到產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存、使用及最終處置等一系列過(guò)程的整個(gè)生命周期階段(從搖籃到墳?zāi)?的資源能源消耗及生態(tài)環(huán)境影響的工具,生命周期管理(LCM)則是基于生命周期評(píng)價(jià)原則與框架的一種環(huán)境管理手段或環(huán)境管理體系(EMS),其共同點(diǎn)是都將環(huán)境因子融入整個(gè)產(chǎn)品(組合)、工藝或服務(wù)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、貯存、消費(fèi)、處置過(guò)程中[7],不同點(diǎn)則是LCM是基于LCA分析評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)之上對(duì)生命周期各階段或環(huán)節(jié)的環(huán)境最優(yōu)決策提出管理方法,它是面向可持續(xù)生產(chǎn)和消費(fèi),對(duì)產(chǎn)品(組合)、工藝或(和)服務(wù)的全生命周期環(huán)境影響進(jìn)行的綜合管理[4]。目前研究最為成熟的是針對(duì)產(chǎn)品的生命周期管理,所謂產(chǎn)品生命周期管理(PLM),就是指從人們對(duì)產(chǎn)品的需求開始,到產(chǎn)品淘汰報(bào)廢的全部生命歷程。PLM是一種先進(jìn)的企業(yè)信息化思想,其目的是讓人們思考在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,如何用最有效的方式和手段來(lái)為企業(yè)增加收入和降低成本。
生命周期管理(LCM)目前仍處于發(fā)展的初期,對(duì)其定義或內(nèi)涵尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。2001年8月27日—29日,第一屆LCM國(guó)際研討會(huì)在哥本哈根舉行,會(huì)議對(duì)LCM的定義、歷史基礎(chǔ)以及LCM與其它產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)系統(tǒng)方法的關(guān)系進(jìn)行了討論,很多跨國(guó)公司和中小企業(yè)的代表,以及不少發(fā)展中國(guó)家相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者和官員都參與了討論[14],但未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。
2001年,SETAC歐洲部把LCM界定為:“一種基于生命周期觀點(diǎn),包括概念、技術(shù)與規(guī)程在內(nèi)的靈活的綜合性框架,它從環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和社會(huì)多個(gè)方面促使產(chǎn)品或組織達(dá)到持續(xù)的環(huán)境改進(jìn)”[15]。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(The United Nations Environment Programme, UNEP)和SETAC于2002年啟動(dòng)了生命周期行動(dòng)(LCI),對(duì)LCM進(jìn)行了深入全面的研究。該行動(dòng)的研究報(bào)告指出:“生命周期管理是一種產(chǎn)品或組織管理系統(tǒng),目標(biāo)是將一個(gè)組織的產(chǎn)品或產(chǎn)品組合的整個(gè)生命周期以及價(jià)值鏈所產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷和社會(huì)經(jīng)濟(jì)成本最小化”,“LCM關(guān)注產(chǎn)品或組織系統(tǒng)的持續(xù)改進(jìn),它不是一種單一的工具或方法,而是一種管理體系,這種體系從各種計(jì)劃、概念和工具中收集、構(gòu)建并傳播產(chǎn)品或組織全生命周期的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)各方面的信息”[15]。
除國(guó)際組織外,許多學(xué)者也對(duì)LCM的定義進(jìn)行了探索。Brady提出LCM是生產(chǎn)和消費(fèi)向可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)效益轉(zhuǎn)變的必然結(jié)果,是使產(chǎn)品和服務(wù)全生命周期中環(huán)境負(fù)荷、風(fēng)險(xiǎn)及成本最小化的整體性方法[16];Remmen則認(rèn)為L(zhǎng)CM是對(duì)清潔產(chǎn)品和清潔生產(chǎn)技術(shù)方法的延伸[17];Saur提出LCM是對(duì)組織及其產(chǎn)品和服務(wù)持續(xù)改進(jìn)的框架,該框架可以整合到研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、戰(zhàn)略計(jì)劃、采購(gòu)、銷售和管理等各個(gè)領(lǐng)域,其改進(jìn)涉及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)等層面[18];Sonnemann認(rèn)為L(zhǎng)CM將生命周期思想運(yùn)用于實(shí)踐,是一種采用生命周期評(píng)價(jià)和生命周期成本分析等工具的內(nèi)部管理系統(tǒng),適用于商業(yè)、工業(yè)和其他需要可持續(xù)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)平臺(tái)的組織[19]。嚴(yán)曾提出LCM是以經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和環(huán)境目標(biāo)的雙贏機(jī)制為目的,分析和最小化產(chǎn)品、服務(wù)、活動(dòng)全生命周期中的環(huán)境影響,優(yōu)化環(huán)境管理的有效方法,并通過(guò)具體實(shí)例說(shuō)明了實(shí)施LCM為企業(yè)提高利潤(rùn)和降低EHS(環(huán)境、健康和安全)負(fù)面影響帶來(lái)的顯著效益[20]。
3.1 生命周期管理與生命周期評(píng)價(jià)的區(qū)別與聯(lián)系
生命周期評(píng)價(jià)(LCA)的本質(zhì)是對(duì)產(chǎn)品、工藝、組織及活動(dòng)在其整個(gè)生命周期各環(huán)節(jié)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)及環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)估。以產(chǎn)品為例,其生命周期包括從原材料獲取(采掘)到加工、運(yùn)輸、貯存、消費(fèi)及最終處置,盡管各組分的循環(huán)時(shí)期長(zhǎng)短不同,但最終都以原來(lái)或其他形式循環(huán)再生,其整個(gè)過(guò)程就稱為該產(chǎn)品的生命周期[21]。而將整個(gè)過(guò)程及各環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)及環(huán)境影響程度及結(jié)果予以評(píng)估的過(guò)程就稱為生命周期評(píng)價(jià)。20世紀(jì)90年代,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Standardization Organization, ISO)的TC207技術(shù)委員會(huì)在SETAC的LCA框架基礎(chǔ)上提出了LCA評(píng)價(jià)原則與方法論框架,頒布了ISO14040標(biāo)準(zhǔn),其框架包括4個(gè)有機(jī)聯(lián)系部分:目標(biāo)與范圍確定、清單分析、影響評(píng)價(jià)、結(jié)果解釋與報(bào)告[22]。
LCA和LCM源于同樣的理論基礎(chǔ)——生命周期思想。兩者均關(guān)注生命周期中的潛在環(huán)境影響和持續(xù)改進(jìn)策略,但側(cè)重有所不同。LCA為L(zhǎng)CM提供可靠的理論基礎(chǔ)、方法指導(dǎo)和決策依據(jù),其最終目的在于生命周期決策管理,LCM是生命周期評(píng)價(jià)的最高形式,其管理目標(biāo)是減小環(huán)境影響,提高生態(tài)效率。另一方面,生命周期管理措施的正確與否將決定生命周期評(píng)價(jià)中的環(huán)境影響能否得到有效削弱,其結(jié)果可進(jìn)入下一輪的生命周期評(píng)價(jià),從而不斷改進(jìn)管理策略。在環(huán)境管理中,LCA提供了一種系統(tǒng)化的定量評(píng)價(jià)工具,但其時(shí)間和成本耗費(fèi)較高;LCM方法相對(duì)于LCA,操作加以優(yōu)化,并結(jié)合經(jīng)濟(jì)目標(biāo)考慮如何在產(chǎn)品、工藝、服務(wù)、活動(dòng)生命周期中盡可能減少能源、物質(zhì)的消耗和污染物的排放,突出其中最需改進(jìn)的環(huán)節(jié),更具有實(shí)際推廣的普遍意義[20]??梢哉J(rèn)為,LCA是實(shí)施LCM最基本的定量評(píng)價(jià)方法,LCM則同時(shí)考慮生命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和社會(huì)等各個(gè)方面的因素[18],因此,除LCA外,其他的定量評(píng)價(jià)工具,如生命周期成本分析(LCC)、物質(zhì)流分析(MFA)、清潔生產(chǎn)審核(CPA)、投入產(chǎn)出分析(IOA)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(ERA)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)(EIA)和成本效益分析(CBA)等,都是同等重要的。
3.2 生命周期管理與環(huán)境管理體系的關(guān)系
目前,LCA方法已形成了基本的概念框架、技術(shù)步驟和系統(tǒng)軟件,有關(guān)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)的理論盡管尚不完善,但在實(shí)踐上發(fā)展很快,其中生命周期管理(LCM)就是一系列新的設(shè)計(jì)理念和方法之一,并正在成為產(chǎn)業(yè)界的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)[23]。
正如前文所述,生命周期管理(LCM)是一種產(chǎn)品或組織管理系統(tǒng),目標(biāo)是將一個(gè)組織的產(chǎn)品或產(chǎn)品組合的整個(gè)生命周期以及價(jià)值鏈所產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷和社會(huì)經(jīng)濟(jì)成本最小化,LCM關(guān)注產(chǎn)品或組織系統(tǒng)的持續(xù)改進(jìn),它不是一種單一的工具或方法,而是一種管理體系,這種管理體系源于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)制定的ISO14000系列環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn),它包含了環(huán)境管理體系(EMS)、環(huán)境審核、環(huán)境標(biāo)志、生命周期評(píng)估、環(huán)境行為評(píng)價(jià)及產(chǎn)品中的環(huán)境因素等國(guó)際環(huán)境管理領(lǐng)域的研究與實(shí)踐的焦點(diǎn)問(wèn)題。 ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)的核心是管理體系標(biāo)準(zhǔn)(ISO14001—ISO14009),其中以ISO14001環(huán)境管理體系(EMS)標(biāo)準(zhǔn)最為重要,因?yàn)镮SO14001是企業(yè)建立環(huán)境管理體系以及審核認(rèn)證的準(zhǔn)則,是一系列隨后標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。環(huán)境管理體系標(biāo)準(zhǔn)要求組織在內(nèi)部建立并保持一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境管理體系,體系由環(huán)境方針、規(guī)劃、實(shí)施與運(yùn)行、檢查和糾正、管理評(píng)審等5個(gè)基本要素構(gòu)成。實(shí)施環(huán)境管理體系標(biāo)準(zhǔn),為組織內(nèi)部對(duì)自身環(huán)境行為的約束機(jī)制,同時(shí)也是系列標(biāo)準(zhǔn)中其他標(biāo)準(zhǔn)的有效實(shí)施,發(fā)揮先進(jìn)環(huán)保思想與技術(shù)作用的基礎(chǔ),促進(jìn)組織環(huán)境管理能力和水平不斷提高,最終實(shí)現(xiàn)組織與社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一[24]。生命周期環(huán)境管理體系(EMS)是考慮產(chǎn)品、工藝或服務(wù)從調(diào)研分析、原材料獲取、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、銷售、使用、廢棄乃至回收的全生命周期過(guò)程的管理方案,它在產(chǎn)品生命周期末端加入了回收階段以及再使用、再制造等環(huán)節(jié),這些環(huán)節(jié)是構(gòu)成產(chǎn)品全生命周期閉環(huán)的關(guān)鍵。在此基礎(chǔ)上建立的全生命周期環(huán)境管理體系理論框架,不僅體現(xiàn)了產(chǎn)品全生命周期管理的閉環(huán)管理模式,而且在共享信息、協(xié)同工作的基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)了回收及廢置處理階段對(duì)整個(gè)閉環(huán)的影響,并在產(chǎn)品全生命周期過(guò)程中設(shè)有污染物跟蹤管理,具有“綠色思想”的一般特征,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全生命周期管理整體上的綠色化,也是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的具體體現(xiàn)[25]。因此,從某種意義上說(shuō),LCM是EMS系列標(biāo)準(zhǔn)或內(nèi)容的一部分。
LCM的理念和方法逐漸為大眾接受并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,尤其被廣泛應(yīng)用于固體廢棄物綜合管理中,如通過(guò)對(duì)不同處置方式進(jìn)行比較從而確定最佳的管理策略。目前的應(yīng)用實(shí)踐主要在產(chǎn)品、企業(yè)、行業(yè)和城市等4個(gè)層次上展開。
4.1 產(chǎn)品生命周期管理
產(chǎn)品生命周期的概念最早出現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)管理領(lǐng)域,是由Dean[26]和Levirt[27]提出的,提出的目的是研究產(chǎn)品的市場(chǎng)戰(zhàn)略。當(dāng)時(shí),對(duì)產(chǎn)品生命周期的劃分也是按照產(chǎn)品在市場(chǎng)中的演化過(guò)程,分為推廣、成長(zhǎng)、成熟和衰亡階段[28]。經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展和并行工程的提出,產(chǎn)品生命周期的概念從經(jīng)濟(jì)管理領(lǐng)域擴(kuò)展到了工程領(lǐng)域,產(chǎn)品生命周期的范圍也從市場(chǎng)階段擴(kuò)展到了研制階段,提出了覆蓋從產(chǎn)品需求分析、概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、制造、銷售、售后服務(wù),直到產(chǎn)品報(bào)廢回收全過(guò)程的產(chǎn)品生命周期的概念[29]。目前環(huán)境領(lǐng)域?qū)τ诋a(chǎn)品的生命周期管理主要側(cè)重于對(duì)產(chǎn)品的生命周期環(huán)境影響的指標(biāo)體系和管理方法等方面的評(píng)價(jià)。如Yukiko H通過(guò)生物制藥與醫(yī)療機(jī)構(gòu)中介公司(Pharmaceuticals and Medical Devices Agency, PMDA)提供的726條建議對(duì)2001—2010年間日本藥品的生命周期管理過(guò)程進(jìn)行了分析,提出了具有創(chuàng)新價(jià)值的LCM評(píng)價(jià)指標(biāo)[30]。Evans K則從技術(shù)角度開發(fā)了LCM的潛力,對(duì)肯尼亞的木炭利用和可持續(xù)生產(chǎn)的環(huán)境影響進(jìn)行了分析[31]。美國(guó)3M公司(Minnesota Mining and Manufacturing)將生命周期管理融入產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程,通過(guò)對(duì)黏合劑開展生命周期評(píng)價(jià),識(shí)別了產(chǎn)品形狀由棒狀改為小球狀在節(jié)約能源、降低風(fēng)險(xiǎn)、維護(hù)和清洗等多方面的優(yōu)勢(shì),從而最終確定了產(chǎn)品設(shè)計(jì)形狀為小球形[4]。Hery Andriankaja等從交通運(yùn)輸材料中輕質(zhì)建材更具有可持續(xù)性這一角度出發(fā),針對(duì)目前的生態(tài)設(shè)計(jì)方法不適合于輕質(zhì)建材的環(huán)境要求,提出了一個(gè)基于產(chǎn)品生命周期管理(PLM)體系的便于操作的生態(tài)設(shè)計(jì)整體性方法[32]。Harald Gmelin等從產(chǎn)品生命周期管理的3個(gè)支柱(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、過(guò)程管理和工程項(xiàng)目管理)出發(fā),提出了產(chǎn)品生命周期管理潛力的概念,并應(yīng)用于產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展的評(píng)估當(dāng)中[33]。Zhou J等基于電子元器件及控制系統(tǒng)占了維修部分的大部分比例,提出了一個(gè)安全高效且可操作的基于目標(biāo)導(dǎo)向的生命周期管理模式[34]。Yemane A等從可持續(xù)項(xiàng)目生命周期管理角度出發(fā),提出了瑞士農(nóng)村社區(qū)的手泵技術(shù)轉(zhuǎn)移的評(píng)估模型和方法[35]。李德治依照輪胎產(chǎn)品的演化過(guò)程,分析了輪胎生產(chǎn)與資源循環(huán)利用的生命周期過(guò)程,對(duì)輪胎產(chǎn)品全生命周期管理的內(nèi)容進(jìn)行研究,把廢舊輪胎回收處理納入全生命周期管理范圍,延伸了產(chǎn)品生命周期的內(nèi)涵,實(shí)現(xiàn)了“資源-產(chǎn)品-資源”全生命周期管理[36]。黃雙喜等對(duì)產(chǎn)品全生命周期管理的發(fā)展和產(chǎn)生背景及其在企業(yè)信息環(huán)境中所處的角色和地位等進(jìn)行了分析[37]。
由上可見,LCM在工業(yè)品環(huán)境評(píng)價(jià)和管理中得到了廣泛的應(yīng)用,但對(duì)工藝或工程類的應(yīng)用偏少,用于環(huán)境效益的評(píng)價(jià)研究也很少,王明新等以中國(guó)農(nóng)村常見的8 m3戶用沼氣工程為例,應(yīng)用LCA方法進(jìn)行節(jié)能減排清單分析和效益評(píng)價(jià),結(jié)果表明戶用沼氣工程生命周期對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化、環(huán)境酸化、能源耗竭、溫室效應(yīng)、人體毒性和光化學(xué)氧化6類環(huán)境影響類型的減緩作用分別相當(dāng)于2000年世界人均環(huán)境影響潛力的85%、54%、39%、27%、19%和6%,生命周期凈節(jié)能減排效益顯著,為促進(jìn)農(nóng)村可再生能源持續(xù)發(fā)展和改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境做出了一定貢獻(xiàn)[38]。周亮亮等采用全生命周期分析方法,建立清潔燃煤發(fā)電技術(shù)的完整性生命周期清單,對(duì)循環(huán)流化床、增壓流化床聯(lián)合循環(huán)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)和超臨界清潔燃煤電廠,從建設(shè)、運(yùn)行、退役3個(gè)階段的能源和資源消耗、環(huán)境影響、生命周期成本進(jìn)行評(píng)價(jià),并對(duì)4種電廠進(jìn)行了生命周期綜合評(píng)價(jià),結(jié)果表明超臨界發(fā)電的能源回報(bào)率高、環(huán)境影響較小、資源和成本低,其綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)較好[39]。
4.2 企業(yè)生命周期管理
企業(yè)生命周期理論認(rèn)為企業(yè)也像生命體一樣,經(jīng)歷由盛到衰、從生到死的過(guò)程。最早提出企業(yè)生命周期理論概念的是Mason Hair,20世紀(jì)50年代中期他提出可以用生物學(xué)中的“生命周期”觀點(diǎn)來(lái)看待企業(yè),企業(yè)的發(fā)展也符合生物學(xué)中的成長(zhǎng)曲線[40]。企業(yè)生命周期理論在20世紀(jì)80年代達(dá)到繁榮,90年代末出現(xiàn)新的高潮,其中Miller、Friesen通過(guò)實(shí)證研究了企業(yè)在成長(zhǎng)過(guò)程中,在企業(yè)戰(zhàn)略、組織結(jié)構(gòu)、環(huán)境和制定決策風(fēng)格4個(gè)方面表現(xiàn)出不同的特征[41]。愛(ài)迪斯將現(xiàn)實(shí)世界中的企業(yè)所表現(xiàn)出來(lái)的特性通過(guò)靈活性和可控性這兩大因素之間的關(guān)系進(jìn)行分類,在此基礎(chǔ)上將企業(yè)的發(fā)展過(guò)程分為兩大階段:成長(zhǎng)階段和老化階段,并進(jìn)一步提出了企業(yè)的發(fā)展歷程可以分為孕育期、嬰兒期、學(xué)步期、青春期、盛年期、穩(wěn)定期、貴族期、官僚化早期、官僚期與死亡的十階段模型[42]。曹裕等 借鑒產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)增長(zhǎng)率產(chǎn)業(yè)分類法來(lái)界定上市公司所處的企業(yè)生命周期階段,將企業(yè)生命周期與智力資本相結(jié)合,采用面板數(shù)據(jù)模型和平均模型相結(jié)合的方法,利用上市公司一年的面板數(shù)據(jù)實(shí)證研究了不同生命周期階段智力資本與企業(yè)績(jī)效的關(guān)系[43]。
瑞士ABB公司的生命周期管理始于1991年,其首先確立了環(huán)保機(jī)構(gòu)和環(huán)境策略,并通過(guò)環(huán)境審計(jì)和生命周期評(píng)價(jià)對(duì)制造工藝的環(huán)境表現(xiàn)進(jìn)行審查;然后開始實(shí)施環(huán)境管理體系,開展集中培訓(xùn),引入LCA軟件工具和綠色設(shè)計(jì)方針,截止到1999年底,ABB公司在全球的近96%的部門實(shí)施了環(huán)境管理體系[5]。大型企業(yè)Alcan是全球原料鋁及鋁制產(chǎn)品生產(chǎn)的領(lǐng)軍者,企業(yè)利用簡(jiǎn)化的LCA對(duì)產(chǎn)品和上下游工藝的環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià),為高層管理、綜合決策提供了充實(shí)和及時(shí)的信息[44]。盧瑛瑩等通過(guò)重新設(shè)計(jì)和定位排污許可證制度,在管理范圍、管理流程、管理內(nèi)容上對(duì)現(xiàn)有環(huán)境管理體系進(jìn)行改革創(chuàng)新,從而提出了基于排污許可證的企業(yè)全生命周期環(huán)境管理模式[45]。陳凌宇從產(chǎn)品生命周期的角度,采用規(guī)范研究和比較研究法,對(duì)企業(yè)環(huán)境成本管理進(jìn)行了研究[46]。
可以看出企業(yè)層面的生命周期管理主要集中在少數(shù)大企業(yè)對(duì)產(chǎn)品、工藝的綜合管理和決策上,而有關(guān)中小企業(yè)的生命周期管理則基本未見報(bào)道。實(shí)際上,中小企業(yè)雖規(guī)模較小,排污量少,但企業(yè)數(shù)量眾多,污染物成分復(fù)雜,企業(yè)同時(shí)還面臨淘汰落后工藝,提高產(chǎn)能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等問(wèn)題,而實(shí)施生命周期管理以提高生態(tài)效率,可實(shí)現(xiàn)中小企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的雙贏[6]。因此,通過(guò)大型企業(yè)的示范和推廣,在中小企業(yè)中開展生命周期管理將大有可為。
4.3 行業(yè)生命周期管理
在行業(yè)生命周期管理領(lǐng)域,LCM已成功應(yīng)用于商業(yè)、制造業(yè)、采掘業(yè)、建筑業(yè)、種植業(yè)、包裝業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等行業(yè)的管理中。Saur對(duì)LCM在商業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討,認(rèn)為較高的管理水平、營(yíng)銷理念、采購(gòu)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及研發(fā)等因素是應(yīng)用LCM的條件,而法規(guī)、金融機(jī)構(gòu)、市場(chǎng)和管理則是促進(jìn)LCM發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力[18]。針對(duì)許多發(fā)展中國(guó)家環(huán)境數(shù)據(jù)不易獲取的特點(diǎn),Brent選取水耗、能耗和廢物排放3個(gè)參數(shù),提出了制造業(yè)生命周期管理中的環(huán)境表現(xiàn)與資源影響指標(biāo)(EPR II),并以南非為例,對(duì)原始設(shè)備制造商的環(huán)境表現(xiàn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)和比較,識(shí)別了其改進(jìn)潛力[47];Carin提出了加工業(yè)實(shí)施生命周期管理的社會(huì)影響指標(biāo),用于評(píng)價(jià)項(xiàng)目和技術(shù)的社會(huì)可持續(xù)性[48]。Oscar Ortiz運(yùn)用生命周期管理思想,對(duì)居民建筑住宅的生命周期過(guò)程中環(huán)境影響的最小化提出了一系列的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)[49]。Nader M等提出了基于生命周期管理的高速公路橋使用壽命的計(jì)算平臺(tái)和框架,分析了高速公路橋可控制元素的優(yōu)化模式[50]。
生命周期管理同樣應(yīng)用于采掘業(yè)和其他行業(yè),Durucan提出了采礦業(yè)的生命周期管理模型[51];Fourie則嘗試將生命周期管理用于閉礦過(guò)程中,以幫助主管部門對(duì)其進(jìn)行科學(xué)評(píng)估[52]。Mouron等對(duì)水果農(nóng)場(chǎng)實(shí)施生命周期管理,通過(guò)對(duì)果園收益分析和生命周期評(píng)價(jià),結(jié)果表明生態(tài)毒性、富營(yíng)養(yǎng)化、不可再生資源消耗等環(huán)境影響可以不隨收益增加而增加。殺蟲劑、肥料和機(jī)器的高投入并不能帶來(lái)高產(chǎn)量和收益,相反,新品種和收獲前的勞動(dòng)投入則可提高生態(tài)效率和農(nóng)場(chǎng)收益[53]。此外,飲料包裝與環(huán)境聯(lián)盟(Alliance for Beverage Cartons and the Environment,ACE)對(duì)飲料包裝業(yè)整個(gè)價(jià)值鏈開展了LCM,為各利益相關(guān)方提供環(huán)境信息,使原材料木材的利用率提高近50%[54]。
國(guó)內(nèi)方面,行業(yè)生命周期管理也主要以建筑業(yè)偏多,其次為制造業(yè)。在建筑業(yè)方面,曹申等(2012)按照成本發(fā)生或延續(xù)的時(shí)間對(duì)綠色建筑全生命周期內(nèi)產(chǎn)生的各項(xiàng)成本進(jìn)行分類,建立綠色建筑全生命周期成本分析模型,提出綠色建筑全生命周期成本效益評(píng)價(jià)方法,并對(duì)某居住區(qū)的節(jié)水措施進(jìn)行全生命周期成本效益評(píng)價(jià),結(jié)果表明:通過(guò)有效控制成本并提高節(jié)約效益,綠色建筑相對(duì)普通建筑的增量成本有可能會(huì)在其全生命周期內(nèi)得到回收,控制管理成本和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命是實(shí)現(xiàn)成本控制的有效途徑[55]。申瓊等則采用生命周期評(píng)價(jià)理念設(shè)計(jì)了建筑行業(yè)生命周期環(huán)境管理集成解決方案,并介紹了該方案的主要功能特點(diǎn),包括建材生產(chǎn)、建筑設(shè)計(jì)與建造、建筑運(yùn)行等全生命周期過(guò)程的環(huán)境評(píng)價(jià)與管理系統(tǒng)[56]。趙甜甜等介紹了全生命周期成本分析和全生命周期成本管理理論在智能建筑項(xiàng)目全生命周期各個(gè)階段(決策與設(shè)計(jì)階段、招投標(biāo)與施工階段、運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段與拆除翻新階段)的具體應(yīng)用方法,并結(jié)合案例演示了該理論在決策與設(shè)計(jì)階段的運(yùn)用,對(duì)全生命周期造價(jià)理論在智能建筑中的應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值[57]。在制造業(yè)方面,徐樹杰等借助GREET軟件,構(gòu)建單位質(zhì)量原生與再生材料能耗、排放差異模型,從汽車全生命周期角度研究輕量化設(shè)計(jì)、新能源汽車對(duì)節(jié)能減排的影響,結(jié)果表明輕量化汽車、新能源汽車固然在汽車行駛過(guò)程中減少了能源消耗、降低了排放,但在汽車生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗更多的能源,排放更多的溫室氣體[58]。張明靜鑒于產(chǎn)品全生命周期管理效益評(píng)價(jià)在工業(yè)界的重要作用,提出了全面以企業(yè)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)的產(chǎn)品全生命周期管理效益評(píng)價(jià)模型,并成功運(yùn)用到黃海船廠、京城重工等8家著名制造企業(yè)產(chǎn)品生命周期管理效益評(píng)價(jià)實(shí)踐當(dāng)中[59]。吳瀟峰通過(guò)對(duì)服裝行業(yè)產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)現(xiàn)狀,在對(duì)服裝行業(yè)產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)實(shí)際需求分析的基礎(chǔ)上,提出了一種服裝行業(yè)產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,同時(shí)運(yùn)用全文檢索引擎軟件工具,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了服裝行業(yè)產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)[60]。
由于應(yīng)用對(duì)象的不同,各行業(yè)生命周期管理的工具和方法存在一定差異。但總體的研究思路基本上都是一致的,即選取可行的生命周期管理方法,對(duì)不同行業(yè)的價(jià)值鏈和產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈進(jìn)行詳盡的解構(gòu),并以此評(píng)估各環(huán)節(jié)的資源利用效率、物質(zhì)消耗強(qiáng)度以及環(huán)境影響程度等,為產(chǎn)業(yè)部門的可持續(xù)生產(chǎn)和消費(fèi)提供科學(xué)依據(jù)[6]。
4.4 城市固體廢棄物生命周期管理
固體廢棄物的生命周期管理是LCM應(yīng)用的另一重要領(lǐng)域。Weitz構(gòu)建了固體廢棄物綜合管理的LCM框架并開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)決策支持工具,通過(guò)對(duì)環(huán)境影響和成本的計(jì)算,對(duì)固體廢棄物綜合管理策略的生命周期管理進(jìn)行評(píng)估。他指出與傳統(tǒng)產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)從原材料獲取開始不同,固體廢棄物生命周期管理系統(tǒng)應(yīng)從固體廢棄物產(chǎn)生開始,包括收集、運(yùn)輸、分揀、修復(fù)、堆肥、焚燒,直至最終填埋,考慮固體廢棄物在整個(gè)生命周期階段的輸入和影響[61]。Powell研究了生命周期清單分析在地方政府進(jìn)行廢棄物管理決策時(shí)的應(yīng)用,認(rèn)為生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果在實(shí)際決策中因諸多因素制約而使其應(yīng)用受到限制[62]。David A等運(yùn)用物質(zhì)流分析(Material Flow Analysis)和LCA相結(jié)合的方法,提出了關(guān)于城市量大復(fù)雜的固體廢棄物的環(huán)境管理工具,該工具主要針對(duì)溫室氣體排放的環(huán)境績(jī)效評(píng)估以及不同的廢棄物處理策略的生態(tài)效率評(píng)估[63]。
國(guó)內(nèi)在這方面的研究也較多,如徐成等對(duì)城市生活垃圾生命周期評(píng)價(jià)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究[64],指出城市生活垃圾應(yīng)在環(huán)境可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)可負(fù)擔(dān)性及社會(huì)可接受性的原則基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)垃圾的減量化、無(wú)害化、資源化和社會(huì)化管理,實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的管理目標(biāo)[7,65];何德文等也對(duì)城市生活垃圾管理進(jìn)行了生命周期可行性分析,從減量化、資源化和無(wú)害化三方面提出了城市生活垃圾生命周期管理的具體措施[66]。宋小龍等通過(guò)分析工業(yè)固體廢棄物管理過(guò)程與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程間的耦合關(guān)系,提出基于減量化過(guò)程的工業(yè)固體廢物生命周期管理框架和方法,以銅渣管理的方案評(píng)估與決策過(guò)程為案例,證實(shí)了工業(yè)固體廢棄物管理應(yīng)將減量化過(guò)程納入全生命周期管理方案中進(jìn)行綜合評(píng)估,而非簡(jiǎn)單遵循廢棄物管理的優(yōu)先順序和等級(jí)制度[67]。鐘真宜從構(gòu)建工業(yè)園區(qū)固體廢物生命周期管理邊界模型出發(fā),并以電子信息產(chǎn)業(yè)園區(qū)為例,將固體廢物與不同的企業(yè)或生產(chǎn)過(guò)程緊密耦合,構(gòu)建了企業(yè)和園區(qū)兩個(gè)層面上的可行的較穩(wěn)定的生命周期管理邊界模型[68]。周莉莉等從場(chǎng)址選擇、運(yùn)營(yíng)管理及封場(chǎng)修復(fù)3個(gè)方面對(duì)國(guó)外垃圾填埋場(chǎng)全生命周期管理進(jìn)行分析,探討了Drastic、Monavari 95- 2、GIS、USEPA、AHP等技術(shù)在場(chǎng)址選擇上的應(yīng)用,梳理填埋場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理的各類監(jiān)控指標(biāo),比較了目標(biāo)值法、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法、績(jī)效法等在封場(chǎng)后續(xù)管理方面的使用[69]。李文娟基于生命周期管理的思想,建立了中國(guó)城市生活垃圾處理系統(tǒng)的框架,開發(fā)了能夠衡量垃圾處理技術(shù)對(duì)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)模型軟件[70]。楊帆針對(duì)目前我國(guó)生活垃圾源頭不分類,管理方式不清晰,造成末端處理處置難度大和資源浪費(fèi)的問(wèn)題,從工廠和區(qū)域兩個(gè)尺度對(duì)生活垃圾處理技術(shù)和管理方式進(jìn)行優(yōu)化研究,其中在區(qū)域尺度上,以北京市東西城南部為目標(biāo)區(qū)域,進(jìn)行不同生活垃圾管理情景的全過(guò)程生命周期評(píng)價(jià),提出生活垃圾最優(yōu)管理方案,即:生活垃圾源頭大類粗分模式,可明顯降低生活垃圾管理系統(tǒng)中的總環(huán)境影響潛勢(shì),在此基礎(chǔ)上,釆用廚余垃圾堆肥典型污染氣體減排技術(shù)措施,可進(jìn)一步降低系統(tǒng)的溫室效應(yīng)潛勢(shì)[71]。
生命周期管理還應(yīng)用于廢舊(棄)產(chǎn)品和包裝物的管理。Ahluwalia基于生命周期提出了廢舊電腦綜合管理的多目標(biāo)最優(yōu)化模型,該模型針對(duì)不同經(jīng)濟(jì)效益、潛在風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境影響目標(biāo),評(píng)價(jià)廢舊電腦管理成本、再利用時(shí)間范圍和生命周期各類物質(zhì)流量[72]。Guerin對(duì)廢棄潤(rùn)滑油的生命周期管理進(jìn)行了探索,明確了企業(yè)、消費(fèi)者、當(dāng)?shù)卣雀鱾€(gè)利益相關(guān)方的環(huán)境責(zé)任[73]。Keoleian對(duì)牛奶包裝生命周期設(shè)計(jì)和管理進(jìn)行了研究,利用生命周期清單分析和成本分析方法對(duì)其中不同材質(zhì)的牛奶包裝進(jìn)行比較,識(shí)別了可再裝的高密度聚乙烯瓶、聚碳酸酯瓶和具柔韌性的小袋包裝在環(huán)境方面的優(yōu)勢(shì)[74];Perugini也利用生命周期評(píng)價(jià)對(duì)塑料包裝廢棄物管理的不同處理方式進(jìn)行了比較[75];Ayalon等使用多維生命周期評(píng)價(jià)方法,對(duì)以色列的軟飲料容器的廢棄物管理政策進(jìn)行了研究,認(rèn)為應(yīng)將國(guó)際貿(mào)易中的產(chǎn)品生命周期影響所造成的外部成本內(nèi)部化,納入產(chǎn)品的最終價(jià)格中,以促進(jìn)貿(mào)易全球化背景下基于產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展。該研究反映了目前國(guó)際貿(mào)易中產(chǎn)品的可持續(xù)管理要求,即需要對(duì)全球尺度上產(chǎn)品的生產(chǎn)、消費(fèi)以及最終處置進(jìn)行管理,以控制國(guó)際貿(mào)易中無(wú)法內(nèi)部化的外部成本[76]。宋小龍等[77]從我國(guó)電子廢棄物回收處理行業(yè)發(fā)展與管理的現(xiàn)狀入手,通過(guò)解析行業(yè)發(fā)展概況、瓶頸以及管理中存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題等,提出了基于全過(guò)程視角的生命周期管理框架與策略,并對(duì)電子廢棄物生命周期管理的發(fā)展前景和未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行展望。David Zambrana-Vasquez等提出了城市建筑廢棄物的生命周期管理的環(huán)境績(jī)效模型并以第三紀(jì)建筑廢棄物的環(huán)境績(jī)效為案例進(jìn)行了分析[78]。另外,Goro Mouri等用生命周期管理方法分析了城市污水處理系統(tǒng)的化學(xué)強(qiáng)化效應(yīng)[79]。
總體來(lái)說(shuō),大部分研究是從LCA角度探討固體廢棄物綜合管理,主要包括:利用LCA比較不同固廢處置方式的環(huán)境表現(xiàn)[80- 82];利用生命周期清單進(jìn)行分析[62,83];綜合運(yùn)用LCA和LCC對(duì)城市廢棄物管理的經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)[84];利用LCA對(duì)食品生產(chǎn)中的廢棄物進(jìn)行管理[85]。實(shí)際上,英國(guó)、美國(guó)、加拿大、德國(guó)和瑞典等國(guó)已經(jīng)將LCA工具應(yīng)用到廢棄物綜合管理的具體實(shí)踐中[86- 87]。比如在生活垃圾管理系統(tǒng)中,LCA能為技術(shù)人員分析、比較不同處理方案的環(huán)境影響;為垃圾資源回收、再利用提供依據(jù);輔助產(chǎn)品研發(fā)人員設(shè)計(jì)出環(huán)境影響小且易回收的產(chǎn)品;為環(huán)境管理部門制定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施生態(tài)標(biāo)志計(jì)劃。此外,有部分研究者提出在固體廢棄物綜合管理中應(yīng)考慮不確定性[88],在固體廢棄物綜合管理決策支持工具中加入不確定性分析[89]。
從現(xiàn)有研究來(lái)看,由于都是源于生命周期思想,故大部分有關(guān)LCM的探索仍是從LCA出發(fā),利用評(píng)價(jià)結(jié)果從環(huán)境的角度為管理和決策服務(wù),少數(shù)研究將收益分析與環(huán)境評(píng)價(jià)綜合起來(lái),而從生態(tài)系統(tǒng)尺度上進(jìn)行綜合分析的案例不多,對(duì)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的空間監(jiān)管方法也還有待于進(jìn)一步拓展。LCM作為一種有效的環(huán)境管理工具,從理論到實(shí)踐都處在發(fā)展的起步階段,急需大量的理論探索和應(yīng)用實(shí)踐?;诖?,以下領(lǐng)域有待于深入研究并實(shí)現(xiàn)突破:
(1) 盡管生命周期管理研究越來(lái)越廣泛和深入,但其同清潔生產(chǎn)審核(CPA)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)(EIA)、ISO14000環(huán)境管理系列標(biāo)準(zhǔn)、逆向供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度等現(xiàn)有環(huán)境管理手段的整合還有待于進(jìn)一步優(yōu)化。相對(duì)于LCA和MFA等成熟的產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)方法,LCM目前還停留在一種可持續(xù)管理的思想和概念上[90],近年來(lái)基于LCA和MFA整合的方法已逐漸增多,但在對(duì)其應(yīng)用的過(guò)程中,仍需要理清它同其他環(huán)境管理工具如環(huán)境CGE模型、多目標(biāo)優(yōu)化決策模型等的關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上尋求整合途徑。
(2) 目前生命周期管理(LCM)應(yīng)用的領(lǐng)域仍局限于LCA所應(yīng)用的范圍,這可能是由于兩者都是源自于生命周期思想,而LCM又是基于LCA分析評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)之上對(duì)生命周期各階段或環(huán)節(jié)的環(huán)境最優(yōu)決策提出管理方法,它是面向可持續(xù)生產(chǎn)和消費(fèi),對(duì)產(chǎn)品、工藝的全生命周期進(jìn)行的綜合管理[4]。而對(duì)于諸如產(chǎn)品組合、工藝集成、服務(wù)項(xiàng)目等的生命周期評(píng)價(jià)及管理還缺乏有效的及更多的案例研究;對(duì)于尺度上的研究也僅局限于產(chǎn)品、企業(yè)和行業(yè),對(duì)于城市尺度上的僅有城市固體廢物的生命周期管理研究較為成熟,對(duì)于較大的城市生態(tài)系統(tǒng)如城市社區(qū)、城市社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的演化規(guī)律及其生命周期管理更缺乏系統(tǒng)的研究;在研究對(duì)象上,也缺乏諸如廢水、廢氣、土壤(土地)污染等方面的生命周期管理研究;在行業(yè)層次上,也缺乏農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等方面的相關(guān)研究。
(3) 生命周期管理方法、技術(shù)和工具的開發(fā)[91],尤其是對(duì)生命周期社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面的評(píng)價(jià)以及計(jì)算機(jī)決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。生命周期社會(huì)分析(Social Life Cycle Assessment, S-LCA)關(guān)注生命周期內(nèi)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)影響[92],應(yīng)用于生命周期管理可促進(jìn)對(duì)生命周期可持續(xù)性的全面評(píng)價(jià)。此外,基于LCA軟件開發(fā)一體化的LCM計(jì)算機(jī)模型和決策系統(tǒng),將規(guī)范環(huán)境管理者對(duì)LCM的執(zhí)行與操作。
(4) 生命周期管理的尺度推繹及空間監(jiān)管方法或機(jī)制的確立。目前生命周期管理主要應(yīng)用于產(chǎn)品、企業(yè)、行業(yè)及城市固體廢棄物等方面,而在產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)尺度上探討生命周期管理的機(jī)理及空間監(jiān)管方法上應(yīng)用不足。在空間上的應(yīng)用主要還是基于GIS的基礎(chǔ)設(shè)施的生命周期管理系統(tǒng)的開發(fā)與研究[93]。而對(duì)于目前比較熱門的城市工業(yè)用地的生命周期管理研究還是空白。
(5) 各利益相關(guān)方的合作及生命周期管理信息交流機(jī)制的確立。在生命周期管理過(guò)程中,應(yīng)注重各利益相關(guān)方之間信息和行為的必要溝通,探索建立自上而下包括國(guó)家、地方政府、企業(yè)、研究人員和社會(huì)公眾在內(nèi)的信息共享平臺(tái)與合作機(jī)制,對(duì)管理措施進(jìn)行及時(shí)公布、實(shí)施、反饋和完善。
(6) 生命周期管理在發(fā)展中國(guó)家和中小企業(yè)中的應(yīng)用。許多發(fā)展中國(guó)家正處在快速工業(yè)化和城市化進(jìn)程中,在今后一段時(shí)間內(nèi)都將面臨固體廢棄物顯著增長(zhǎng)的困境,為優(yōu)化固體廢棄物管理系統(tǒng),避免建設(shè)不合理的固體廢棄物管理基礎(chǔ)設(shè)施,開展固體廢棄物生命周期管理顯得尤為重要。如何將生命周期管理納入發(fā)展中國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展以及中小企業(yè)的能力建設(shè)過(guò)程中,有待深入研究。
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Critical review of life cycle management
HUANG Heping1,2,*
1 Institute of Poyang Lake Eco-Economics, Jiangxi University of Finance & Economics, Nanchang 330013, China2 State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China
Life cycle management (LCM) originated from life cycle assessment (LCA). It is an environmental management method or environmental management system (EMS) based on the principles or framework of LCA. LCM involves the application of LCA ideas, including comprehensive management of entire life cycles of products, techniques, and services based on sustainable production and consumption. It is an effective route to resolve problems such as structure disorder, lower eco-efficiency, and redundant metabolism in complex ecosystems. The origin and connation of LCM were fully reviewed, the differences and connections between LCM and LCA were examined, and the relationship between LCA and EMS was also analyzed. The application of LCM at the levels of products, enterprise, industry, and city were summarized and critically reviewed. At product level, LCM was mostly applied to the evaluation and management of industrial products, but rarely to technique and engineering or assessment of environmental performance. At enterprise level, LCM research focused on comprehensive management and decision-making regarding products and techniques for a few large enterprises, but rarely for medium-sized or small enterprises. At industry level, available LCM methods were applied to deconstruct the value chains of different industries and industrial ecological chains, which were used to evaluate resource-use efficiency, material consumption intensity, and environmental impact of all chains. At city level, LCM mainly focused on solid waste management, and research methods included material flow analysis, life cycle cost analysis, and life cycle assessment. Lastly, future research fields of LCM were discussed from six perspectives.
life cycle management (LCM); life cycle assessment (LCA); industrial ecosystem; environmental management system (EMS); industrial ecology; environmental impact
中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題“基于復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)生命周期管理及空間監(jiān)管方法研究”(SKLURE 2014- 2- 5); 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41661113); 教育部人文社科基金項(xiàng)目(14YJA790013); 江西省教育廳科技項(xiàng)目(GJJ14339); 江西省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展智庫(kù)項(xiàng)目(16ZK15)
2015- 07- 31; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2017- 02- 23
10.5846/stxb201507311622
*通訊作者Corresponding author.E-mail: hphuang2004@163.com
黃和平.生命周期管理研究述評(píng).生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(13):4587- 4598.
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