劉果果

（施耐德電氣(中國)有限公司）

0 引言

生態(tài)設計也稱為綠色設計、環(huán)境友好設計或者環(huán)境意識設計，是指按照全生命周期的理念，在產品設計開發(fā)階段系統(tǒng)考慮原材料的選用、加工制造、運輸和銷售、使用和維護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，力求制造符合市場需求的綠色環(huán)保產品。在工業(yè)產品生態(tài)設計研究領域，對于電子電氣產品的生態(tài)設計研究屬于開展較早、研究較深入，且取得產業(yè)化成果較多的一類研究。一方面是因為電子電氣產品本身的特性：在社會生產和生活的各個領域廣泛使用，且在產品整個生命周期內消耗了大量的資源和能源，產生的電子廢棄物及材料中含有的有毒有害物質具備較高的環(huán)境污染風險，需要采取措施減少環(huán)境的影響；另一方面電子電氣產品更新升級周期短，行業(yè)內部競爭激烈，企業(yè)為適應政府和市場對于生態(tài)產品的要求不斷改進產品設計，具有較大的生態(tài)化潛力。施耐德電氣（中國）有限公司（簡稱“施耐德電氣”）作為全球500強企業(yè)，很早就將環(huán)保意識和理念貫穿于公司政策，不僅要求產品符合RoHS、REACh、WEEE等環(huán)保法律法規(guī)，更通過全生命周期方法分析產品的環(huán)境影響并通過PEP（產品環(huán)境概貌）向客戶傳遞環(huán)境信息。本文從標準綜述，方法介紹以及案例展示三方面來介紹施耐德電氣的生態(tài)設計之路。

1 電子電氣產品生態(tài)設計的國內外標準和政策

1.1 電子電氣產品生態(tài)設計的國際標準和政策

2005 年歐盟理事會發(fā)布了EuP指令，陸續(xù)對電視機、冰箱等13種產品提出了具體的生態(tài)設計規(guī)定。2009年歐盟理事會發(fā)布了ErP指令，將產品范圍從耗能產品擴大到耗能相關產品。結合涉及電子電氣產品設計階段材料選擇與使用的ROHS指令（電子電氣產品中限制使用有毒有害物質指令）和REACH法規(guī)，以及產品生命末期回收處理處置階段的WEEE指令（廢棄電子電氣設備指令），歐盟形成了一套較為健全和完善的電子電氣產品生態(tài)設計法制化和標準化的體系框架（見表1）。

1.2 電子電氣產品生態(tài)設計的我國標準和政策

我國標準的制定、修訂及管理工作由國家標準化管理委員會（Standardization Administration of the People’s Republic of China， SAC）來負責。與產品和系統(tǒng)的環(huán)境管理及技術相關的標準主要來自于全國環(huán)境管理標準化技術委員會（SAC/TC 207）和全國電工電子產品與系統(tǒng)的環(huán)境標準化技術委員會（SAC/TC 297）（見圖1），其中SAT/TC 297對口國際電工委員會電工電子產品與系統(tǒng)的環(huán)境標準化技術委員會（IEC/TC 111），重點制定我國電工電子產品環(huán)境領域的相關標準（見表2）。

2 生態(tài)設計方法學和技術路線

2.1 產品生態(tài)設計概念

產品生態(tài)設計利用生態(tài)學的思想，在產品開發(fā)階段綜合考慮與產品相關的生態(tài)環(huán)境問題， 設計出對環(huán)境友好且能滿足人的需求的一種新的產品設計方法1。簡單來講，就是在設計和開發(fā)過程中系統(tǒng)地考慮所有環(huán)境因素的方法，減少負面環(huán)境影響的設計2。目前，工業(yè)界所使用的生態(tài)設計活動可以概括成四個類別3：

1）為了符合法律要求而進行的生態(tài)設計，比如歐盟ROHS、WEEE、ErP、REACh以及我國2016年7月1日起正式實施的電器電子產品有害物質限制使用管理辦法等；

2）通過系統(tǒng)組織實現“生態(tài)”，除了其他的考慮因素之外，還包括綠色供應鏈管理（外包生產，產品材料化學成分檢測）以及循環(huán)利用系統(tǒng)的組織；

3）通過技術實現“生態(tài)”，主要關注點是減少生產階段的材料消耗及使用階段的能源消耗；

4）為生態(tài)價值而設計，主要思想是使消費者支付的產品價格與產品生命周期內的環(huán)境負荷之間的比率更有利。

在實際操作中，企業(yè)實施生態(tài)設計往往更多是因為第一種原因，即為了符合國家法律要求而不得已采取相應的生態(tài)設計措施來保證企業(yè)利益不受影響。對于產品如何在全生命周期內系統(tǒng)性的進行設計和優(yōu)化，企業(yè)并沒有太大的動力來推進，除非能夠有效地降低成本或者提升企業(yè)的市場競爭力。因此，通過科學手段和工具找到產品的生態(tài)價值，才是有效連接生態(tài)設計和企業(yè)發(fā)展的方法。

2.2 產品生態(tài)設計方法

產品生態(tài)設計的基本理論是產業(yè)生態(tài)學中的生命周期評價和工業(yè)代謝理論， 就是將產品從無到有的全過程比作一個自然生態(tài)系統(tǒng)， 以產品功能單元4作為基本單位，通過系統(tǒng)的輸入 （材料和能源）與產出 （產品與廢物）來計算產品全生命周期內的環(huán)境影響。因此， 為了有效實現環(huán)境友好設計的目的， 專業(yè)人員在實施過程中不僅需要了解產品生命周期中環(huán)境因素和環(huán)境影響之間的因果關系 （見圖2），更需要通過生態(tài)設計的方法分析并找到最優(yōu)方案（見圖3）。

3 施耐德產品生態(tài)設計介紹

表1 電子電氣產品環(huán)境意識設計相關的國際標準

圖1 我國產品和系統(tǒng)環(huán)境管理標準化技術委員會及分會

表2 電子電氣產品環(huán)境意識設計相關的我國標準

3.1 施耐德的生態(tài)設計策略

施耐德電氣作為“全球500強企業(yè)”和“全球可持續(xù)發(fā)展企業(yè)100強”，在全球100個國家擁有員工17余萬人。多年來，施耐德一直處于能源、安全及可持續(xù)發(fā)展領域的前沿，服務于這些領域的多個行業(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)理念引入產品的整個生命周期，不僅將環(huán)境政策納入公司發(fā)展的總體綱領中，更有效地落實在公司的日常工作上。目前，施耐德75%的產品均通過生態(tài)工程師的嚴格審核和專業(yè)評估，取得Green Premium-生態(tài)標識5。對于環(huán)境和生態(tài)的關注，不僅讓施耐德在可持續(xù)發(fā)展領域獲得各種肯定6，更讓業(yè)務得以快速的發(fā)展。2014年公司全球營業(yè)額達到250億歐元，而生態(tài)設計對此功不可沒。

（1）總體目標

至2017年底， 公司要求100%的新項目都要運用生態(tài)設計的方法進行評估和設計（見圖4）。

（2）工作流程

產品生態(tài)設計流程是與產品開發(fā)流程并行進行的，旨在從產品概念設計和可行性分析階段考慮產品環(huán)境影響（見圖5）。在設計初期，生態(tài)設計工程師和市場人員、產品設計師一同對產品生態(tài)設計指標進行打分，根據打分結果判斷出產品需要進行生態(tài)改造的環(huán)節(jié)并在產品設計階段提供生態(tài)設計解決方案。最終產品的生態(tài)績效將體現在市場宣傳材料中。

圖2 產品生命周期中環(huán)境因素和環(huán)境影響之間的因果關系

圖3 生態(tài)設計的基本流程

圖4 施耐德環(huán)境和社會目標

3.2 施耐德的生態(tài)設計工具

（1）Green Premium—施耐德生態(tài)標識

Green Premium是施耐德在2012年自主設計和開發(fā)的生態(tài)標識，主要包括產品有毒有害物質使用的情況 （ROHS，REACH），產品全生命周期內的環(huán)境概貌（PEP）以及產品生命周期末端的處置方案建議（EoLI）（見圖6）。

獲得Green Premium生態(tài)標識的產品，不僅要符合環(huán)境標準和相關法律法規(guī)的要求，還需要評估產品全生命周期內的環(huán)境影響并將環(huán)境信息以公開和透明的原則公示給客戶，客戶可以通過登陸施耐德電氣的官網， 在Check a Product（http：//www.schneider-electric.com/b2b/en/support/green-premium/checkproduct.jsp）網頁上來查找產品的環(huán)境信息。

Green Premium是生態(tài)設計的基礎，它從產品材料有毒有害物質使用，廢物循環(huán)利用以及全生命周期評估等各個角度為生態(tài)設計工程師提供產品可以進行生態(tài)改造和優(yōu)化的依據，同時也為綠色供應鏈管理奠定了基礎（見表3）。

（2）Eco Design scorecard—生態(tài)設計打分卡

Eco Design Scorecard（見圖7）是由施耐德電氣自己開發(fā)設計的，其評估指標參考歐盟ErP 指令7，而指標權重則根據環(huán)境法律法規(guī)、客戶期望和競爭對手表現來確定。之后，通過各項指標的評估結果識別產品的生態(tài)設計潛力，并提供相應的改進方案。

截至2014年底，通過產品生態(tài)設計共發(fā)掘46項生態(tài)創(chuàng)新技術，包括有毒有害物質替換（23項），新型材料/技術使用（21項）及 模式創(chuàng)新（2項），并帶來了環(huán)境績效提升（見圖8）。

4 結束語

圖5 施耐德產品生態(tài)設計工作流程

圖6 Green Premium—施耐德生態(tài)標識

表3 產品生態(tài)設計和Green premium生態(tài)標識的聯系

CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY

產品的生態(tài)設計是共同體一體化產品政策戰(zhàn)略的一個至關重要的因素。作為一種預防性的措施，它在保持產品功能質量的同時，通過設計使產品環(huán)境性能最大化，為制造商、消費者和社會整體提供了真正的全新機會。施耐德電氣成功地將生態(tài)設計與產品開發(fā)相結合，將生命周期技術和環(huán)境設計理念以標準形式加以固化，并通過生態(tài)標志將環(huán)境信息傳遞給客戶。隨著環(huán)境和資源壓力的不斷增加，市場和客戶對產品的環(huán)境要求也與日遞增，施耐德電氣將會繼續(xù)發(fā)揮行業(yè)生態(tài)領跑者的帶頭作用，堅持對產品生態(tài)設計的探索和研究。

圖7 Ecodesign Scorecard

圖8 用于環(huán)境績效提升的生態(tài)創(chuàng)新技術統(tǒng)計

注：

1、楊建新. 產品生態(tài)設計的理論與方法[J]. 環(huán)境工程學報, 1999(1)：67-72.

2、GB-T 24975.1—2010 低壓電器環(huán)境設計導則第1部分：總則[S]

3、阿布.史提文斯，李金惠，曾現來. 電子產品的生態(tài)設計和管理[M].北京：中國環(huán)境科學出版社

4、功能單元是衡量系統(tǒng)表現的一個尺度。

5、Green Premium-生態(tài)標識：Green Premium是施耐德在2012年自主設計和開發(fā)的生態(tài)標識，主要包括產品有毒有害物質使用的情況（ROHS、REACH），產品全生命周期內的環(huán)境概貌（PEP）以及產品生命周期末端的處置方案建議（EoLI）

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

7、歐盟第2009/125/EC號指令確立能源相關產品生態(tài)設計要求的框架。