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1、清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展 第五章第五章 产品的清洁生产产品的清洁生产一、产品及其环境影响一、产品及其环境影响 二、产品生命周期评价二、产品生命周期评价三、产品生态设计三、产品生态设计清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展第一节第一节 产品及其环境影响产品及其环境影响一、产品及产品系统1、产品有形产品Product来自第一、二产业无形产品即效劳Service，第三产业中，如通讯、旅游、教育、娱乐等行业 产品在经济活动中的作用是生产过程的结果决定着生产过程通过市场连接了生产过程和流通消费过程 清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展 2、产品系统，是指由提供一种或多种功能的中间产
2、品联系起来的单元过程的集合例如原材料采掘、原材料生产、产品制造、产品使用、产品用后处理等过程的集合图5-1。清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展一个产品系统 单元过程通过产品系统边界的基本流产品流以及系统内的中间产品流。产品系统本质上就是由物质和能量流联系起来的具有一种或多种特定功能的单元过程的集合清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展3、产品的生命周期人们常用生命周期或寿命周期表达事物的形成过程。对于产品，也有类似的概念。在环境保护或环境管理中，产品的生命周期是指，从其原料开采开始，经过原料加工、产品制造、运输和销售，然后是消费者使用、维修保养以及使用后废弃，直至最终处理、处置这样一个
3、全过程。产品的生命周期形象地被称为“从摇篮到坟墓的过程。清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展二、产品的环境影响1、影响因素系统的输入资源和能源会带来资源能源的耗竭和生态环境的破坏系统输出的废物会造成环境污染。2、环境影响的特点产品系统不同环节阶段的环境作用影响并不相同清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展冰箱系统中，其制造过程 对土壤、生物多样性的破坏影响大冰箱使用时，对大气环境和全球温度变化问题可能影响更为严重。清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展三、清洁产品三、清洁产品 清洁产品，或称为绿色产品green product、环境友好产品、环境
4、意识产品environmental conscious product等定义：指在保证产品的良好经济性能的前提下，通过合理地应用各项现有的技术，满足用户功能与使用性能，同时在其生命周期全程中，符合特定的环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率高，能源消耗低的产品清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展清洁产品应具有三个要点：良好的经济性能合理的技术性优良的环境协调友好性图5-4用一个三维坐标体系来表示清洁产品与其三要素之间的关系。清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展1 1、产品生命周期评价产品生命周期评价LCALCA定义定义 Life Cy
5、cle Assessment 生命周期评价,也称生命周期分析life cycle analysis，简称LCA。是一种技术和方法，指对一个产品系统的生命周期中的输入、输出及潜在环境影响进行的综合评价。ISO给出的定义LCA本质是检查、识别和评估一种材料、过程、产品或系统在其整个生命周期中的环境影响。第二节 产品生命周期评价LCA11/26/2023清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展企业：清洁生产审核、生态设计、工艺优化判断产品和工艺是否属于清洁生产范畴、废物回收和再循环利用管理等方面政府：制定一般性政策、废物管理政策、绿色营销、生态工业园的分析、环境标志等NGOs非政府组织和国际环境管理
6、机构2 2、LCALCA的应用的应用3 3、生命周期评价的基本框架、生命周期评价的基本框架编制与研究系统相关的输入和输出清单量化评价那些输入和输出伴随的潜在环境影响联系研究的目标，解释清单分析和影响评价结果目标和范围目标和范围定义定义清单分析清单分析影响评价影响评价解解释释11/26/2023清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展3 3、生命周期评价的基本框架生命周期评价的基本框架ISO14040的生命周期评价框架：a.定义目标与确定范围 definition of the goal and scope说明进行LCA的目的、原因，以及研究结果可能应用的领域。b.清单分析the life cy
7、cle inventory analysis LCI phase对一种产品、工艺和活动在其整个生命周期内的能源与原材料需要量，以及对环境的排放三废等，进行以数据为基础的客观量化过程。清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展c.影响评价 the life cycle impact assessment LCIA phase对清单分析阶段所识别的环境影响压力进行定量或定性的表征评价。d.解释阶段the life cycle interpretation phase系统地评估整个生命周期内消减能源消耗、原材料使用以及环境排放的需求与时机，并提出定性或定量的改进措施。清洁生产与可持续开展清洁生产与可持
8、续开展4、ISO的生命周期评价方法a.定义目标与确定范围 definition of the goal and scope 首先要明确LCA的目的：生命周期评价的目的通常是多方面的，例如：确定单一产品的环境影响向消费者描述环境标志产品应有的性能 用于产品的设计开发进行产品体系的全面评价和环境标志认证 有关产品的法规制度的制定 其次，界定LCA的范围根据目的的不同，再进一步确定被评价产品系统的范围与评价程度以上LCA目的，从上到下，从范围来看是由小到大，程度由浅及深。另外，外在条件，比方时间、财力、人员等，对范围界定也有一定影响。产品系统：产品系统定义其功能定义其功能单元的定义产品系统的边界边界
9、的定义地理范围和时间尺度 系统输入输出的分配方法原料采掘原料采掘生产生产/制造制造运输运输/销售销售使用使用/消费消费废物管理废物管理 再再生生&回回收收利利用用输入输入能源输入能源输入输出输出三废三废原料输入原料输入产品产品/副产品副产品其他环境排放其他环境排放生命周期阶段与系统边界生命周期阶段与系统边界 清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展数据要求数据类型及收集方式环境性能评价方法及其相应的解释数据质量要求等假设及限制条件评价中使用的假设评价中存在的局限性另外，还要说明采用的审核方法，报告的类型与格式等。注意：范围界定是一个反复的过程，必要时可以进行修改。具体来说，范围界定要进行哪些工
10、作？具体来说，范围界定要进行哪些工作？清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展最后，确定LCA的功能单位在下一个阶段清单分析中收集的所有数据，都必须换算为一个统一的单位，对输入输出的数据进行标准化，这样数据具可比性，才可以比较。这个单位就是功能单位，必须在第一阶段就确定。功能单位的作用：产品体系输出性能的一个度量，它提供了一个将输入和输出联系起来的参考，决定了对产品进行比较的尺度。清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展基准流Reference flow：在给定的产品系统中，为实现一个功能单位的功能所需的过程输出量。它主要用于表征系统的输入与输出。系统间的比较基于相同的功能，以相同的功能单位所
11、对应的基准流的形式加以量化。清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展B.B.清单分析清单分析 the life cycle inventory analysis the life cycle inventory analysis LCILCI phasephase 清单分析：依照确定的研究目的，建立产品系统的输入输出清单的过程。任务：对整个生命周期中，原材料、能源的消耗量、“三废及其他环境释放物噪音、辐射等，根据能量平衡和物质平衡进行调查、获取数据，然后对数据进行量化分析。这个过程完成后，我们应该能建立以产品功能单位表达的产品系统的输入和输出。原料采掘原料采掘生产生产/制造制造运输运输/销售销
12、售使用使用/消费消费废物管理废物管理 再再生生&回回收收利利用用输入输入能源输入能源输入输出输出三废三废原料输入原料输入产品产品/副产品副产品其他环境排放其他环境排放生命周期阶段与系统边界生命周期阶段与系统边界 例子：生产例子：生产1kg PVC塑料原料的输入和输出清单塑料原料的输入和输出清单目标和范围定义目标和范围定义 数据收集准备数据收集准备 分配和循环分配和循环将数据与单位过程相连将数据与单位过程相连 数据的有效性数据的有效性 数数 据据 收收 集集将数据与功能单位相连将数据与功能单位相连 数数 据据 汇汇 总总 完善系统边界完善系统边界修正后修正后数据收集数据收集需要另外需要另外的数据
13、或的数据或单位过程单位过程清清单单分分析析的的主主要要程程序序次级能源加工次级能源加工乙烯生产过程乙烯生产过程 初级资源开采初级资源开采输输 入入输输 出出数据收集的准备数据收集的准备绘制生命周期过程流程图详细表述单元过程乙烯生产乙烯生产LC主要过程实例主要过程实例清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展数据收集是清单分析工作量最大的环节。实际上，从评价工作一开始确定目标和范围就需要进行数据收集，直到评价结果被验证，LCA结束。包括三个方面：清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展1、设计一套数据收集表格：包括信息有有一般性数据：产品名称、产品产值、年总
14、产值、企业名称地址等系统输入数据：原材料的名称、质量/体积，能源名称电、天然气、煤、汽油等，水的输入质量体积等系统输出数据：产品、副产品名称、年产量、主要成分等；固体废弃物名称：粉煤灰、污泥、边角料、生活垃圾、包装废弃物等、质量体积、废水废气具体成分运输数据：运输方式汽油车、柴油车、船、管道等，运输距离等信息设计这个表格，是为了获取数据后，填入表格中。收集数据表格例如收集数据表格例如清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展数据的来源：标准的文献或研究论文，各类统计年鉴/报表环境数据手册，可能是管理部门编写的企业的各种统计资料，如年度统计、报表、环境监测数据、物流供货单等行业协会的统计资料已经有
15、的LCA数据库对于某些原材料数据，是社会化的过程，个别企业无法提供，可以考虑社会生产的平均水平为数据来源。另外，对于某些产品的运销社会化过程，也可采用此方法。现场测定、问卷调查、用户访问清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展C.C.影响评价影响评价 the life cycle impact assessment the life cycle impact assessment LCIALCIA phase phase影响评价：对环境输入输出的潜在影响进行识别和评价，来说明系统的环境影响奉献大小及相对重要性。在ISO的标准里，影响评价包含：必选步骤和可选步骤。清洁生产与可持续开展清洁生产与可
16、持续开展必选步骤 Mandatory Elements影响类别、类别指标和特征化模型选择清单分析结果分类Classification类别指标计算特征化Characterization类别指标结果LCIA简述可选步骤 Optional Elements根据基准计算影响类别指标结果的相对值正规化，Normalization分组 Grouping赋权 Weighting数据质量评价 Data Quality Assessment必选步骤必选步骤 Mandatory Elements1 影响类别：描述系统输出可能导致的环境影响的种类我国采用相对简单的分类方案 清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展2
17、 类别指标和特征化模型臭氧层破坏臭氧层破坏潜值 酸雨 酸雨潜值 全球变暖温室气体的全球变暖潜值Global warming potential,GWP目前常见的特征化模型有：临界体积模型Critical volume models效应导向模型Effect-oriented models生态评点模型Eco-point models案例分析案例分析建筑物生命周期评价建筑物生命周期评价生命周期成本正如一般投资一样，在试图把建筑物开展对环境的影响减到最低时，必须考虑所涉及的费用。而生命周期成本分析能够计算和提供兴建建筑物，以及在其使用年限内的操作和维修这两方面的现时和日后所需开支的现值。计算生命周期成
18、本，有助评价现时为了改善建筑物表现例如能源效益或物料耐用程度而作出的额外投资和和比较以后能够节省的款项，以方便有关人士作出投资决定和方针。11/26/202311/26/2023 第三节 产品生态设计 Product Ecological Design 清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展43 概念：利用生态学的思想，在产品开发阶段综合考虑与产品相关的生态环境问题，设计出对环境友好的，又能满足人的需求的一种新的产品设计方法。产品生态设计是产品设计的新理念，又称绿色设计、环境设计和生命周期设计。是指产品在原材料获取、生产、运销、使用和处置等整个生命周期中密切考虑到生态、人类健康和平安的产品设
19、计原则和方法。最终目标是建立可持续产品的生产与消费。狭义：生态设计，是指“环境因素决定设计决策的方向，即环境与产品开发中其它因素如利润、功能、美观等一样同等重要，甚至更重要。这个概念强调了产品的生态设计。广义：生态设计：指任何与生态过程相协调，尽量使其对环境的破坏影响到达最小的设计形式。这种协调意味着设计尊重生物多样性，减少对资源的剥夺，保持营养和水循环，维持植物生境和动物栖息地的质量，以有帮助改善人居环境及生态系统的健康。这种生态设计不仅涉及产品，还包括原材料、生产过程、产业系统、景观和建筑等。一、产品生态设计概念11/26/202343清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展二、产品生态设
20、计的产生及开展二、产品生态设计的产生及开展生态设计将是21世纪非常热门的学科和技术。开发和设计对环境友好的产品已成为当前国际产业界可持续开展行动方案的热点，也是国际ISO14000环境管理标准体系制定的目标之一。产品生态设计已引起了国际产业界的广泛关注与参与。仅从飞速开展的互联网络上看，1997年初，有关生态设计的主页只有100多个，而到1997年末，就开展为将近1000个。在欧洲和 ，在很短的时间内，大量的生态设计公司纷纷成立。为了将产品开发与企业开展尽快纳入ISO14000及ISO14040体系，一些具有远见卓识的国际大企业集团，纷纷对其产品进行生命周期评价，并尝试进行生态产品的设计、生产
21、与销售。11/26/2023清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展三、产品生态设计与传统产品设计的区别传统的产品设计产品生态设计将人的某种目的或需要转换为一个具体的物理形式或工具的过程，以人为中心，仅考虑如何满足人的需求和解决问题，而无视产品生产及使用过程中的资源和能量的消耗以及对环境的排放从产品的孕育阶段开始即遵循污染预防的原则，把改善产品对环境影响的努力凝固在产品设计之中。是LCA思想原则的具体实践11/26/2023清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展四、设计原则 零污染原则资源最正确利用技术先进性闭环设计设计过程应遵循的原则能源消耗最小11/26/2023清洁生产与可持续开展清洁
22、生产与可持续开展1环境准则降低物料消耗降低能耗减少废物产出减少健康、平安风险生态可降解 2性能准则满足多项使用功能易于加工制作保证产品质量3 3费用准则费用准则费用最低费用最低利润最大利润最大4 4美学准则美学准则符合当地的文化传统符合当地的文化传统满足消费者的审美情趣满足消费者的审美情趣5 5社会准则社会准则遵守当地法律法规及有遵守当地法律法规及有关标准关标准应遵循的各项准则11/26/2023清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展 产品生态设计中应遵循的具体原则减少原材料的使用减少原材料的使用加工制造技术优化加工制造技术优化减少运输、包装和使用阶段造成环境问题减少运输、包装和使用阶段造成
23、环境问题延长产品的使用寿命，节约资源、减少废弃延长产品的使用寿命，节约资源、减少废弃物物产品报废系统优化产品报废系统优化选择对环境影响较小的原材料11/26/2023清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展五、相关技术五、相关技术采用新工艺、新技术，提高资源、能源效率 提高产品寿命的相关技术生产过程尽可能使用循环再生产品技术生产过程的“三废减排技术容易后处理的代用产品技术减少生命周期各阶段的废弃物减排技术产品生命周期各阶段的废弃物有效利用技术产品能够再利用技术11/26/2023清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展六、设六、设 计计 步步 骤骤选择设计对策选择设计对策设 计 步 骤设计要求
24、分析设计要求分析设计方案评价设计方案评价环境现状评价环境现状评价产品系统边界产品系统边界确定要求的优先次序确定要求的优先次序11/26/20231 1、印制电路板、印制电路板PWBPWB环境设计环境设计DfEDfE工程工程工程简介工程简介 印制电路板PWB是许多高科技产业如电子、国防、通讯等不可缺少的局部，但PWB的加工制造会产生大量的有毒废物，耗用过多的水和其他能源，使用有毒的化合物，这些都对环境和人类产生潜在的破坏。工程目标工程目标 找到一有效方法，将环境影响纳入商业决策中去，改善产品环境特性，研发一系列防止污染产生的方法、技术。方法、技术方法、技术 PWB环境设计工程通过减少化合物的释放
25、、增加资源寿命、节水、回收废弃物、减少淤泥量来防止污染的产生。-减少冲刷和洗浴过程中产生的淤泥量；-减少化合物的使用；-循环使用冲洗水，节约用水；-降低电镀板铜的含量；-减少蒸发引起的化合物的损失。七、七、产品生态设计的应用产品生态设计的应用11/26/20232 、施乐公司的、施乐公司的DfE工程工程工程简介工程简介 1997年，施乐公司采用DfE原则开发了一种多功能的办公自动化机器，集 、打印、复印、扫描于一体，而且可以与网络互连，具有较大的灵活性；具有完全开放的体系结构，便于升级；支持多种辅助设施以及技术革新。工程目标工程目标 实现无废生产，提高未来市场的竞争力，减少产品在整个生命周期的
26、环境影响，开发无害技术和产品。具体的环境设计方法、技术具体的环境设计方法、技术 a.公司将能源协会和欧洲生态标志标准作为开发产品的指南，通过IS014000环境管理体系认证，建立公司的环境管理系统，在全球范围内开展环境影响评价工程。b.建立原材料的环境影响数据库，便于设计者选取毒性影响最小的原材料。c.用产品再循环标志或再利用标签，向用户说明产品各个局部再利用的方法。11/26/2023d.产品的拆卸过程考虑环境设计。e.产品单元部件比同类产品少了8090%，因此机器的运行 噪声比 政府规定的最底噪声标准低3060%。部件的 减少也降低了能源以及原材料的消耗，所消耗的能源少于 US能源协会规定
27、标准的50%。f.用户使用产品的“第六感诊断系统，减少了上门效劳的交通环境影响，也提高了速度。g.无废包装。h.无废工厂。公司投资超过1.5亿美金开展无废工厂工程，实现了90%废物的再利用。i.无废办公室。实行能源管理工程，配合数字自动化文档管理，其目的在于减少时间、金钱、精力、空间、能源和纸张的使用。回收顾客的产品用于再利用。11/26/20233、中国办公家具、中国办公家具 工程简介工程简介哈尔滨工程大学与哈尔滨四达家具实业公司合作，通过对该公司周边情况以及与产品有关的环境问题的数据分析，设计了能使环境影响降低的产品，形成一个在隔断方面独具特点的办公室装备系统，是一种相当廉价、易生产和有吸
28、引力的办公室家具系统。环环境境改改善善：质量减轻46%，能耗降低67%，酚醛树脂减少36%。优优点点 办公室布局更灵活、效率更高，隔墙具有照明和吸音特性。11/26/20234 4、哥斯达黎加的高能效照明系统、哥斯达黎加的高能效照明系统工程工程 哥斯达黎加圣何塞市的SYLVANIA公司为中美洲开发照明系统。公司以降低其产品的环境影响为目的，重点是实现更高的能源效率。其照明产品的生态设计能耗低、质量高，对产品的环境影响产生积极效果，市场竞争力增强。环环境境改改善善：质量减轻42%，能源降低65%，汞含量降低50%，涂料用量减少40%，铜用量减少65%，体积减少65%。特特点点：提高美学价值，有更
29、高的功能，成本低，可提供不同的功能和风格，产品灵活。11/26/20235 5 、菲律宾的单座计程车、菲律宾的单座计程车工程工程 菲律宾宿务的诺基斯贸易公司NTC为一种单座计程车适用于一位乘客专业运输的摩托车进行生态设计。希望通过这个工程实现更加环境友好和经济效率类型的新概念。首先对NTC公司进行内局部析，然后评议城市公共运输系统。工程同时考虑了摩托车的耐用性，以及燃料经济和危险尾气的削减。环境改善环境改善 质量减轻79，材料减少了75，消除了电镀，提高了耐用性，减少了运输体积。总成本降低50，材料成本降低70。11/26/2023清洁生产与可持续开展清洁生产与可持续开展9、静夜四无邻，荒居旧
30、业贫。11月-2311月-23Sunday,November 26,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。11:12:5711:12:5711:1211/26/2023 11:12:57 AM11、以我独沈久，愧君相见频。11月-2311:12:5711:12Nov-2326-Nov-2312、故人江海别，几度隔山川。11:12:5711:12:5711:12Sunday,November 26,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。11月-2311月-2311:12:5711:12:57November 26,202314、他乡生白发，旧国见青山。26 十一月 202311:12:57 上午
31、11:12:5711月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。十一月 2311:12 上午11月-2311:12November 26,202316、行动出成果，工作出财富。2023/11/26 11:12:5711:12:5726 November 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。11:12:57 上午11:12 上午11:12:5711月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。11月-2311月-23Sunday,November 26,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。11:12:5711:12:571
32、1:1211/26/2023 11:12:57 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。11月-2311:12:5711:12Nov-2326-Nov-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。11:12:5711:12:5711:12Sunday,November 26,202313、不知香积寺，数里入云峰。11月-2311月-2311:12:5711:12:57November 26,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十一月 202311:12:57 上午11:12:5711月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。十一月 231
33、1:12 上午11月-2311:12November 26,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/11/26 11:12:5711:12:5726 November 202317、空山新雨后，天气晚来秋。11:12:57 上午11:12 上午11:12:5711月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。11月-2311月-23Sunday,November 26,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。11:12:5711:12:5711:1211/26/2023 11:12:57 AM11、越是没有本领的就越加自命非凡。11月-2311:12:5711:12Nov-2
34、326-Nov-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。11:12:5711:12:5711:12Sunday,November 26,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。11月-2311月-2311:12:5711:12:57November 26,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十一月 202311:12:57 上午11:12:5711月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十一月 2311:12 上午11月-2311:12November 26,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/11/26 11:12:5711:12:5726 November 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。11:12:57 上午11:12 上午11:12:5711月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉