产品绿色设计对工业绿色低碳循环发展的促进机理与对策研究

于娟 李博洋

绿色设计的思想可以追溯到20世纪60年代，美国设计理论家Victor Papanek在他出版的《为真实世界而设计》中，强调设计应该认真考虑有限的地球资源的使用，为保护地球的环境服务，当时还引起了很大的争议。随着环境的恶化、资源的耗竭，人们逐渐认识到问题的严重性，特别是在可持续发展概念提出之后，绿色设计理念开始逐步清晰，这个过程可以从生态工程的描述来说明，所谓生态工程就是设计采用合理的技术和利用生态系统的自组织能力，将经济和社会通过实践融入到环境中的过程中。绿色设计是针对产品而言，产品绿色设计源于产品的生态设计（Eco-Design），也称环境设计（Design for Environment）、环境意识设计与制造（Environmentally-Conscious Design and Manufacturing）、生命周期设计（Life Cycle Design）、绿色设计（Green Design），是20世纪80年代末出现的一股国际设计潮流，它反映了人们对于现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思，也体现了设计师道德和社会责任的回归。2021年2月2日正式发布的《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》中4次提到绿色设计，明确要求以产品绿色设计为抓手，健全绿色低碳循环发展的生产体系。

一、产品绿色设计促进工业绿色低碳发展环境分析

全球气候变化已经成为人类发展面临的最大挑战之一，党中央、国务院高度重视应对气候变化工作，将碳达峰和碳中和纳入了生态文明建设整体布局。习近平总书记多次在重大国内国际场合发表了有关碳中和、碳达峰的讲话。加之，构建国内国际互动的双循环发展格局对工业高质量绿色发展提出新的更高要求，通过深入推行绿色设计，加快构建统一的绿色产品标准体系，可以提供更多绿色产品，全面促进绿色消费，畅通国内大循环。在国际政治经济格局调整背景下，持续推动绿色设计国际交流合作，促进绿色“走出去”大有可为。

（一）从技术趋势和绿色设计本身看

工业是立国之本，是国民经济体系的重要组成部分，也是资源消耗和碳排放的重点领域，绿色设计是工业绿色低碳循环发展的源动力。当前，工业和信息化融合发展进入拓展期，重点行业数字化转型明显提速，为覆盖产品全生命周期的绿色设计大数据发展，提供了必要的技术基础，绿色设计在绿色发展的源头，是推进绿色制造体系建设的第一杠杆，是建设绿色制造强国的重要动力。全面推行绿色设计是提升绿色产品供给能力的根本途径，是工业领域实现碳达峰碳中和的重要支撑。

（二）从产业绿色低碳发展看

构建国内国际互动的双循环发展格局对工业高质量绿色发展提出新的更高要求，通过深入推行绿色设计，加快构建统一的绿色产品标准体系，可以提供更多绿色产品，全面促进绿色消费，畅通国内大循环。同时，《绿色制造标准体系建设指南》明确了绿色产品标准体系建设的思路、目标和任务。结合绿色设计特点，提出了评价指标体系与生命周期评价结果相结合的方法，将团体标准按照统一程序采信纳入绿色设计产品评价标准清单。目前，公开发布了192项标准，广泛覆盖了电器、电子、通信、汽车、机械、轻工、纺织、钢铁、建材等主要行业，并且先后筛选和发布了六批绿色设计产品名单。绿色产品认证制度已逐步推行，率先对电器电子产品有害物质限制使用、绿色建材、绿色快递包装等绿色产品合格评定制度建设，以认证手段促进相关行业发展，增加绿色产品供给。

（三）从国际合作与发展看

高度重视工业绿色发展领域的国际交流与合作，中欧、中意、中法、中韩等定期交流合作机制顺利运行，积极开展工业节能与绿色发展政策、标准、技术交流。其中，产品绿色设计国际交流合作一直是中欧对话机制中的核心内容。在当前国际政治经济格局调整背景下，持续推动绿色设计国际交流合作，促进绿色“走出去”仍然大有可为。此外，国内统一完整的绿色产品全生命周期资源环境影响数据库尚在建立过程中，评价和定义绿色产品的方法论和工具对外依赖度较高，绿色设计标准的国际影响力不足，导致我国绿色设计国际话语权不足以支撑产业和产品的绿色走出去。

二、产品绿色设计促进工业绿色低碳循环发展的机理分析

绿色设计是一种基于产品整个生命周期，以产品环境资源属性为核心的现代设计理念和方法。设计在发展的源头，绿色设计将为工业绿色低碳循环发展提供源动力。与传统产品设计理念不同，绿色设计在产品的全生命周期内，着重考虑产品资源环境属性（如资源有效利用、环境污染、可回收性等），并将其作为设计目标。在满足资源环境目标要求的同时，并保证产品应有的基本功能（见表1）。在产品概念形成阶段就引进资源环境变量，并与传统设计因子（如质量、技术可行性、经济合理性等）综合考虑。

表1 产品绿色设计与传统产品设计的差异

（一）绿色设计是推动工业绿色发展的第一杠杆

习近平生态文明思想对工业绿色发展提出了新的更高要求。切实推动工业高质量绿色发展，一方面，要求在生产过程中做好减法，节约能源资源的使用，降低生态环境影响；另一方面，也要为实现绿色增长做好加法，为全社会提供更多绿色技术、装备和产品，促进各领域全面绿色发展，引领绿色消费，实现绿色增长，把“绿水青山就是金山银山”落到实处。绿色设计是工业绿色发展的源头，研究表明，产品全生命周期80%的资源环境影响取决于设计阶段。绿色设计对绿色发展可以进行方向性、战略性规划，对绿色发展提供时间表和路线图选择，对生产、流通、消费、废弃等全过程强调生命周期关注，对能源、材料、产品、工艺、工程、产业链、供应链在源头进行总体制约，对数字经济时代具有全方位的适应性，在绿色技术创新、绿色产品研发、引导绿色消费等过程中可以起到关键作用，是推动工业绿色发展的最佳杠杆。近年，工业领域产品绿色设计有序推行，已培育和发展了245家绿色设计示范企业，共推广3000余项绿色设计产品，有力带动绿色消费，推动经济高质量绿色发展。

（二）绿色设计是助力工业低碳发展的重要支撑

工业是我国能源消耗和二氧化碳排放最主要领域，据统计，2020年工业领域能源消费、碳排放占全国的比重约为65%和70%。当前新形势和任务对工业低碳减排提出了新的更高要求，但我国推进工业领域低碳减排工作面临着碳排放底数不清、统计测算体系不完善、低碳技术和产品推广难等问题。近年来，我国工业领域推行的产品绿色设计要求工业企业以生命周期评价理论和工具为基本支撑，建立覆盖产品全生命周期各个环节的资源环境影响基础数据库，以定量评价结果为指导，在产品设计时提出绿色低碳的材料、技术、工艺、使用方式、回收利用等解决方案，将有力地促进产业链、供应链协同降碳，在很大程度上推动工业低碳发展的基础数据库建设、碳排放基本情况的摸底、低碳技术和产品的推广以及碳交易市场和绿色金融的发展。此外，全球各个国家都在追求可持续的发展方向，一些发达经济体正在谋划或推出碳边境调节机制等贸易制度，通过加快推进基于生命周期理论的绿色设计，能有效提高我国国际市场竞争力。推行绿色设计，要求建立覆盖产品全生命周期的碳排放数据库，要求以生命周期评价方法（LCA）客观评价产品碳足迹，并基于定量评价结果，提出着眼于产品全生命周期碳中和的系统解决方案，将有力地促进产业链、供应链协同降碳。

（三）绿色设计是推动工业循环发展的最优方案

我国工业领域循环经济发展的最大挑战在于广泛散于全社会的各类工业产品数量巨大、种类繁多，规范的回收渠道很难建立，资源化利用水平不高，加之产业升级和消费升级带来的新产品不断涌现，大量生产、消耗、排放的生产生活方式尚未根本性扭转，大宗工业固废产生强度高、利用不充分，再生资源回收利用规范化水平低，动力电池、快递包装等废旧产品生产量大幅增长，而现有的循环经济体系疲于应对，因而加快推动工业领域资源循环高效利用十分迫切。目前，绿色设计在工业产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性，特别是产品废弃后回收、利用等问题，并将其作为重要的设计目标，有利于从根本上解决工业循环发展的制约因素。通过推行产品绿色设计，大量采用再生材料或可再生材料，推广易回收、易分类、易拆解的产品设计方案，可从源头和末端双管齐下，协同推进资源循环高效利用，实现工业循环发展。

三、案例分析——以汽车行业为例

我国作为全球最大的汽车制造国，汽车产销量连续12年位居全球首位。随着汽车产销量持续增加，汽车行业碳排放增长快速，成为当前我国碳排放增长最快的领域之一，因此应采用有效减排措施，而绿色设计从源头出发助力汽车行业减污降碳。在汽车行业中，汽车产品绿色设计的目标不仅是要减少物质和能源的消耗，减少有害物质排放，而且还要使产品及零部件便于分类回收、拆卸、再制造或资源化利用，以及考虑汽车产品在使用过程中消耗大量的能源和排放大量的污染物。因而，引导企业落实全生命周期理念，开展汽车产品绿色设计，对汽车行业绿色低碳循环发展具有重要促进作用。

（一）绿色材料选择

汽车绿色材料选择主要包括四个方面：一是使用环境友好型材料，包括与环境相容的材料、无毒无害或低毒低害材料。二是选择可循环利用的材料，要充分考虑材料的兼容性、可回收性和可再生性。如总成设计件中，零件及其螺栓、卡扣等连接件使用的材料尽量属于同一种材料，或同一族材料或相容性比较好的材料。三是及时推动新型环保材料的应用，如推动铝合金、铜合金、镁合金等材料的使用，减少金属板材的使用等。四是避免或减少使用易老化、易腐蚀的材料。

（二）节能减排设计

汽车企业通过研发应用高效超净燃烧系统、智能热管理系统、智能润滑系统等高效绿色节能技术，降低燃油消耗等。企业重视尾气减排技术的研发，通过燃烧效率提升和高效治理技术应用，不断提升产品绿色性能，减少尾气排放。如长安汽车推进产品生产和使用过程中的节能减排，针对发动机、变速箱、地盘和整车等实施优化设计，推进生产过程清洁化，从源头减少污染物的排放；重庆长安汽车通过建立完善的动力传动匹配系统开发与验证体系，有效应用推广“350bar高压缸内直喷”“集成排气歧管”“高滚流燃烧”等绿色先进技术，持续优化整车电喷程序和催化剂配方，提升缸内燃油雾化效果和燃烧效率，有效降低尾气排放浓度。

（三）轻量化设计

目前，汽车企业积极开展汽车轻量化研究，通过车身结构优化、新材料新工艺集成应用等多项措施，减少原材料获取、产品使用等阶段的碳排放。如通过提升高强钢、超高强钢、轻质铝合金等新材料应用比例，实现车身轻量化。

（四）可再生资源化设计

近年来，随着汽车产销量和保有量的快速增长，资源回收和再制造业务日渐受到关注，例如，美国全国汽车零部件售后产品中，有超过50%的销售额来自于再制造件的销售。目前，全球资源短缺矛盾的加剧，推动汽车行业从设计环节对产品生命周期末端进行关注，重视可再生资源化设计，有利于汽车行业绿色低碳循环发展。

四、对策建议

（一）夯实产品绿色设计基础，强化绿色设计关键技术开发

一是支持立足于我国资源特点的工业产品全生命周期资源环境影响数据库建设。二是充分利用“新基建”带来的消费内容和渠道升级机遇，大力推行工业产品绿色设计，设计和制造高质量的绿色产品，促进产业绿色低碳转型，带动国内市场绿色消费升级，培育高质量绿色经济增长点。三是支持重点工业行业开展基于全生命周期数据库和云计算、大数据、区块链等技术的绿色设计产品及其评价工具的开发和应用。四是抓紧突破重点产品绿色设计与生命周期评价高通量协同建模技术、绿色设计与制造一体化协同技术，实现产品全产业链海量绿色异构数据的整合。五是加强专项资金和金融支持力度，加快工业领域绿色低碳技术的研发、示范与推广。

（二）持续完善相关政策和激励措施，推动绿色设计国际交流合作

一是开展我国推行产品绿色设计立法的前瞻性研究，制定发布推行工业产品绿色设计的指导性文件，保持政策连续性，不断提升绿色设计产品供给能力。二是支持绿色设计评价标准体系的建设和绿色设计产品清单发布，满足绿色消费市场升级需求。三是利用政府绿色采购、绿色税收、绿色金融等政策手段，加快推广绿色设计产品、技术和服务。四是在建立统一的绿色产品市场监管体系过程中，将绿色设计产品纳入其中，实现绿色设计产品闭环管理。五是加强国际沟通交流，探索建立可持续的中欧、中日、“一带一路”沿线国家和地区等的绿色设计交流与合作机制，影响国际工业产品绿色设计规则制定。六是着力宣传和推广我国工业产品绿色设计的做法和成效，促进技术、产品和企业的绿色“走出去”。

（三）推动企业践行低碳行动，促进工业绿色转型升级

一是深化源头减量、过程控制、末端循环的绿色发展理念，鼓励企业应用产品轻量化、模块化、集成化、智能化等绿色设计共性技术，采用高性能、轻量化、绿色环保的新材料，开发具有无害化、节能、环保、高可靠性、长寿命和易回收等特性的绿色产品。二是采用先进适用的清洁生产工艺技术和高效末端治理装备，淘汰落后设备，建立资源回收循环利用机制，推动能源消费结构优化。三是发挥行业龙头企业对供应链上下游的引领带动作用，引导行业龙头企业积极应用物联网、大数据和云计算等信息技术，探索建立绿色供应链管理体系。