第五章 清洁产品
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绿色工程设计 (Design of Green Engineering)
2000年Nottingham大学的 Anastas等人提出了 年 大学的 等人提出了 绿色工程的概念:绿色工程设计是从分子 产品、 绿色工程设计是从分子、 绿色工程的概念 绿色工程设计是从分子、产品、 过程和系统四个不同水平开展符合可持续发展要 求的设计
延伸生产者的责任(extended producer 延伸生产者的责任 responsibility) --是促进产品生态设计的保障 --是促进产品生态设计的保障
• 延伸生产者的责任是一种环境保护的原则 , 它通 延伸生产者的责任是一种环境保护的原则, 过促使生产者对其产品的整个生命周期特别是产 品的回收、循环利用和最终处置承担责任, 品的回收 、 循环利用和最终处置承担责任 , 从而 降低产品总体的环境影响。 降低产品总体的环境影响 。 最终目的是通过开发 环境责任产品和产品的回收利用达到可持续发展。 环境责任产品和产品的回收利用达到可持续发展 。
三、发展绿色产品的意义 (一)发展绿色产品有利于环境保护 (二)发展绿色产品有利于资源的可持续利用 (三)发展绿色产品有利于经济发展
第二节 产品的生态设计
一、产品生态设计的概念
1、概念
是指将环境因素纳入产品设计之中, 是指将环境因素纳入产品设计之中,在产品生命周 期的每一个环节,都考虑其可能产生的环境负荷,通过 期的每一个环节,都考虑其可能产生的环境负荷, 改进设计使产品的环境影响降低到最小程度。 改进设计使产品的环境影响降低到最小程度。 • 它要求在开发产品时应考虑生态要求和经济要求之 它要求在开发产品时应考虑生态要求和经济要求之 生态要求 间的平衡 平衡, 间的平衡,应考虑产品开发过程所有阶段的环境方 面的问题, 面的问题,以使设计的产品在整个生命周期内产生 最低可能的环境影响。 最低可能的环境影响。
能源消耗 空气污染 水污染 固体废物 耗水量
生产
分配
使用
处置
二、绿色产品的类型 (一) 按使用类别划分
食品、洗涤用品、机动车、照明、家电、服装、建筑材料、 食品、洗涤用品、机动车、照明、家电、服装、建筑材料、 化妆品、 化妆品、染料等
(二) 按产品生命周期环节特征划分
①回收利用型:如经过翻新的轮胎,再生纸等。 回收利用型:如经过翻新的轮胎,再生纸等。 ②低毒低害物质型:如低污染油漆和涂料,不含汞的锂电池等。 低毒低害物质型:如低污染油漆和涂料,不含汞的锂电池等。 ③低排放型:低排放雾化油燃烧炉,低排放、少污染印刷机等 低排放型:低排放雾化油燃烧炉,低排放、 ④低噪声型:低噪声摩托车,低噪声汽车等。 低噪声型:低噪声摩托车,低噪声汽车等。 ⑤节水型:节水型冲洗槽,节水型清洗机等。 节水型:节水型冲洗槽,节水型清洗机等。 ⑥节能型:太阳能产品及机械表,高隔热型窗玻璃等。 节能型:太阳能产品及机械表,高隔热型窗玻璃等。 ⑦可生物降解型:生物降解塑料或膜,易生物降解的润滑油等。 可生物降解型:生物降解塑料或膜,易生物降解的润滑油等。
2、生态设计理念 产品的传统设计与生态设计的比较
项目 传统的产品设计 产品的生态设计
产品设计工程师, 产品设计工程师,环境管理 工程师,法规管理人员, 工程师,法规管理人员,生 技术工程师,市场营销、 产、技术工程师,市场营销、 财务管理人员 满足产品功能要求 符合产品质量要求 符合市场需要 符合人体健康和安全要求 符合法律要求 满足产品的环境要求 设计参加人员 产品设计工程师,生 产品设计工程师, 技术工程师, 产、技术工程师,市 场营销、 场营销、财务管理人 员 产品设计目标 满足产品功能要求 符合产品质量要求 符合市场需要 符合人体健康和安全 要求
三、环境标志产品范围
国外在实施环境标志制度时, 国外在实施环境标志制度时,一般不包括食品与药品 1、节能、节水、低耗型产品 节能、节水、 可再生、可回用、 2、可再生、可回用、可回收产品 3、清洁工艺产品 4、可生物降解产品
四、环境标志产品特性 两个共性: 两个共性:
首先,产品在生产过程中, 首先,产品在生产过程中,企业对周围环境排放的污染物必须达 到国家或地方有关污染物的排放标准; 到国家或地方有关污染物的排放标准; 其次,产品的质量和安全性能必须符合国家质量和安全标准。 其次,产品的质量和安全性能必须符合国家质量和安全标准。
(一)选择环境影响小的材料
1、清洁的材料 2、可更新的材料 3、含能量较低的材料 4、可再循环的材料
(二)减少材料的使用量
(三)生产技术的最优化
1、选择替换技术:选择需要较少有害添加剂和辅助原料的 选择替换技术: 清洁技术, 清洁技术,或选择产生较少排放物的技术以及能最有效利 用原材料的技术 2、减少生产步骤:减少不必要的生产工序 减少生产步骤: 3、选择能耗小和消费清洁能源的技术 4、减少废物的生成 5、生产过程的整体优化
具体包括4个方面: 具体包括4个方面:
第一,对全球环境的保护(主要是对大气臭氧层的保护),如氟化 第一,对全球环境的保护(主要是对大气臭氧层的保护),如氟化 ), 碳替代产品,主要产品有冰箱和发胶等; 碳替代产品,主要产品有冰箱和发胶等; 第二,对区域环境的保护,如无磷洗涤和可降解餐盒; 第二,对区域环境的保护,如无磷洗涤和可降解餐盒; 第三,对人体健康的保护,如水性涂料、节能低排放燃气灶具、 第三,对人体健康的保护,如水性涂料、节能低排放燃气灶具、低 辐射彩电、木色植物纤维纺织品; 辐射彩电、木色植物纤维纺织品; 第四,节能、低噪声,如低噪声洗衣机和节能、 第四,节能、低噪声,如低噪声洗衣机和节能、低噪声房间空调器 等。
(二)中国环境标志进展
1993年 1993年8月中国推出了自己的环境标志图形 1994年 1994年5月17日成立中国环境标志产品认证委员会 17日成立中国环境标志产品认证委员会 从1994年到2003年,我国已颁布了包括纺织、汽车、建材、轻 1994年到2003年 我国已颁布了包括纺织、汽车、建材、 年到2003 工等51个大类产品的环境标志标准,共有680多家企业的8600 51个大类产品的环境标志标准 680多家企业的8600多 工等51个大类产品的环境标志标准,共有680多家企业的8600多 种产品通过认证
(六)延长产品生命周期
1、提高产品的可靠性和耐久性 2、便于修复和维护 3、采用标准的模式化产品结构
(七)产品处置系统的优化
1、产品的再利用 2、再制造和再更新 3、材料的再循环 4、安全焚烧 5、废物填埋处理
第三节 产品的环境标志
一、环境标志的概念(Enviromental mark)
是指由政府管理部门、 是指由政府管理部门、社会或民间团体依据一定的环境标 准,向有关申请者颁发其产品或服务符合要求的一种特定的标 志。 它表明该产品不仅质量合格,而且在生产、 它表明该产品不仅质量合格,而且在生产、使用和处理处置 过程中符合环境保护要求,与同类产品相比,具有低毒少害、 过程中符合环境保护要求,与同类产品相比,具有低毒少害、节 约资源等环境优势。 约资源等环境优势。
汽车的产品生命周期
能源 石油生产 汽油生产 废弃物 生产 生产 生产 生产 汽车生产 汽车 废弃物 废弃物 废弃物 车 能源 天然资源 能源 维修产品 生产 废弃物 能源 废
天 然 资 源
添加物生产
洗衣机环境影响的全过程评价
生 命 100 周 90 期 各 80 阶 70 段 对 60 总 环 50 境 40 影 响 30 的 贡 20 献 10 百 分 0 率
第四章 清洁产品
资源利用效率高 能源消耗低 特征 环境(生态) 环境(生态)友好 人类健康基本无害 绿色产品 (Green Product) Product)
第一节 绿色产品的概念
一、绿色产品的定义 是指能满足用户使用要求,并在其生命循环周期 生命循环周期中能 是指能满足用户使用要求,并在其生命循环周期中能 经济性地实现节省资源和能源、极小化或消除环境污染, 经济性地实现节省资源和能源、极小化或消除环境污染, 且对劳动者(生产者和使用者) 且对劳动者(生产者和使用者)具有良好保护的产品 内涵: 内涵: 环境友好性 (材料)资源的最大限度利用 材料) 能源的最大限度节约
二、环境标志发展简介 (一)国外环境标志进展
1987年德国实施一项被称为“蓝天使”的计划--第一代绿色标志 1987年德国实施一项被称为“蓝天使”的计划--第一代绿色标志 年德国实施一项被称为 --
美国 北欧的 加拿大 韩国 白天鹅” “白天鹅” “绿色 印章” 印章” 德国绿色标志产品已达7500多种,占其全国商品的30%。欧 德国绿色标志产品已达7500多种,占其全国商品的30%。欧 7500多种 30%。 美国、加拿大、日本以及我国的台湾省等30 30多个国家和地区也 洲、美国、加拿大、日本以及我国的台湾省等30多个国家和地区也 实施了环境标志。 实施了环境标志。
(四)营销系统的优化
1、采用更少的、更清洁的和可再使用的包装 采用更少的、 2、采用能源消耗少、环境污染小的运输模式 采用能源消耗少、 3、采用可以更有效利用能源的后勤系统
(五)减少消费过程的环境影响
1、降低产品使用过程的能源消费 2、使用清洁能源 3、减少易耗品的使用 4、使用清洁的易耗品 5、减少能源和资源的浪费
绿色工程设计的基本原则
原则 原则1 原则 原则2 原则 原则3 原则 原则4 原则 原则5 原则 基本内容 在可能的情况下,设计者必须努力以确保所有物质 在可能的情况下,设计者必须努力以确保所有物质 和能源的输入和输出本质上是无害的 本质上是无害 和能源的输入和输出本质上是无害的 防止废物的产生比废物产生后再去处理或清除要好 防止废物的产生比废物产生后再去处理或清除要好 分离和纯化操作的设计应使能来自百度文库消耗 能源消耗和 分离和纯化操作的设计应使能源消耗和原料使用最 小化 产品、过程和系统的设计应使质量、能量、 产品、过程和系统的设计应使质量、能量、空间的 使用和时间效率 效率达 使用和时间效率达最佳化 输出拉动的产品、 输出拉动的产品、过程与系统应优于输入推动的产 品、过程和系统
2003年进而提出绿色工程设计的 条原则。它为科 年进而提出绿色工程设计的12条原则 年进而提出绿色工程设计的 条原则。 学家和工程师提供了一个框架:在从事新材料、产 学家和工程师提供了一个框架:在从事新材料、 过程和系统的设计时, 品、过程和系统的设计时,从一开始就考虑人体健 康和环境。 康和环境。
原则 原则6 原则 原则7 原则 原则8 原则 原则9 原则 原则10 原则 原则11 原则 原则12 原则
基本内容 在进行有关产品的再循环、回用或有益配置时, 在进行有关产品的再循环、回用或有益配置时,内 含的熵和复合程度必须看作是有利的 必须看作是有利 含的熵和复合程度必须看作是有利的 考虑产品的耐久性而不是不朽, 考虑产品的耐久性而不是不朽,应是设计的目标 对于不必要能力或性能(例如一种尺寸适合所有尺 对于不必要能力或性能 例如一种尺寸适合所有尺 寸)的设计应被认为是有缺陷设计 的设计应被认为是有缺陷设计 在多成分产品中,应使的原料的多样性最小,以便 在多成分产品中,应使的原料的多样性最小, 促进拆卸以及利用价值的保留 产品、过程、 产品、过程、系统的设计必须包括具有可利用能量 和物质流动的整体性和相互连通性 产品、过程、 产品、过程、系统的设计应考虑其服务完成后的问 题 可再生原料和能量的输入必须优先于消耗性原料与 能量的输入
(1999年 据联合国统计署调查资料显示 (1999年) : 84%的荷兰人、90%的德国人、89%的美国人在 84%的荷兰人、90%的德国人、89% 购物时会考虑消费品的环保标准; 购物时会考虑消费品的环保标准; 考虑消费品的环保标准 85%的瑞典人愿为环境清洁支付较高的价格; 85% 瑞典人愿为环境清洁支付较高的价格; 愿为环境清洁支付较高的价格 80% 加拿大人愿多付10% 80%的加拿大人愿多付10%的钱购买对环境有益的 愿多付10 产品; 产品; 77% 日本人只挑选和购买有环保标志的产品 77%的日本人只挑选和购买有环保标志的产品
3、生态设计的基本的原则 (1)非材料化:尽量减少原材料的使用 非材料化: (2)产品共享性:对于部分产品来讲,可能在某些特定 产品共享性:对于部分产品来讲,
的时间段内被使用, 的时间段内被使用,而其它时间段内这种产品往往处于闲置 状态, 状态,造成资源的浪费
(3)功能多样化 (4)功能最优化
二、生态设计的策略