兩種簡化生命周期評價方法及其應用*

周祖鵬，劉夫云，莫秋云

(桂林電子科技大學 機電工程學院，廣西 桂林 541004)

0 引言

產品生命周期評價是一種重要的產品環境表現評價手段，在產品設計階段就十分重要［1-10］。但是，傳統的完整的產品生命周期評價需要大量詳細的數據，然而在產品的概念設計階段有的數據是難以獲得的或是根本無法獲得。同時，完成一次完整的產品生命周期評價需要花費很多時間和精力，因此，在產品概念設計階段開展完整的產品生命周期評價是脫離實際。其中文獻［11］提出了一種基于矩陣分析的簡化產品生命周期評價方法，文獻［12］提出了一種基于模式分析和綜合的定性產品生命周期評價方法，文獻［13］提出了一種基于特征建模的簡化產品生命周期設計系統，文獻［14］提出一種簡化產品生命周期評價方法并以廣東省民宅中使用空調作為評價對象，進行了案例分析，以說明簡化生命周期評價方法的有效性。文獻［14］提出可以根據企業和個人實際需求來簡化生命周期評價方法的一些步驟，例如，數據來源參考一些通用近似數據，特征化過程采用較為簡單的特征化因子等。

以上是國內外學者在簡化生命周期評價中所做的一些研究工作，但是，簡化生命周期評價研究方法還需要進一步完善的地方，其應用前景也有待進一步的發掘。因此，本文首先介紹了兩種簡化生命周期評價方法及其應用，并分析了這兩種簡化生命周期評價方法未來的應用前景。

1 基于矩陣分析的定性簡化產品生命周期評價方法

Graedel，T. E. 等于1995 年就提出了基于矩陣分析的簡化產品生命周期評價方法［11］。該方法的基本思路是這樣的，首先，構建一個5 ×5 的矩陣，其中矩陣的5 行表示產品生命周期的5 個子周期，分別是產品生產前子周期、產品生產子周期、產品包裝和運輸子周期、產品使用子周期和報廢回收再利用子周期。矩陣的5 列分別表示5 類環境影響因素，分別是原料選擇、能量消耗、固態廢物、液態廢物和氣態廢物。然后，生命周期評價者分別給某一個產品的各個子周期的各項表現打分，其中0 分表示最差表現，4 分表示最佳表現。打分憑借評價者的經驗、設計與生產調查、列表分析和其他信息。最后，把所有25 個元素的分數累加起來，最大累計分數是100 分，分數越接近100 分表明產品的生命周期影響越小，產品越符合可持續發展需要。

下面以某品牌的LED 彩電和一種正在開發階段的概念設計彩電為例，說明簡化生命周期評價方法的應用。如表1 所示，根據相關數據收集和分析工作，得到的評價結果如下，其中第一個數值表示LED 彩電的評價值，第二數值表示待開發的概念彩電的評價值。

表1 某品牌LED 彩電和待開發概念彩電的簡化生命周期評價結果

最后，累加結果發現，LED 彩電的總數值為68，新開發的概念彩電總數值為81，因此，矩陣簡化生命周期評價說明，待開發的概念彩電更具有綠色度，更符合可持續發展需要。因此，雖然概念彩電還在設計研發階段，很多數據還不清楚，但是簡化生命周期評價卻能定性地給出一個評價結果，這對于后續的研發是很有價值的。

2 基于模式分析與綜合的定性簡化產品生命周期評價方法

Jahau Lewis Chen 和Wai-Kit Chow 于2003 年提出了一種基于模式分析和綜合的定性產品生命周期評價方法［12］。按產品的環境影響分布圖的特征，此方法首先將產品劃分為6 個類型，即:

①典型的短生命周期產品，例如簡單的包裝產品。

②生產密集型產品，例如電子產品、某些化學產品和紙制產品。

③典型的長使用壽命周期和資源消耗型產品，例如汽車、電視和冰箱。

④需要特別進行廢物處理的產品，例如電池和放射性產品。

⑤需要長途運輸和精密包裝的產品，例如包裝材料和包裝盒。

⑥需要回收再利用的產品，例如一次性照相機。

接下來，每一個類型都有至少一個典型產品的生命周期環境影響結果，包括每個子周期的各種環境影響指標值。

然后，將一種需要進行生命周期評價的新產品進行歸類，如果明確該新產品屬于某個類型，那么就可以直接采用該類型產品的生命周期影響評價結果作為定性參考，了解該新產品可能的環境影響特征。例如，電池類產品屬于第④類產品，它的環境影響特征就是:環境影響主要發生在產品的生產和最后的報廢環節，使用環節環境影響很小，那么如果開發的新產品屬于這類產品，那么它的生命周期環境影響特征將與之類似。

如果這類產品是一種復合產品，也就是說，包括兩類或是兩類以上產品的特征，那么就采用一種加權平均的方法將兩類產品的環境影響特征綜合起來，最后得到新產品的環境影響分布圖。例如，評價產品是一種電動汽車，那么，該產品主要可以將產品拆分為汽車(第③類產品)和電池(第④類產品)。因為，汽車占主要部分，所以權重較大，可以設定為0.8，而電池權重為0.2。那么，如果汽車產品的生命周期溫室氣體排放影響指標是3000 當量千克二氧化碳，而電池的生命周期溫室氣體排放影響為4000 當量千克二氧化碳，綜合后的電動汽車的生命周期溫室氣體排放就是3200當量千克二氧化碳。同時，若注意到汽車產品的環境影響主要集中在生產階段和報廢階段，而電池的環境影響也集中在生產階段和報廢階段的特點，那么電動汽車的生命周期環境影響也將是集中在生產階段和報廢階段，在使用過程中環境影響較小。

因此，采用這種簡化的模式識別和綜合的生命周期評價方法可以定性地給有待開發的新產品做生命周期影響評價分析。

3 兩類簡化生命周期評價方法的應用前景

這兩類簡化生命周期評價方法是一種較為有效的快速低成本產品生命周期定性評價方法。對于處在研發階段的新產品，由于完整生命周期評價的數據不足和加快研發周期的需要，這類簡化生命周期評價具有重要的應用價值。下面我們通過一個案例來說明其有效性和合理性。

以一種自發電溫保暖鞋為例，說明兩種簡化產品生命周期評價方法的有效性和合理性。例如，我們開發設計了一種新的保暖鞋，這種保暖鞋的根部有一個滑輪，使用者可以通過滑動滑輪和保暖鞋的自帶的小型發電機來給保暖鞋的電池充電。由于自發電保暖鞋還處于研發階段，很多相關的生命周期評價清單數據還無法獲得，因此，沒有辦法開展完整的生命周期評價。下面可以通過前面提到的簡化生命周期評價方法來完成評價。

表2 自發電保暖鞋的簡化生命周期評價結果

由表2 所得的評價結果可見，滿分100 分，該產品得分為81 分，屬于環境友好度較高的產品。另外，從表2 的數據中還可以看出，在該產品的整個生命周期中，報廢回收階段的環境友好度最差，得分為14 分，所以，在今后的改善分析中需要著重改善這個階段的產品環境表現。另外，在各種影響因素中，該類產品的原料選擇得分為14 分，在5 種影響因素中得分最低，因此該產品在原料選取方面需要進一步改善。以上分析表明，簡化產品生命周期評價過程是相對簡單的，省去了復雜的數據收集過程，降低了評價的成本，提高了評價效率。雖然簡化生命周期評價得出的結論雖不是十分準確，但是在不需要十分精確的評價結果情況下，這樣的評價結果也是具有一定指導意義的。

另外，對于我國一些中小企業，由于本身科研能力的限制和壓縮成本的需要，目前情況下要求其對生產的產品做完成的全生命周期評價不太現實，因此，這類簡化生命周期評價對于他們特別適用。他們可以在不花費大量成本和勞動力的情況下，能夠定性了解其生產產品的環境影響特征，并有針對性地進行改善。因此，這兩類簡化生命周期評價方法在中國的中小企業和鄉鎮企業中的應用價值也是可觀的。

4 結論

全生命周期評價方法是一種有效的產品環境友好性評價方法，它的廣泛應用必定能夠為節能減排做出貢獻。本文介紹的這兩類簡化生命周期評價方法，克服了傳統生命周期評價方法的數據瓶頸，也有效降低了生命周期評級的時間和人力成本，更有利今后在我國中小企業的推廣，也為我國中小企業選用和設計出環境影響更小的產品做出貢獻。

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［14］張曉璐. 簡化生命周期評價方法及其案例研究［D］.廣州:廣東工業大學，2013.