試析電氣電子產品生命周期評價標準體系的搭建

／中國電器工業協會 張亮 滕云／

試析電氣電子產品生命周期評價標準體系的搭建

／中國電器工業協會 張亮 滕云／

為支撐實施《中國制造2025》，全面推行綠色制造，《綠色制造工程實施指南（2016-2020年）》提出初步建成綠色制造相關評價標準體系的階段性要求。作為一種量化產品整個生命周期環境影響和環境績效的方法，生命周期評價將在未來一段時期得到更廣泛的應用。本文從現有生命周期評價標準及環境聲明標準的角度入手，對生命周期評價標準體系的缺失做出分析，針對電氣電子產品功能眾多的特點，提出分步建設產品種類規則標準的建議。

一、背景

《中國制造2025》作為我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領，強調堅持把可持續發展作為建設制造強國的重要著力點，走生態文明的發展道路。同時把“綠色制造工程”作為重點實施的五大工程之一，部署全面推行綠色制造，努力構建高效、清潔、低碳、循環的綠色制造體系。

在工信部于2016年發布的《綠色制造工程實施指南（2016-2020年）》中提出，“到2020年，綠色制造水平明顯提升，綠色制造體系初步建立。初步建成較為完善的綠色制造相關評價標準體系和認證機制，推廣萬種綠色產品，綠色制造市場化推進機制基本形成。制造業發展對資源環境的影響初步緩解。”

生命周期評價（Life Cycle Assessment，簡稱LCA）是對產品整個生命周期各個階段所產生的環境影響和環境績效做出量化的評價方法，是產品綠色設計、研究和開發的重要支撐方法之一。

可以預見，伴隨綠色制造工程體系的構建進程，產品綠色設計及產品生命周期評價將逐漸成為推進綠色制造的重要手段。研究制定產品生命周期評價標準，在各產品領域依據標準科學合理地推行生命周期評價，為市場提供清晰可信的產品環境影響和環境績效量化信息，有利于促進綠色制造市場的形成。

二、生命周期評價體系

在實踐方面，歐美地區和國家在產品生命周期評價領域已開展了近50年的實踐。生命周期評價最早起源于1969年美國中西部研究所受可口可樂委托對飲料容器從原材料獲取到生命末期處置的整個生命周期進行定量分析，這項研究使可口可樂公司拋棄了它過去長期使用的玻璃瓶，轉而采用塑料瓶包裝。伴隨生命周期評價理論和實踐的不斷進步，歐美地區和國家已建立了相對系統的產品生命周期評價體系和評價服務，包括評價方法、標準、評價工具（軟件）、數據庫等。

在標準化方面，ISO（國際標準化組織）于1993年啟動生命周期評價標準化工作，并于1999年正式發布ISO14040《環境管理體系 生命周期評價 原則和框架》。其中首次對生命周期評價提出標準化要求。標準中將“生命周期評價”定義為“對一個產品系統的生命周期中輸入、輸出及其潛在環境影響的匯編和評價”。與后續發布的ISO 14044《環境管理體系 生命周期評價 要求和指南》配合使用，共同構成了產品生命周期評價所需要符合的最基本的技術要求。

然而，即便是目前廣泛使用的各種生命周期評價方法和標準，例如ISO 14044、歐盟ILCD手冊、生態足跡、法國環境足跡等，在各種具體要求上均存在一定差異、甚至是缺陷，導致評價結果無法協調一致，特別是無法做出橫向比較。為此，歐美地區和國家也在不斷分析研究各個專業領域所適用的生命周期評價方法具體要求，力爭提高評價結果的一致性和可比性。

在我國，隨著綠色制造產業政策要求逐步清晰，利用生命周期評價做出產品環境績效分析并通過進一步改進環境績效的可行性分析，做出科學合理的產品環境績效提升方案，正逐步被國內產業理解、接受。同時，我國在產品生命周期評價標準及數據庫等方面還與歐美國家具有較大差距，在一定程度上阻礙了我國產品生命周期評價的市場應用和推廣。

三、生命周期評價標準

（一）生命周期評價標準

ISO 14044已經明確規定了產品生命周期評價的步驟和要求，主要包括產品生命周期評價目的和范圍的確定、生命周期清單分析、生命周期環境影響評價和生命周期評價結果解釋四個步驟（如圖1所示）。

圖1 ISO 14040關于生命周期評價的四個步驟

確定生命周期評價的目的和范圍是第一步，包括確定功能單位（或產品單位）、系統邊界和數據質量等，可視為是生命周期評價的基本定位，決定整個生命周期評價過程的走向，這部分內容隨生命周期評價的目的不同可能出現很大差異。

開展生命周期清單分析是第二步，首先是收集數據，并通過數據驗證、關聯/取舍/分配、計算得出產品系統各種輸入輸出，作為環境影響評價的依據。輸入包括物質和能量，輸出包括產品、以及向大氣、水和土壤的排放。清單分析的數據質量，決定了環境影響評價的質量。

生命周期環境影響評價是第三步，包括環境影響歸類、特征化和量化評價。環境影響歸類是將從清單分析的數據歸到各類環境影響類別，如氣候變化、臭氧消耗、人體毒性等。特征化是以環境科學知識為基礎，將每一種大類環境影響中的不同細類環境影響進行匯總。量化評價是用于不同影響類型的貢獻權重，以便能得到一個可供比較的單一量化指標。

對生命周期環境影響評價標準做出分析解釋是第四步，找出產品潛在、可行的改進機會，旨在促進產品整個生命周期的環境影響最小化。

（二）環境聲明標準

根據產品生命周期評價的結果做出面向市場或客戶的聲明（III型環境聲明）則主要依據ISO 14025《環境標志和聲明 III型環境聲明 原則和程序》。ISO 14025中提出，III型環境聲明是依據ISO 14040（產品生命周期評價）系列標準，使用預設參數，基于獨立驗證過程的生命周期評價數據、生命周期清單分析數據和信息模型做出的量化環境數據聲明。

在ISO 14025中，還提出了產品種類規則（Product Category Rules，簡稱PCR）的概念，是指“對一個或多個產品種類進行III型環境聲明所必須滿足的一套具體的規則、要求和指南。”編制、使用產品種類規則的主要目的是協調各種不同生命周期評價項目，從而提升環境聲明的可對比性。由此可見，雖然產品種類規則并不是做出環境聲明的必要條件，但產品種類規則可以使具體產品開展生命周期評價的執行過程更加規范，提升評價結果和環境聲明的可比性，是向市場做出環境聲明的優選條件。

（三）產品種類規則標準

依據ISO 14025，產品種類規則應包括：

1）產品種類的定義及其描述；

2）依據ISO 14040系列標準中關于開展產品生命周期評價的目的與范圍，確定產品功能單位、系統邊界、數據描述、輸入和輸出的選取準則、數據質量要求、單位；

3）清單分析，包括數據收集、計算程序、以及材料流、能量流和排放的分配。

上述編制條目，與ISO 14040中規定的“目的和范圍的確定”和“清單分析”框架一致；之所以需要在產品種類規則中對這些框架針對產品種類細化，主要是由于不同產品在各個生命周期階段的過程、輸入和輸出均存在顯著差異；相對的，如果存在統一的產品種類規則，可以有效避免重復的數據獲取工作。采用產品種類規則的步驟與實施生命周期評價的步驟之間的對應關系如圖2所示。

此外，ISO 14025中還規定了若干使III型環境聲明具有可比性的前提條件，主要包括：

1）產品種類定義和描述一致；

2）功能單位一致；系統邊界等同；數據描述等同；輸入、輸出的取舍要求一致；數據要求等同；單位一致；

4）數據收集方法等同；計算程序一致；物質流、能量流和排放分配等同；

5）選擇一致的環境影響類別和計算規則；

6）生命周期數據報告預設參數一致；

7）附加環境信息要求等同；

8）聲明材料和物質等同；

9）創建聲明所需要數據的要求等同；

10）III環境聲明格式內容要求等同；

11）有效期等同。

圖2 采用產品種類規則的步驟與實施生命周期評價的步驟之間的對應關系

四、生命周期評價標準體系的搭建

針對電氣電子產品，在功能單位定義、系統邊界描述、單位過程眾多且分配數據較為復雜的情況下，非常有必要開展電氣電子產品種類規則標準的研制。同時，考慮到標準體系建設的可操作性，建議將電氣電子通用產品種類規則和具體電氣電子產品種類規則（如電機、便攜式計算機、移動電話等）分別制定。

首先，需要制定電氣電子通用產品種類規則，重點是協調部分生命周期評價的預設參數，同時協調統一具體電氣電子產品種類規則的編寫方法。標準內容包括：

1）針對電氣電子產品如何定義功能單位/產品單位、系統邊界。這部分內容可參考IEC/TR 62725《電氣電子產品和系統溫室氣體排放量化方法分析》；同時明確系統邊界中排除的內容，如產品研究開發本身所導致的環境影響；

2）在ISO 14044的基礎上細化電氣電子產品生命周期評價數據質量要求，特別是數據的取選要求，并結合現階段可行的實踐（例如數據庫建設）確定哪些數據必須獲取原始數據。

3）對環境影響類別的選取以及環境影響計算規則。鑒于電氣電子產品生命周期中對物質（材料）和能量兩方面的顯著消耗，在初始階段可以主要選擇溫室氣體排放和物質消耗等環境影響指標。

其次，需要制定具體電氣電子產品種類規則，只規定針對具體電氣電子產品的規定，包括功能單位、基準流、產品使用階段的能量流計算方法等。原則上，不屬于具體電氣電子產品特性的，直接應用電氣電子通用產品種類規則要求。

五、總結

從國際國內綠色產品制造技術發展趨勢來看，產品生命周期評價作為科學量化產品環境影響、清晰反映產品環境績效的一種方法，正逐步被政策、市場所接受。同時，為提高產品生命周期評價的可操作性以及環境聲明的可比性，產品生命周期評價標準體系還需要在相當長的一段時期內進行補充、完善。因此，有必要合理規劃產品生命周期評價及產品種類規則標準體系的頂層設計。針對各類電氣電子產品功能多樣、原材料和結構各異的特點，宜劃分為電氣電子通用產品種類規則標準和具體電氣電子產品種類規則標準開展制定。

[1] ISO 14025:2006 Environmental labels and declarations type III environmental declarations principles and procedures[S].

[2] ISO 14040:2006 Environmental management life cycle assessment principles and framework[S].

[3] ISO 14044:2006 Environmental management life cycle assessment requirements and guidelines[S].

[4] Simone Manfredi, Karen Allacker, Kirana Chomkhamsri, Nathan Pelletier, Danielle Maia de Souza, Product Environmental Footprint (PEF)Guide, European Commission (EC), Joint Research Centre (JRC) [j]. Institute for Environment and Sustainability (IES), July 17, 2012.

[5] Product category rules for electrical, electronic and HVAC-R products[C]. PEP association,2015.

項目支持：質檢公益科研項目《電子電氣產品生態設計評價體系構建及關鍵技術研究》（課題編號：201510077）