3 绿色产品的评价模型
3.1 产品生命周期评价方法的发展现状
由绿色产品定义可以看出产品绿色程度体现在其生命周期的各个阶段。那么什么是绿色产品生命周期呢?普通产品生命周期是指产品从“摇篮到坟墓”(cradle-to-grave)的所有阶段,绿色产品生命周期则应将其扩展成从“摇篮到再现”(cradle-to-reincarnation)①所有阶段,一般包括以下五个过程:(1)绿色产品原料的获取;(2)产品制造与生产过程;(3)产品使用过程;(4)产品销售与服务过程;(5)废弃淘汰产品的回收,重用及处理过程。
根据国际标准化组织(ISO)的定义,生命周期评价(Life Cycle Assessment 简称LCA)是对产品或服务系统整个生命周期中与产品或服务系统功能直接相关的环境影响、物质和能源的投入产出进行汇集和测定的一套系统方法。近年来生命周期评价方法已广泛应用于工业部门的战略规划、产品或工艺设计或改进的决策;政府部门制定法规指导或研究与开发资金投入的战略规划决策;非政府部门的行动规划;选择与环境行为有关的指标以及评价绿色标志产品等市场决策的重要方面。
产品生命周期评价的目的是在整个产品生命周期内对产品(一个或几个)带来的全部环境影响进行分析,得出一个总体的概念。目前,国际上大多数实行绿色标志的国家或组织,在建立标志产品标准(技术要求)前,均对产品的生命周期全过程(从摇篮到再现)进行环境评价。欧共体生态标志计划规定每一案例的工作基础是对产品组进行详细的生命周期分析。ISO14024也大力推荐以产品生命周期评价所获参数为基础的认证标准②。
3.2 产品生命周期评价的技术框架
生命周期评价广义来说是投入产出的简短描述,是用于评价与产品生产过程或活动有关的环境影响的方法。根据国际标准化组织(ISO)对生命周期评价(LCA)定义,正规的、完整的生命周期评价是一个迭代过程,如图12—2;
它是由四个相关的部分构成即包括起始段、清单分析、影响分析和改进分析,如图12—2所示。起始段为评价目标和范围,包括系统边界等的确定,用于指导并贯穿于生命周期各阶段;清单分析是对产品生命周期各阶段的投入产出进行分析;影响分析则是依据清单分析结果来评价生命周期各阶段的能源消耗和污染物排放的环境影响;改进分析是用于对所研究的系统造成的环境影响进行消减的方案的评价和确定。
3.3 绿色产品的评价方法及模型
● 绿色产品的评价方法及模型综述
由于绿色产品的评价指标众多,不同指标从不同侧面反映产品的不同属性,且评价指标体系通常表现出明显的层次性,因此可采用模糊理论运用层次分析法进行综合评价,建立一种半定量化产品生命周期简式评价矩阵,用于评价绿色产品。此评价方法的特点是:(1)对产品生命周期各个阶段及相关的主要因素进行综合评价,因而可得到较准确满意的结果。(2)对相似的产品可直接进行比较和判断。(3)此法简单,不同评价人员均可较好地运用,而且可快速得出评价结果。
此评价系统为5×n的二维矩阵(见表1),其中一维代表产品生命周期五个阶段:原料获取、产品生产、销售(包括包装、运输等)、产品使用、回收或处置;另一维代表环境要素,具体种类及个数参见图12一1中的评价指标。
将收集的原始数据与标准数据比值后,分别填入5´n矩阵(或分开单列),再考虑各元素在该层的权重,运用层次分析法(AHP),通过对各层指数进行模糊计算并逐层指数综合,最后可得到绿色产品评价总指数(GDI¢),用它可评价产品的“绿化”程度。
此矩阵在这里展示了所有元素,为方便计算起见,也可以各层分列矩阵,分别计算。
(1)分指标层指标指数的量化与计算
在绿色产品评价指标体系中,既有定量指标,又有定性指标,为了保证指标值的真实可靠,应由专人或专门机构负责,按月或季搜集各种指标值。对于定量指标,其指标可从企业内的生产、财务、统计、企管、销售等部门调查获得,也可从政府有关部门获取;定性指标值则要经过专家评判,通过适当的转换才能确定,因为这些指标从不同侧面描述了绿色产品的不同属性,且绿色产品的评价指标体系都表现出明显的层次性,因此可采用模糊理论通过专家等进行量化评判。
获取了分指标层指标的原始数据集(Ci)后,为了便于计算,通常采用将其与一标准值(Si)之比作为它的评价指数值。评价标准值的选取,对于环境影响因子来说,可采用国家制定的各种环境质量标准和污染物排放标准;对于经济因子,有各种行业标准;对其它一些确实难以直接量化的指标,可采用专家定性比较,定量评分的原则。与标准分值对比后,得出一评价指数矩阵。
数学表达式为:Ai=Ci/Si
(2)指标层(B)、准则层(R)和目标层(D)的指数计算
各层指标指数可根据所属下层指标矩阵进行模糊变换而得。各层对应下层权重矩阵(W)可通过特尔斐法或层次分析法获取。
数学表达式为:B=W1*A
R=W2*B
D=W3*R
式中“*”是模糊合成运算的符号。
(3)绿色产品评价总指数的计算
GDI的模糊变换表达式为:GDI=W4*D
其中Wi分别为分指标层、指标层、准则层、目标层权重矩阵(I=1,2,3,4)。
(4)评价结果的描述
对评价得到的GDI指数,进行“归一化”处理,然后根据已建立的一个指数分级表,给出相应的分级评语,总的分级是“绿色产品”与“非绿色产品”,在两大类中,根据程度强弱,又可细分为若干小类。
● 绿色产品评价方法详述
首先进行目标界定,即将评价目标和范围界定在产品生命周期的范围内。
第二,进行清单分析。清单分析是LCA的核心和关键。它通过追踪产品整个生命周期循环,详细列出各个阶段的各种输入输出清单,并进行量化和分析。典型的清单分析应对产品的设计制造、销售运输、使用和最终处理等阶段进行分析。
第三,根据清单中的信息,对既定目标进行影响分析,完成清单中各种因素的分析、评估。这里假设根据前面的指标体系和收集的数据,已完成了某一产品的清单项目,下面以此评价矩阵进行LCA分析。以某一产品在“水环境指标”中分析加以说明(如图12—3):
(1)分指标层指数的计算
首先将实践中调查获取的水环境原始数据与国家(或国际)制定的相对应标准值进行比较,得出其原始评价指数。
数学表达式为:Ai=Ci/Si
Ai——评价指数集; Ci——原始数据集; Si——标准数据集
由所得的各ai,可组成分指标层产品生命周期评价矩阵A。
(2)指标层、准则层指标指数的计算
为了方便运算,简化矩阵,可将整个生命周期中的列相加,使矩阵化为“1×n”矩阵。
Aj= I
Σaij
1
然后由特尔菲法或层次分析法求出分指标层①②③④的权重行矩阵W1,于是可由此分指标得出水污染指标层⑤的评价指数。
A=ΣAj·W1′
同理,可分别求出指标层⑥⑦⑧……的评价指数Ai,再重复以上步骤,算得准则层:环境状况指标的评价指数:
Bj=ΣAi·W2′
W2——指标层权重行矩阵。
(3)目标层评价指数的计算。
目标层的评价指数即G D I
GDI=ΣBj·W3′
W3——准则层权重行矩阵。
最后根据由专家建立起的一个GDI指数分级表,对照计算出的GDI值,判断该产品是否属绿色产品及其“绿化”程度。
对于某一是由若干个可分割的区别明显、差异显著的几大类组成部分组成的产品,例如含氟冰箱,既有机械物质,又含化学物质的,为了更准确评价,可由特尔菲法求出各部分的权重,用上法分别求出各部分的GDIi,再得出GDI总即可。
第四,进行改进分析。即根据产品生命周期评价采取纠正措施。
根据对上述因素确定的结果,我们就可以对产品的“绿化”程度进行评价,并根据生命周期分析报告来采取纠正措施,防止问题发生,限制对环境的影响,措施包括:分供方的选择; 原材料的选择(产品开发); 过程的选择;包装材料的选择;运输手段的选择;处置、回收方式的选择。采取纠正措施的步骤:
1. 确定问题:发现问题并确定其环境影响的显著程度。
2. 建议解决的方案:采用其它效果相同的手段;推理论证;投资。
其它效果相同的手段包括:增加“绿色”产品即尽量改进产品,使其在寿命周期内消耗更少的能量、水或化学品;能否以安全的方式维护、修理、回收再生利用和最终处置产品?能否使用其它对环境影响小的原材料/半成品?其它可使用的零部件。其它可使用的辅助材料。其它可替代的过程。能否在满足质量要求的前提下,采取经济有效的方式,使其对环境影响更小?可替代的包装方法方面,是否正确地使用了包装材料?能否降低能耗?包装材料能否回收再用?包装材料能否通过诸如焚毁等方法加以处理,而不对环境造成污染。其它可替代的,对环境污染较少的运输方式。
推理论证包括:减少污染,回收再用;是否有效地回收利用了原材料、燃料、废料或余热?通过重新设计产品,减少材料消耗;回收再利用,副产品和废料能否被重新加工利用,或被其它公司重新加工或再利用?其它可替代的处理方法,余热、废料或副产品能否在公司内或公司外被利用?
投资包括:其它可替代的生产机械/设备;有针对性的培训;自动化;回收再利用车间;处理车间。
3.对建议进行评估
(1) 技术评估:应考虑产品性能;对使用者的使用价值;相关的适用性、可信性、可服务性、生产能力、产品和工艺的协调性。
(2)环境评估:不同的环境影响对不同的公司的重要程度也是不尽相同的,公司在考虑这些环境影响时应遵循下述原则:
预防环境影响,即能否用危险性较小的材料来代替有毒的、具有腐蚀性的、易燃的化学物质?减少环境影响(清洁/安全/谨慎使用);回收材料;能源再生利用;在受控状态下销/焚毁;以更加适宜的方式进行处置
(3)经济性评估:费用多少?是否能承受(现在/将来/什么时间?)其它可替代方法的费用多少?是否也无法承受?投资的回收周期有多长?
4.决策和有关的措施计划
(1)实施/否决。根据上述分析的结果及对其后果的估计,负有责任的管理者将决定实施或否决建议的方法。
(2)措施计划。针对所有决定的措施制定计划。计划包括:所要达到的目标;如何达到目标(方法和手段);责任人员;时间安排;记录(报告,涉及过程和结果)。
5.实施
(1)措施计划的落实
(2)对结果进行跟踪。对结果的有效性进行跟踪,确保其持续有效。