钢铁产品生命周期评价（精选5篇）
钢铁产品生命周期评价 篇1
节约资源和保护环境已成为当前人们普遍关注的热点问题。传统的以人为核心的产品设计方法是转向既考虑人的需求又考虑环境的产品绿色设计。绿色设计需要在产品设计初期就考虑产品在生命周期内节约资源、保护环境以及满足人们的需求, 使产品对环境的影响降低到最低水平[1,2,3]。生命周期评价(Life cycle assessment, LCA)作为一种有效的评价工具,能够从原料的获取、生产加工、使用直至最后的废弃全部过程识别定量能量和原料的消耗和排放,识别和量化产品对经济和环境影响较大的各个环节[4,5,6,7,8]。然而产品评价是一个复杂的系统问题, 有众多影响因素, 有些因素影响大小是可以定量的, 但有些因素只能是定性的, 或是两者的结合。在各个评价指标中,影响类别的量化单位不一致,如全球变暖潜力以CO2当量来描述,臭氧损耗潜力以CFC-11当量来表征[9,10,11]。另外这些影响因子的量化值相差很大,甚至几个数量级。在这种情况下,直接采用层次分析法[12](analytic hierarchy process,AHP)进行分析会对评价结果产生很大影响。因为AHP方法要满足归一化条件,每个因子的权重必然很小,较小的权重再经过运算会掩盖许多信息。为此,笔者采用线性标度法(linear scale, LS)和层次分析法建立产品全生命周期评价数学模型,对产品全生命周期进行清单分析,量化各个评价指标,在对各个指标标准化的基础上进行综合分析,提高评价的合理性和准确性。这将为产品研发和设计人员做出正确的决策,开发出环境友好、经济节约的产品提供一种简便而有效的方法。
2 建立评价数学模型
2.1 评价指标的定量化
生命周期评估技术是定量分析产品系统特性的最重要的步骤和手段。应用生命周期影响评估技术时,可以根据产品的属性和生产工艺特点,从表1中选择有代表性的m个指标作为评价依据,然后在全生命周期内进行清单分析和各个指标的量化。其步骤如下,(1)建立产品生命周期各个过程的功能单元, 包括原材料提取、生产加工、包装运输、使用维护以及产品废弃后处理的全部过程;(2)确定各个功能单元和边界条件, 收集、计算各单元过程的输入输出值,如产品的使用条件、使用频率、使用的材料清单、资源消耗、生产过程、产品使用后的处理方式等数据。对一些未知数值进行必要、合理的假设;(3)计算产品的各种材料、各个单元过程以及产品系统的各个指标值指标值。对于m个评价指标,n个备选方案来说,可以建立产品评价矩阵Am×n,其中aij表示方案i对评价指标j的贡献值。
2.2 评价指标的无量纲化
为了避免层次分析过程中因为单位和数量级不一致(见表1)而造成的评价结果不准确。根据每个方案n对评价类别m的指标值,采用线性标度转换法[13],将各个指标值都转化为[0,1]间取值Rij。Rij表示备选方案i在评价指标j中的相对值。在这些备选方案中,0表示影响最小,1表示影响最大。其步骤如下:
(1)在各个备选方案中求评价指标类别j的指标值aij的最大值和最小值,分别用Rmaxj和Rminj表示。
Rmaxj= max (a1j,a2j,…,amj) j=1,2,…,n; (1)
Rminj=min (a1j,a2j,…,amj) j=1,2,…,n; (2)
(2)将评价指标j的指标值aij无量纲化,求得各个指标的相对值Rij。
2.2 影响因子权重的确定
在确定影响某因素的诸因子在该因素中所占的比重时,遇到的主要困难是这些比重常常不易定量化。此外,当影响某因素的因子较多时,直接考虑各因子对该因素有多大程度的影响,常常会因考虑不周全、顾此失彼而使决策者提出与他实际认为的重要性程度不相一致的数据,甚至有可能提出一组隐含矛盾的数据。为了解决这一问题,采取对因子进行两两比较建立成对比较矩阵的办法。即每次取两个因子mi和mj,以αij表示mi和mj对Z的影响大小之比,全部比较结果用矩阵B=(αij)m×m表示,称B为Z-m之间的成对比较判断矩阵(简称判断矩阵)。
判断矩阵有如下特性:aij=1,
关于如何确定αij的值,Saaty[14]等建议采用数字1~9及其倒数作为标度。表2列出了1~9标度的含义。
对于判断矩阵B,将判断矩阵的每一列元素作归一化处理,其元素的一般项为:
将每一列经归一化后的判断矩阵按行相加
对向量
计算判断矩阵最大特征根λmax
2.3 建立评价的目标函数
从n个备选方案中进行最优选择实质是求选择方案对评价指标体系的综合指数X的最小值或最大值。对于n个备选方案的产品,它们的评价综合指数为Xi。
其中Wi为环境影响类别i的权重,Rij为备选方案i对评价类别j的相对值。
那么评价的目标函数为:
X=min(X1,X2,…,Xn)或X=max(X1,X2,…,Xn) (9)
3 案例分析
笔者利用文献[15]报道的中饮料包装为例,从环境性能和能耗对产品进行全生命周期评价,以验证模型的有效性。
3.1 清单分析和影响定量化
设饮料包装的8种备选方案分别为:1/3 L玻璃瓶, 使用35次(A);1/2L铝罐,90%重复使用(B);1/3L铝罐,90%重复使用(C);1/3L铝罐,75%重复使用(D);1/3L钢罐,90%重复使用(E);1/3L玻璃瓶,使用1次(F);1L玻璃瓶,使用30次(G);1L玻璃和塑料瓶,使用30次(H)。饮料包装重复使用中只对温室效应(greenwarm potential,GWP)、酸雨(acidification potential,AP)、富营养化(eutrophication potential,EP)和能耗影响较大,其影响结果的原始数据见表3,相应的环境影响矩阵为A。
3.2 环境影响相对值计算
根据公式(1~3)算出各个Rij,建立影响相对值矩阵R。
3.3 影响因子权重的确定
根据对环境的4个影响因子的比较及表2所列的重要度,可以建立环境因子判断矩阵B。
按照归一化列求和法得到特征向量 W=(w1,w2,w3,w4)T=(0.179,0.071,0.179,0.571)T,即m1,m2,m3,m4的权重分别为w1=0.179,w2=0.071,w3=0.179,w4=0.571。最大特征值λmax=4.175,根据检验判断矩阵一致性公式[14]:
当N=4时,查得RI=0.90,则
3.3 方案评价
根据以上所得环境影响类别相对值Rij和各自的权重Wi,利用公式(8)可知八种方案对环境得影响值分别为0.018,0.131,0.301,0.456,0.640,0.915,0.619,0.088。由公式(9)可知方案A,即1/3 L 玻璃瓶包装的性能最好,改种的包装方案最佳。
4 结 论
在产品设计和改进过程中,进行产品全生命周期评价是提高产品性能和竞争力的有效手段。采用线性标度法和层次分析法的评价模型不仅计算简单,还能够消除不同评价指标间的单位和数量级不一致而对评价结果带来的负面影响,使评价结果更加可靠、准确。
摘要：运用全生命周期分析方法对产品的性能进行分析,采用线性标度法和层次分析法建立产品全生命周期评价模型。在获得产品全生命周期数据清单之后,通过对各种指标进行量化、标度和权重计算,根据分析结果评价产品的性能,从而实现产品性能评价由定性向定量的转化。
关键词：全生命周期评价,线性标度法,层次分析法,模型
产品生命周期低碳化研究 篇2
关键词：生命周期；低碳
1产品低碳的内涵
随着一系列环境问题的出现，环境变化越来越被大家所关注，国际社会应对气候变化的共同意愿越来越强烈，低碳未来已经成为社会经济发展的一个重要方向。而哥本哈根世界气候大会的召开，使“节能、环保、绿色、低排放”为中心的“低碳”概念成为人们关注的新目标，产品设计的低碳化也势在必行。
2产品生命周期
产品生命周期（Product Life Cycle），简称PLC，是产品的市场寿命，指的是产品一系列的活动过程的时间期限的集合。①
生命周期的涵义指的是对产品实体进行环境因素的盘查，分析其环境影响。这种分析包括获取原材料，废弃处理产品，物流追踪，能量流的使用及传递的全过程。所以又称之为“生命周期评价”（Life Cycle Assessment），“从摇篮到坟墓分析”（from Cradle to Grave Analysis），“资源和环境效益分析”（Resource and Environmental Profile），“生态层面分析”（Ecoprofile Analysis），“为环境而设计”（Design for Environment），“工业生态学”（Industrial Ecology）等。
对于产品来说，其生命周期可以概括为五个阶段：原材料的选择与加工，产品的制造，产品的包装和运输，产品的使用与服务和产品用后的废弃处理或者再回收。对于工业产品而言，这个概念就是指环境和一整套流程之间的输入输出交换过程。我们的设计过程，也就是根据各个具体的环节来分析产品。
产品生命周期是从环境中获取原材料作为开始的，在生命周期的终端，所有生产中产生的废弃物又回归到地球的整体环境中。如果在宏观整体上分析，将地球生物圈也纳入到生命周期设计的范围中，那么，产品生命周期也可以概括为一个闭合的系统。
3生命周期各阶段的低碳化
产品从出生（生产）到结束（废弃）是一个对环境产生影响和作用的过程。因此，产品对环境的作用影响，决定了产品低碳化的程度。如果不考虑产品对自然环境的影响，设计过程不可能真正得到实现。所以说，把产品的各个阶段对环境的需求和影响进行分析和考虑就成为产品低碳化设计的理念核心。采取生命周期的概念来分析产品的低碳化，能够从系统宏观的角度出发，综合分析产品与环境的效应以及对社会的影响。
3.1原材料的选择与加工的低碳化
原材料的选择与加工，是产品生命周期的初始阶段。在这个阶段，主要是为了准备产品所需要的生产资源以制造出最终产品。
原材料的选择包括能源材料和生产材料两个部分。其来源可以概括为两类：最初或原始资源、二次或回收资源。能源材料指的是生产和制造产品的过程中，所消耗的资源。包括电能、煤炭、水等消耗品。选择更加清洁和更高能效的能源将会有效减少产品制造对环境的影响。生产材料是指产品生产过程中用于转换成产品的材料，。在生产材料的选择中，能够重复利用的资源或者是容易被处理回收的资源应该成为优先考虑的对象。Philip White曾经给飞利浦设计了一款CD播放器，这款播放器的机体是用废弃回收的旧光碟为原料生产制造的。其新产品的原材料是通过旧产品回收，重新加工制造的，这一过程比原有的生产减少了对环境的影响程度。不仅如此，新的播放器还不需要为之重新设计生产模具，减少了生产成本。
3.2产品生产制造的低碳化
产品的制造可以大致分为加工和装配两个环节。对于产品的制造，现如今已有大量的研究，用于提升制造科技，优化制造过程。无疑，这种科技进步对低碳化的实现具有积极意义。然而，人们大多关注与制造技术本身的提升，事实上，如果在产品制造的过程中，能够减少原材料量的投入，也是一个向低碳化发展的方向。
例如Novembal瓶盖的设计，采用三线螺纹取代传统的瓶盖螺纹的生产制造工艺。因此，其外部尺寸从一般的28毫米缩小到26.7毫米，重量从正常标准的3克减少到1.5克。不仅仅是瓶盖，由于采取不同的生产工艺，Novembal瓶体的重量也从6克减少了3克。瓶盖原材料高密度聚乙烯的使用降低了百分之五十。这对于实现产品低碳化具有重大意义。
3.3产品包装运输的低碳化
现今的厂商，为了吸引人们的购买需求，常常对产品进行过度包装。生活中，常常可以发现这样是事情：一个非常精美的瓶子，打开一看却只摆放着寥寥无几的一点点实际需求的产品。例如一盒食物，首先是通过真空包装的塑料袋装起来，再被放入漂亮的纸箱，并且在上面贴上彩条。为了防止破损变脏，又会在上面用包装纸包装起来，贴上标签，然后装入可以手提的纸袋。
其实，结实好用的产品比精美华丽的包装更能够吸引人，也更符合使用。在如今这样把浪费体现到极致的社会中，好产品更能够带来人的满足感。这样的产品，给予的不只是一种全新的生活方式。一般来说，生产地与销售地是分开的，那么，如果能够把产品设计地便于运输就可以有效减少其成本值。宜家（IKEA）家居用品，在生产之初，就被设计成便于运输的板式结构。产品在消费者购买之后，按照图纸，又可以很容易装配成所需要的用品。这样，宜家不仅仅节省了运输成本，同时还节省了装配的成本。而多样的装配造型，也能够使消费者乐于整个过程。
3.4产品使用与服务的低碳化
产品的使用过程会消耗资源，留下废物。此外，产品还面临损坏、维修的环节。所以，设计生产结实耐用的产品，以及零部件可以更换的产品将比传统产品占据更为广阔的市场。
3.5废弃处理与回收的低碳化
一直以来，对于废弃物的处理都是一个关乎环保的重大问题。人们想尽方法销毁、掩埋或者焚烧。然而这些处理方法都带来了更大的环境破坏。如果转换一下思路，把旧产品废弃与新产品生产的原材料接合起来，会带来意想不到的好处。事实上，现在已经有很多设计者认识到，也做出了一系列改变。意大利的Abet Laminati在市场出售的一种塑料板，就是采用回收的树脂和旧塑料材料加工制造的。而3M公司的亮片饰品，则是用回收的废旧塑料瓶、废纸板生产的。这样的例子还有很多，只要设计者在产品的设计过程中，多关注不同材料、不同产品特性的比较，就能够从中发现新的低碳方式。
4结语
完整意义上的产品设计，包括一系列的规划分析，低碳化作为设计的总趋势，把低碳和产品结合在一起，就不仅仅是可能，更是现实。产品的设计，应该贯穿到这个产品生命周期的过程中，因此，对产品生命周期的各个阶段进行分析，就能够从中找到适合低碳的设计方法，从而设计出更加环保的产品。
注释①：产品生命周期：1966年，美国经济学家雷蒙德·弗农（Raymond Vernon）在其论文《产品周期中的国际投资与国际贸易》中首次提出的。
参考文献：
钢铁产品生命周期评价 篇3
生命周期评价(life cycle Assessment,LCA)是研究整个产品生命期对所可能涉及的环境潜在影响进行评价的方法。现有LCA评价方法存在不成熟、可操作性差、不能动态描述产品的环境影响的缺点[1]。产品的生命周期分析中数据处理的研究是国内外的一个研究热点,我国在这方面也有一些相关研究[2~3],但由于评价工作涉及领域广、信息分散,且数据量大,因此目前仍存在许多难点有待解决[4],特别是评价数据的收集和处理。
1 利用IDEF0分解产品生命周期的环境影响复杂过程
LCA是一个复杂系统:1)产品生产过程的复杂性;2)边界划分难以考虑真正意义上的生命周期全过程;3)评价的指标不完整不统一;4)评价某一产品或系统时,其负荷环境与性能、工艺、成分等的关系尚未建立直接联系,相关研究不充分[5]。
IDEF0方法是分析复杂系统的常用方法之一。该方法的基础是是基于层次理论[6],适用于复杂系统的功能说明。
IDEF0是由结构化分析方法得到的建模方法,该模型由一系列图形组成。图形元素主要是简单的盒子及箭头。盒子表示活动,而箭头表示由系统处理的事件。一般来说初始图形是对整个系统最一般或最抽象的描述,如图1所示。每个成分经过分解再用一个图形来显示其他细节,这个图形把他的组成成分也用盒子来表示。此盒子又能分裂成更多的图形,直到把系统描述得足够细致为止。
LCA涉及原材料生产、制造、使用及报废后回收处理共4个过程,整个过程的信息量大,其过程分析比较困难,容易造成评价的不准确。IDEF0可以很好的解决这一问题。
2 建立基于IDEF0的产品生命周期评价系统
使用IDEF0进行系统的总体设计时,可以采用“自顶向下,逐层分解”的方法将其清晰化;在具体实施此类系统时采用“自底向上,循序渐进”的方法,将其阶段化。这里以发动机为例,来说明具体的分析过程。发动机产品生命周期包括4个过程,具体如图2所示:
2.1 建立A-0图
应用IDEF0法首先要建立如图3所示的系统整体功能A-0图,即最顶层的IDEF0模型。
A-0图对发动机的生命周期排放进行了描述。方框上部箭头表示实现系统功能所需要的控制条件,下部箭头表示实现评价所需的支持机制。从左到右表示活动进行的是什么,左边表示系统所需要的输入数据,右边表示系统输出的污染排放数据。
2.2 建立A0图
发动机生命周期评价分为4个过程:原料生产、发动机生产、消费使用、生命周期结束后的回收。现在对其进行活动模块分解,如图4所示。
其中C1、C2、C3分别为排放标准、法律法规和评价目标。可以看到,在发动机不同生命阶段输入有所不同,原材料生产阶段和产品制造阶段输入都是产品结构、生产工艺和生产数据,只不过2阶段的这些数据各不相同而已;在产品使用阶段,输入为路况、汽车行驶状态;在产品回收阶段输入为再制造工艺、拆卸工艺。
由于我们建立的是产品污染排放信息模型,对其他输出没有考虑,所以,在每一个阶段,只考虑该阶段污染排放的输出数据O1、O2、O3、O4。
2.3 A1~A4图的建立
按照IDEF0建模方法继续对A1、A2、A3、A4几个模块进行分解。本文给出了发动机生产阶段环境污染情况的分解A2图,如图5所示,其他A1、A3、A4可以类似画出。这里污染排数据放为O21、O2 2、O2 3、O2 4。
2.4 对发动机生命周期评价的继续分解
相应地,可以继续画出发动机生产过程的毛坯的铸造和锻造、机加工、装配、测试过程的A11、A12、A13、A14…及A21、A22、A23、A24…等图,相应得到污染排放数据。通过这样逐层分解,把发动机生命周期评价这样一个复杂系统一直分解到最基本的可以量化的生产工艺过程,最后得到基本的数据[7]。
3 建立基于Web的LCA污染排放数据集成系统
以上通过对系统的逐层分解,得到了基本污染排放数据。应用数据库技术可以方便地实现信息共享,保证系统数据的一致性。
数据库与知识库是LCA的基础,评价过程的每一个阶段都需要数据和知识的支持。国外许多进行生命周期分析的研究机构都建立有自己的数据库(如:EDIP、DEAMS等)。
数据库比文件系统能提供更强的功能,方便地提供数据共享。数据库中所存放的是生命周期评价所需要以及所产生的各种数据,知识库则是用来存放产品生命周期评价决策的规则。它们在功能上是相似的,在处理对象上则有些不同,数据库的大部分管理技术对知识库同样适用。数据库与知识库是整个产品生命周期的评价基础,为评价的每一阶段提供数据与知识的支持,它们的设计好坏将直接影响到产品生命周期评价的效果。
数据库与知识库中应该包括了与产品生命周期相关的所有数据、标准、及其他信息,比如材料的相关参数、产品性能参数等等。图6描述了产品生命周期评价数据库模块组成:
这里参考由Sun公司提出的4层体系结构[8]用来构建发动机生命周期评价的网上数据收集和整理如图6所示。
其结构说明如下:
1)客户层:向用户提供应用的接口,是一个图形用户界面。这一层运行的程序是Java Applet程序,这些程序可以在Web浏览器环境下,也可以在Java软件环境下运行,它只提供与用户交互的功能。
2)顶层Web服务层:主要起代理和缓存的作用。它与多台客户机放置在一个局域内,为多台客机提供服务,用来存储生命周期评价所需的Java Applet程序静态数据,如环境标准等,提供访问本地资源的能力,起到Java Applet主机和和访问其他服务的代理作用。
3)应用服务层:提供所有的业务逻辑处理功能,完成对系统中对数据库的所有操作功能。对于每一种应用服务,都有一个代理Servlet相对应。当客户请求某种服务时,顶层Web服务层的服务定位会传给相应服务的句柄,客户端利用句柄向代理发送请求,再由代理将请求发送到应用服务层,由应用服务层中的某服务完成对请求的处理。
4)数据库层:其功能是存储应用中的数据,主要是与生产过程有关的一些参数和市场情况分析等,它与应用服务层共同完成业务规划、验证和持续存储的实现。
在数据层,产品数据以各种形式存放于物理介质上。为了有效地管理这些数据,必须对这些文件进行文件格式转换[9]。XSLT工具集将不同格式的数据文件转换成可以在Web上显示的可扩展标记语言(XML)文件,CAD数据文件、产品模型数据交换标准(STEP)文件和Office文件等都使用各自的XSLT工具转换成相应的XML文件;SMIL的作用是将多媒体文件用XML格式书写传输;虚拟现实造型语言(VRML)可以直接在Web上浏览维实体;JDBC是存取关系数据库数据的有效方法。基于上述结构搭建的产品全生命周期信息框架具有可移植性、互操作性和可重用性的优点。应用层的各种应用代理和服务层上的各种服务代理可以部署在任何与J2EE兼容的服务器上,从而迅速、方便地建立起产品生命周期评价系统。数据层中的各种数据源可以存放在物理位置各不相同的地方,由服务层中的各种代理通过Web来共同管理,这样一来产品生命周期不同阶段功能模块可以柔性地集成在一起,共同完成产品数据及过程管理任务。
通过系统的建立,该系统数据库具有以下功能:
1)为设计者和使用者提供环境、材料、技术及经济方面的信息查询;
2)可以有效的对产品生命周期评价这种系统数据进行有效管理,保证为评价系统提供全面高效的数据支持。
4 结论
本文提出的LCA污染排放数据模型,将产品生命周期各阶段的环境影响利用IDFE0分解,然后通过对数据库技术、Web使能技术等一系列信息处理技术在LCA中的应用,可以使LCA过程更加快捷,并且保持了产品数据的完整性和一致性,因此,该LCA污染排放模型可以为各种复杂机电产品的环境分析提供数据支持,让企业及时了解生命周期中每一阶段的环境影响,从而作出相应的行动来保护环境提供了良好的支持。
参考文献
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钢铁产品生命周期评价 篇4
1 产品生命周期评价的简述
20世纪60年代, 产品生命周期评价的前身就已经出现, 1990年, 产品生命周期评价被正式提出, 其概念也被确定为评价一种产品或者环境要素、隐性环境的管理方式。产品生命周期评价的管理原理为, 制定某一个系统的产品生产以及产出列表, 明确影响生产与产出的环境因素, 并对制定的列表与影响因素进行系统测定, 作为产品生产与开发应用的理论指导。产品生命周期评价共分为四个部分, 分别为:确定平价目标与类型;分析评价项;预估生命周期的影响因素、得出结论并对结论进行评估。产品生命周期评价的方法共分为三种, 分别为:优化产品设计、应用先进生产技术、生产责任明晰制。企业应用产品生命周期评价对产品生产进行指导, 并优化产品生产与管理。
2 产品生命周期评价在固体废弃物管理中的应用
2.1 原料至产品阶段的管理
2.1.1 对设计级阶段进行管理。
原料至产品阶段的管理是减少固体废弃物产生的关键阶段。设计阶段可采取的固体废弃物管理办法有很多, 分别为:细化制造和设计组装。这种方式是使用大结构零件将产品的结构简化, 缩减产品的投入、开发时间、应用程序, 同时保证产品质量, 尽最大可能减少废弃物的产生;可持续拆卸。这种方式的工作原理是对结构复杂、材料复杂的产品进行科学拆卸, 对产品的材料、零部件进行分类、组合、回收, 减少产品原料的浪费, 提高产品回报。为了使拆卸设计更加科学合理, 必须优化设计产品, 规范产品组件、零部件的拆卸步骤, 形成易拆卸、易组装的产品生产系统;循环使用设计。合理应用产品生命周期评价方法, 科学设计产品, 选择可再生或者可持续的材料, 使产品实现循环使用;改善产品使用环境。产品进入投入使用环节, 是产品价值发挥的重要环节, 产品要能够节约能源与资源, 不给环境添加循环负担, 同时不能对使用者的人身健康存在威胁。
2.1.2 对生产原料、技术阶段进行管理
生产方在生产产品时应该秉持着无污染、绿色生产的理念, 选用无毒、无污染或者尽量使用毒素含量少, 污染少的原料、零件进行生产。对产品进行加工时使用清洁能源, 并加大资金投入引进新技术, 更新原料耗费大且污染大的陈旧生产机械。对于产品的包装材料的选用, 应该使用可回收易降解的材料, 产品完成生产后, 其检验、保管、运送等不对环境产生负担。最重要的是产品结束使用后, 可以进行回收和处理, 循环使用。
2.1.3 对产品生产中所产生的废料进行管理
为了生产出满足要求的产品, 必须对生产材料进行加工, 产品生产时产生的废料如果随意丢弃将会造成资源浪费, 必须对其进行有效管理。第一, 优化管理生产程序。例如, 生产设施的养护、产品原料的运输、生产过程的组织、废料拼接等。第二, 加强生产环境管理避免生产车间出现工业用水、油、汽等的泄漏。第三, 生产过程中产生的废料要回收, 套用使用, 减少浪费、提高原料使用效率。第四, 控制排放废弃物的总量, 对必须进行排放的废弃物实施监控, 减少排放数量以及排放浓度。第五, 对已经产生的废弃物, 要在第一时间进行回收, 并储藏, 避免浪费。
2.2 废弃产品的管理
第一, 各种废弃产品分类搜集。当各种产品没有使用价值时, 就会被抛弃, 而事实上这些废弃产品的利用价值远远没有达到尽头, 对这些废弃产品进行搜集时要分类搜集。例如, 在大街上设置不同的固体废弃物收集箱, 由于人们分类观念不强等因素, 要对其进行后续人工处理, 进行分类。第二, 设置收集点。在人流较多的地方设置收集点, 可以加大固体废弃物的回收范围, 例如, 在超市、商业区、居民区安置收集站, 实现废弃物的分类收集。第三, 广置固体废弃物收集站。固体废弃物收集是资源再利用的必要手段, 能够在很大程度上缓解我国资源紧缺的状况。我国政府应该加大投入和扶持力度, 促进废弃物收集进一步发展。第四, 实施抵押, 返还制。根据废弃物的类型不同, 实施抵押, 返还制, 例如, 对包装箱实施抵押金管理, 对各个销售点的包装箱进行有偿回收, 能够减少包装箱材料的浪费, 保护森林。
2.3 待使用资源的管理
第一, 固体废弃物分为两种类型, 一种为可再用资源, 一种为不可再用资源。对于可再用资源, 例如, 纸张、塑料瓶等有选择性的回收, 经过加工实现再次使用。第二, 资源转化。将固体废弃物的形态加以转化, 实现再利用。例如, 对煤渣进行深加工, 将其转化为水泥。
结束语
综上所述, 产品生命周期评价在固体废弃物管理中的应用是节约资源, 实现资源再利用的有效手段, 政府相关管理部门应该加大关注和投入, 加大宣传, 实行生产责任制, 从多个角度推行产品生命周期评价, 提高固体废弃物的使用价值。
参考文献
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钢铁产品生命周期评价 篇5
产业生命周期理论将一个产业划分为投入、成长、成熟、衰退四个阶段, 识别产业生命周期所处阶段的主要标志有:市场增长率、需求增长潜力、产品品种多少、竞争者多少、市场占有率状况、进入壁垒、技术革新以及用户购买行为等。政府在制定产业政策时必须考虑产业的生命周期, 产业政策的效果如何, 取决于政策的科学性和合理性, 科学、合理的产业政策应当在不破坏市场机制的前提下, 遵循产业生命周期演化规律。本文将日本钢铁工业发展周期划分为:恢复期 (1945-1950年) , 成长期 (1951-1965年) , 成熟期 (1966-1972年) , 衰退期 (1973-1999年) , 复苏期 (2000至今) 。
二、日本各时期的产业政策
为便于分析日本钢铁产业政策, 这里以日本钢铁工业发展周期的阶段划分为视角对应探讨1945-1982年各时期的产业政策。
(一) 经济复兴时期 (1945-1960年)
1、经济恢复期 (1945—1950年) —钢铁产业恢复期 (1945-1950年)
第二次世界大战使日本经济受到沉重打击, 社会在生产秩序几乎完全被打乱, 当时经济发展的首要任务是稳定经济、恢复生产, 这一时期主要采取了优先发展煤炭和钢铁两个部门的“倾斜生产方式”。
所谓倾斜生产:努力增加煤炭生产, 并将其侧重分配给钢铁部门以增加钢材生产, 然后又将钢材重点分配给煤炭部门进而增加煤炭生产;以这两个基础工业部门相互促进和扩大生产规模为核心, 逐步带动整个工业以及国民经济的恢复和发展。
政府贯彻倾斜生产方式的手段基本以直接控制为基础, 主要有:原材料配给、复兴金融公库贷款、价格管制、价格补贴、进口物资配给等。在政府倾斜政策的强力干预下, 1947年分配给钢铁部门的煤炭比上年增加62%, 钢铁部门产能的61%流向煤炭部门;1947年初设置“复兴金融公库”, 当年其贷款增加额为534亿日元, 其中30%贷给煤炭工业, 而煤炭工业获得贷款的70%来自复兴金融库;在倾斜生产方式政策下, 日本的煤炭钢铁等重点工业部门得到迅速恢复。
2、产业合理化政策阶段 (五十年代前期) —钢铁产业成长期 (1951-1965年)
(1) 产业合理化政策阶段 (五十年代前期)
随着政府补贴、价格管制等政策手段的取消, 当时重工业产品, 特别是煤炭与钢铁工业产品的高昂价格严重阻碍经济自主和出口产品的国际市场竞争能力。针对这一问题, 日本采取一系列产业合理化政策。
产业合理化的实质就是通过设备更新和技术改进来促进基础工业提高生产效率、降低成本。为此日本政府先后制定了《钢铁工业和煤炭工业的合理化施策纲要》 (1950年8月) 、《关于我国产业合理化的方针政策》 (1951年2月) 《企业合理化促进法》 (1952年3月) 等政策法规。
产业合理化政策的实施手段以间接控制为主, 主要有租税特别措施、财政投资贷款、海运利息补贴、外汇配额等。其中利用租税特别措施的有:允许重要机械和合理化机械实行特别折旧;对重要产品实行免税;对重要机械的进口免征关税。从1950—1955年, 减免的税收额达430亿日元;1955年度的减免税额相当于同年法人税收的5.7%。此外, 对现代化设备实行免征固定资产税政策。政府通过进出口银行和日本开发银行, 运用财政投资贷款的方式, 对产业合理化实行资金支持。1952—1955年, 财政投资贷款占同期产业资金供应的28.3%, 其中海运、电力、钢铁、煤炭等基础工业部门占37.2%。政府作为补助金发放的海运利息补贴, 从1953—1957年达103亿日元。为了保证有限的外汇收入能优先用到引进国外先进设备与技术上, 政府还实行了对外汇使用的管制与配额制度。
产业合理化政策基本取得了成功, 重要基础产业的成本下降效果明显。参见表一
(2) 钢铁产业政策—钢铁产业第一次合理化计划 (1951—1955年)
第一次合理化计划期间, 明确了钢铁工业将作为出口产业进行培育的战略目标, 其产业发展的重点为大规模的技术引进和设备更新。政府扶持措施主要包括:财政对设备合理化提供贷款和投资、通过日本开发银行提供支持设备投资的优惠贷款;修订“租税特别措施”, 实行特定机械的特别折旧制度, 减免固定资产税, 加速设备更新;免除重要设备的进口关税, 鼓励技术、设备引进;对外汇实行优先配给等。
3、产业振兴政策阶段 (五十年代后期) —钢铁产业成长期 (1951-1965年)
(1) 产业振兴政策阶段 (五十年代后期)
50年代后期, 日本经济进入经济振兴阶段, 确立贸易立国的发展战略, 产业政策的变化主要有三个方面。一是政策对象从基础产业逐步转向了新兴和成长型产业, 从原材料工业转向加工工业。二是政策重点从“瓶颈”产业转向了“支柱”产业和“出口先导”产业。三是政策目标从一般地降低成本、改进技术等再生产过程的合理化转向了结构转换和全面的经济振兴。政策手段仍然以间接控制的税制措施和财政投资贷款等为主。
政府政策扶持的产业主要有合成纤维、石油化工、机械、电子等。在这些扶持政策中, 影响最大的是1956年5月制定的《机械工业振兴临时措施法》, 1957年6月制定的《电子工业振兴临时措施法》。一些新兴工业部门合成橡胶塑料等也受到重视。在50年代前期的政策重点中, 钢铁工业继续得到了政策的保护和扶持;合理化未获成功的煤炭工业由促进成长的保护对象转变为衰退调整的保护对象。
(2) 钢铁产业政策 (五十年代后期)
钢铁工业的主要政策是第二次钢铁产业合理化计划 (1956—1960年) :这一阶段发展的重点是设备的大型化、现代化;政府继续采取保护关税、进口外汇配额制度等非关税壁垒、特别折旧制度、特别优惠减税制度、开发银行优惠贷款等政策手段对产业进行扶持;在大规模增长的投资中, 政府直接提供的资金大为减少, 世界银行贷款和民间投资迅速增加。经过这一阶段的政策扶持, 日本钢铁工业的技术和成本水平均跃居世界前列, 国际比较优势已经形成, 钢铁产品出口迅速增长。
(二) 高速增长时期 (1961-1972年) —钢铁产业成长期 (1951-1965年) 、成熟期 (1966-1972年)
1、高速增长时期 (1961—1972年)
六十年代的日本经济实现了历史罕见的持续高速增长, 跻身于发达经济大国行列, 重要产业的生产技术达到世界先进水平, 实现重、化学工业化, 出现了出口额的巨大增长和经常性贸易顺差, 工业化任务基本完成, 同时日本产业政策面临两个重要挑战:一是随着日本对国际竞争参与程度的加深, 西方其他国家要求日本开放国内市场, 实行贸易与资本 (指对日投资) 自由化;二是随着企业自我积累与竞争能力的增强, 市场机制抵制政府干预, 民间企业要求自由竞争和摆脱政府控制的要求日益强烈。
这一时期政府总的政策意图是建立政府主导型产业体制, 最初政策设计目标是:调整政府和产业之间的关系, 扩大政府干预的领域, 以更强有力地推进产业结构转换;调整竞争秩序, 发展专业化生产体制;通过产业改组实现生产集中和规模经济体制。
按照这样的政策目标设计, 日本政府提出并实施如下内容的产业政策: (1) 应对贸易及资本自由化, 提出以促进生产集中和产业改组为核心的“新产业体制论” (2) 防止民间设备投资过热和设备生产能力过剩, 为此制定了规定起点规模等设备投资调整政策。 (3) 为发展专业化生产体制和协调大中小企业关系, 1963年制定了《中、小企业现代化促进法》 (4) 为支持石油工业, 促进一次能源向石油转换和推进对煤炭工业的调整, 1962年制定《石油工业法》;1964年制定《电气事业法》;1967年制定《核反应堆与核燃料开发法》及《煤炭工业重建调整临时措施法》 (5) 继续推行产业扶持政策, 仍然贯彻执行50年代制定的《机械工业振兴临时措施法》、《电子工业振兴临时措施法》、《飞机工业振兴法》等。
2、钢铁产业政策 (1961—1972年)
日本政府实施第三次钢铁产业合理化计划 (1961—1965年) :这一阶段发展的重点是扩大产业规模、进一步降低成本。由于企业竞争能力增强, 外部威胁相对减弱, 政府逐步放弃外部保护措施, 主要利用新建企业审批权等促进设备大型化、利用行政指导方式干预价格及产量。产业扶持政策重心从鼓励扩大投资转向生产组织结构的调整。此阶段中, 日本成为钢铁出口大国, 基础产业的赶超任务基本完成, 确立钢铁工业在国际比较中的优势。
三次合理化计划完成后, 日本钢铁工业进入集中化与国际市场开拓阶段 (1966—1972年) , 政府主要采取两方面政策措施:一是为了鼓励出口、开拓国际市场, 将鼓励设备更新和设备投资的特别折旧制度改为出口额折旧制度;二是为了进一步提高本国产业的国际竞争力, 积极促进企业合并和生产集中。由此, 日本钢铁企业挤入世界最大钢铁企业行列, 成为世界钢铁生产与出口的中心。
(三) 产业调整时期 (1973-1982年) —钢铁产业衰退期 (1973—1999年)
1、产业调整期 (1973-1982年)
产业调整期一般指整个70年代和80年代初期。这一时期日本经济发展经历了环境恶化、贸易摩擦、日元升值、第一次石油危机、通货膨胀一些列重大事件, 经济增长率由高速转为低速, 政府产业结构和产业政策被迫进行了一些列重大调整, 与这些事件和转折相应, 这一时期的产业政策以多方面调整为主要内容。
(1) 解决环境问题的调整政策
进入70年代, 高速增长时期被忽略的公害污染问题日益突出, 1972年公害诉讼案件有1968年2.8万件猛增到8.8万件, 年平均递增26%。在此期间发生了“四大公害审判”, 审判结果全是原告方的受害者胜诉, 以此为契机, 环境保护在经济发展过程中的位置由从属变为前提。1970年, 内阁设立“公害对策本部”提出14项关于防止污染的法律, 这些法律规定:对大气和水质的污染限制从指定地区扩大到全国, 明确企业环境保护的责任, 加重对环境污染的处罚等。1971年, 政府设立了专门负责环境保护工作的环境厅, 制定一些列环境政策, 如分阶段提高有害废弃物排放标准的政策, 限制部分地区污染物质排放总量的政策等以及《公害损害健康赔偿法》、自然环境保护法等。
(2) 针对贸易摩擦的调整政策
由于日本连续多年的国际收支顺差, 国际上要求日元升值的压力很大, 甚至美国产业界向法院提出限制进口的起诉, 要求美国政府采取限制进口的措施。为此日本政府1971年6月采取了降低关税、撤除非关税壁垒等“八项日元对策”, 以改善国际收支顺差局面, 并继续维持360:1的日、美元固定汇率。但美国尼克松政府为应对本国严重的经济停滞和国际贸易逆差, 突然公布“新经济政策”, 宣布停止美元与黄金兑换, 征收10%的进口附加税。日本政府措手不及, 同年12月, 日元对美元被迫大幅升值为308:1。
“八项日元对策”和日元升值并未根本改善日本和西方其他国家间的贸易不平衡局面, 1976—1978年, 贸易摩擦再次激化, 摩擦领域从纤维、钢铁、电视机扩大为钢铁、汽车、彩电、半导体等。美国和欧洲共同体强烈要求日本政府对撤除非关税壁垒进行干预, 日本政府被迫采取的相应对策有:进一步减少进口品种限制, 1968年限制品种为164中, 1970年为90种, 1979年进一步降低为27种;通过政府间的协定对日本产品出口采取自我限制, 1972年签订了自主限制纤维对美出口的“日美纤维协定”, 1976年日美签订自主限制彩电出口的“未出市场秩序协定”;实行最低出口限价;促进进口, 如指导电信电话公司从海外进口原材料;发展海外投资和就地生产。
(3) 应对石油危机的调整政策
70年代两次石油危机对日本经济造成严重冲击, 作为短期对策, 1973年制定《石油供求合理化法》、《安定国民生活临时措施法》等确保能源供应的紧急措施;作为长期对策, 政府主要从三个方面制订并实施了产业政策:一是对高耗能的衰退产业进行调整, 促进产业结构向省能性转换;二是不断提高加工工业比重, 延伸加工层次, 通过“高加工度化”经济发展对资源, 特别是能源的依赖;三是大力发展节能技术和高技术产业, 力图完成从资本密集型“工业化型结构”向技术密集型的“后工业化型结构”转换, 使技术要素替代资源要素在经济增长中的支柱地位。经过一系列政策的实施, 日本的石油消费系数 (石油消费增长率与国民生产总值增长率之比) 由1973年以前的1以上降至1979年的0.25, 国民经济增长速度对能源, 特别是对石油的依赖程度大为降低。
2、钢铁产业政策
第一次石油危机后, 日本产业结构向资源节约化, 高加工度化全面调整, 产业发展重心从原、材料基础工业向加工工业后移。汽车等高加工产业逐步替代高耗能、高污染钢铁工业的重点发展地位。钢铁产量增长停滞, 在国民经济中所占比重下降, 为此钢铁工业内部不断调整, 主要包括三个方面:大力发展节能技术, 降低资源资本;继续进行产业组织调整, 淘汰落后企业;调整产品结构, 增加特种钢生产减少普钢产量, 提高钢铁产品自身加工度。这一时期日本继续保持钢铁工业国际竞争力和钢铁大国的地位, 由政策扶持对象的成长产业变为政策调整对象的衰退产业。
三、日本产业政策分析及启示
(一) 日本产业结构与产业政策的演变规律
产业政策扶持调整对象的变化过程同时反应了日本产业结构的演变过程, 日本产业结构演变过程可以归纳为重 (煤炭、钢铁等能源原材料部门) 、化学工业化 (合成纤维、石油化工等化学工业部门) , 高加工度化, 资源节约化等相继交错并存的发展过程, 产业结构由低级向高级不断发展转换。
1、重、化学工业化过程与产业政策。日本1945—1972年阶段的产业政策重点促进了产业结构的重、化学工业化, 同时产业结构的重、化学工业化是生产力发展的客观趋势, 也决定了日本产业政策最重要的基本特点。日本产业结构的重、化工业化过程大致可分为三个阶段:1945—1950年间的倾斜生产方式阶段;50年代中、后期产业合理化与产业振兴阶段;60年代高速增长时期。战后倾斜式生产方式阶段是日本产业结构重型化趋势形成和起步阶段, 重点扶持对象是煤炭、钢铁等能源原材料部门, 50年代中后期产业合理化与振兴阶段, 重工业发展重点沿再生产链向后推移, 政策对象从基础产业逐步转向了新兴和成长型产业, 从原材料工业转向加工工业, 煤炭逐步被放弃, 钢铁、电力、机械得到迅速发展, 特别是合成纤维、化肥等化学工业部门迅速崛起, 使重型化趋势发展为重、化学工业化。60年代经济高速增长的主要支持产业是钢铁、机械、汽车、石油化工等重、化学工业, 机械、石油化工、塑料合成成为与钢铁部门并驾齐驱并逐步超过后者的国民经济支柱部门, 并出现高加工度化趋势, 重、化学工业发展到高潮。70年代经济增长由高速转为低速, 这一时期以解决和应对环境问题、贸易摩擦、石油危机的调整政策为主, 重、化学工业仍然是产业结构中的主导产业, 节能以及节省原材料技术的发展是部门间消耗系数迅速下降, 汽车、家电, 电子和新材料工业部门相继发展, 重、化学工业部门与其他部门的比重变化出现相持。
2、高加工度化过程和产业政策。日本1956至80年代初期的产业政策扶持并促进了产业结构向高加工度化的演变。日本产业结构的高加工度化过程可以分为主要与高开放度化趋势相结合和主要与资源节约化趋势相结合两个阶段。经过五十年代后期的产业振兴阶段, 政策对象从基础产业逐步转向新兴和成长型产业, 从原材料工业转向加工工业, 产业发展的重心明显沿再生产链后移, 为获取更大国际比较利益, 60年代日本产业结构出现第一个高加工化高潮;进入70年代, 石油危机的出现和资源成本的大幅度上升迫使日本努力提高产业的加工深度以减轻工业发展对资源的依赖程度。这一过程, 高加工度化有三个发展方向:对资源进行预加工, 提高利用效果;重新组合加工工业, 对资源投入进行优化分配, 尽量用在增值程度大的部门。增加加工层次, 发展深加工, 增加更多附加值。
3、资源节约化过程与产业政策。70年代, 应对石油危机日本政府出台一系列政策, 使日本的石油消费系数由1973年以前的1以上降至1979年的0.25, 国民经济增长速度对能源依赖程度大为降低, 确定了日本产业结构向资源节约化的发展方向。日本产业结构资源节约化过程, 有三个主要特征:发展节能技术的同时偏重结构转换和高耗能产业向海外转出;与高加工化相结合, 增加加工层次, 使资源消费增长速度不断低于经济增长速度;与公害治理、环境保护相结合。
4、技术密集和社会服务化趋势与产业政策。从70年代后期开始日本产业结构有两个明显变化:一是在物质生产领域, 电子工业取代一般机械加工业, 成为制造业核心和增长最快的产业;二是物质生产领域比重下降, 社会服务业比重不断提高, 出现产业结构技术密集化和社会服务化趋势。这一过程中, 产业政策作用主要是资助高技术领域中有风险技术的开发, 为劳动力向社会服务业转移提供社会保护。
上述几方面变化过程构成日本产业结构从工业化到现代化、由低级向高级不断转换的过程, 日本产业政策的发展与产业结构的高度化过程始终密切相关, 相互诱导, 产业政策保证并促进了产业结构高度化过程的快速发展。
(二) 产业生命周期下的钢铁产业政策
日本钢铁产业在恢复期 (1945-1950年) , 成长期 (1951-1965年) , 成熟期 (1966-1972年) 以产业扶持政策为主, 主要有“倾斜生产方式 (1945—1950年) ”、“钢铁产业第一次合理化计划 (1951—1955年) ”、“钢铁产业第二次合理化计划 (1956—1960年) ”、“钢铁产业第三次合理化计划 (1961—1965年) ”、“集中化与国际市场开拓政策 (1966—1973年) ”。
政策扶持重点依次为恢复期 (钢铁产业全面复兴) , 成长期 (技术引进和设备更新;设备的大型化、现代化;扩大产业规模、进一步降低成本) , 成熟期 (促进企业合并和生产集中, 鼓励出口开拓国际市场) 。衰退期 (1973—1999) 以发展节能技术, 淘汰落后企业, 调整产品结构提高加工度的调整政策 (1973—1982年) 为主。下面以粗钢产量分析各时期钢铁产业政策实施效果, 钢铁产业生命周期各阶段粗钢产量如表二:
由表二粗钢产量表可以看出, 在钢铁扶持政策下日本钢铁产业得到迅速发展。战后日本钢铁工业遭到毁灭性打击, 粗钢产量由1943年的782万吨下降至1946年56万吨, 经过“倾斜式生产方式”政策的实施, 1950年钢铁产量恢复到483万吨, 成长期“钢铁产业三次合理计划”期间, 钢铁产量1955年达到940万吨, 1960年达到2213万吨, 1965年达到4116万吨, 日本成为钢铁出口大国, 确立了钢铁工业在国际比较中的优势;成熟期日本钢铁产业进入集中化与国际市场开拓阶段, 政府实施鼓励出口、积极促进企业合并和生产集中的政策, 进一步提高钢铁工业国际竞争力, 粗钢产量由1966年4778万吨上升至1972年9690万吨。1973年, 粗钢产量达到峰值1.193亿吨, 日本钢铁工业发展达到高峰, 同年由于石油危机爆发, 日本产业结构开始向资源节约型转换, 此后日本钢铁产量一直徘徊在1亿吨左右, 虽然1973年后钢铁产业进入衰退期, 却一直保持着较强的国际竞争力, 1980年粗钢产量约占世界产量15%, 跃居世界第二位, 60年后期开始日本成为世界第一大钢铁出口国, 其辉煌成就的取得, 有效的钢铁产业政策功不可没。
摘要：日本战后40多年的经济发展, 世所瞩目, 钢铁产业的高速增长是世界经济发展史上的一个奇迹, 在国内外学者对世界各国钢铁产业竞争力的研究中, 日本钢铁产业一直保持着最强的竞争力, 合理的钢铁产业政策是其成功的基本经验之一, 分析日本战后钢铁产业政策, 对我国钢铁工业发展将有一定的启示。
关键词：日本,钢铁产业,产业政策,生命周期
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