綠色設(shè)計(jì)是開發(fā)綠色產(chǎn)品、推進(jìn)綠色制造的核心抓手,也是深化生態(tài)文明建設(shè)、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、擴(kuò)大綠色消費(fèi)、提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵引擎。《中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境法典》(以下簡(jiǎn)稱《生態(tài)環(huán)境法典》)在“綠色低碳發(fā)展”編中專門設(shè)立條款,將綠色設(shè)計(jì)納入法律規(guī)范,確立了從源頭防控污染、減少資源消耗的法 定規(guī)則?!吨腥A人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十五個(gè)五年規(guī)劃綱要》(以下簡(jiǎn)稱《“十五五”規(guī)劃綱要》)在戰(zhàn)略層面明確提出鼓勵(lì)企業(yè)提高綠色設(shè)計(jì)和制造水平,降低產(chǎn)品全生命周期能源資源消耗和生態(tài)環(huán)境影響。近日,工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展改革委、教育部、生態(tài)環(huán)境部、市場(chǎng)監(jiān)管總局五部門聯(lián)合印發(fā)《工業(yè)產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)指南(2026年版)》(以下簡(jiǎn)稱《指南》),標(biāo)志著我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)邁入新發(fā)展階段。
從機(jī)械行業(yè)來看,《指南》的實(shí)施不僅是技術(shù)層面的革新,更是踐行生態(tài)文明法治精神、落實(shí)國(guó)家重大戰(zhàn)略部署的必然要求。它將有力推動(dòng)行業(yè)構(gòu)建覆蓋全鏈條、全生命周期的綠色產(chǎn)品供給體系,對(duì)于提升我國(guó)制造業(yè)的綠色創(chuàng)新能力和國(guó)際核心競(jìng)爭(zhēng)力具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義,為建設(shè)美麗中國(guó)提供堅(jiān)實(shí)的裝備支撐。
一、基礎(chǔ)與挑戰(zhàn):機(jī)械工業(yè)綠色設(shè)計(jì)亟需系統(tǒng)指引
機(jī)械工業(yè)是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供技術(shù)裝備的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),其綠色低碳水平直接關(guān)系國(guó)家工業(yè)體系安全與“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。我國(guó)機(jī)械行業(yè)長(zhǎng)期重視節(jié)能降碳與可持續(xù)發(fā)展,上世紀(jì)70年代即把產(chǎn)品能效提升作為重點(diǎn)方向,90年代初國(guó)內(nèi)多所高校機(jī)械學(xué)院率先引入綠色設(shè)計(jì)理論,開啟了前瞻性探索。
經(jīng)過長(zhǎng)期攻關(guān)與實(shí)踐,行業(yè)已在工程機(jī)械、起重機(jī)械、
數(shù)控機(jī)床、大型壓力容器等重點(diǎn)產(chǎn)品中開展綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用,并在節(jié)能、降碳、減排等方面取得了顯著成效。截至目前,機(jī)械工業(yè)已累計(jì)發(fā)布57項(xiàng)綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),涵蓋了從通用基礎(chǔ)件到大型成套裝備的多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域,為行業(yè)開展綠色設(shè)計(jì)奠定了初步的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。但對(duì)標(biāo)《生態(tài)環(huán)境法典》法定要求與《“十五五”規(guī)劃綱要》目標(biāo),當(dāng)前仍存在明顯短板:現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)多為單類產(chǎn)品規(guī)范缺乏頂層系統(tǒng)指引,綠色設(shè)計(jì)概念界定模糊、缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)方案綠色評(píng)估依據(jù)不足,綠色設(shè)計(jì)與制造協(xié)同路徑不清等問題較為突出。這不僅是企業(yè)實(shí)踐中的痛點(diǎn),也嚴(yán)重制約了綠色設(shè)計(jì)技術(shù)的規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,難以完全滿足法典提出的從源頭進(jìn)行防控的要求。
立足新發(fā)展階段,《指南》緊扣《“十五五”規(guī)劃綱要》前瞻布局,緊貼行業(yè)發(fā)展實(shí)際,在系統(tǒng)總結(jié)行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、廣泛調(diào)研企業(yè)需求基礎(chǔ)上,創(chuàng)新性提出兼具前瞻性、系統(tǒng)性與可操作性的實(shí)施框架與技術(shù)路徑。既為企業(yè)開展綠色設(shè)計(jì)提供了明確的技術(shù)指引,也為政策落地和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、方向明確:十一個(gè)重點(diǎn)方向引領(lǐng)綠色實(shí)踐
機(jī)械行業(yè)涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類中的10個(gè)大類、52個(gè)中類,產(chǎn)業(yè)規(guī)模約占裝備制造業(yè)的三分之二。在技術(shù)創(chuàng)新與市場(chǎng)需求雙輪驅(qū)動(dòng)下,部分領(lǐng)先企業(yè)已將綠色設(shè)計(jì)理念融入研發(fā)與生產(chǎn)全過程,積極探索輕量化、長(zhǎng)壽命、模塊化、易拆解等技術(shù)路徑。但由于綠色設(shè)計(jì)內(nèi)涵長(zhǎng)期缺乏權(quán)威界定,許多企業(yè)難以判斷自身產(chǎn)品是否符合“綠色”標(biāo)準(zhǔn),推進(jìn)過程中缺乏清晰依據(jù)與行動(dòng)框架。
《指南》首次系統(tǒng)提出并明確了長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)、無害化設(shè)計(jì)、輕量化設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)、節(jié)水設(shè)計(jì)、節(jié)材設(shè)計(jì)、降噪設(shè)計(jì)、節(jié)空間設(shè)計(jì)、易回收再生設(shè)計(jì)、可重復(fù)使用設(shè)計(jì)、零碳設(shè)計(jì)等11個(gè)綠色設(shè)計(jì)重點(diǎn)方向。這不僅是對(duì)《生態(tài)環(huán)境法典》中四次提及“綠色設(shè)計(jì)”精神的具象化落實(shí),也是對(duì)《“十五五”規(guī)劃綱要》中加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的積極響應(yīng)。
《指南》結(jié)合工程機(jī)械、機(jī)床、軸承、風(fēng)電裝備、氫能裝備等行業(yè)特點(diǎn),圍繞產(chǎn)品全生命周期,從綠色材料替代、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、先進(jìn)工藝應(yīng)用等方面提煉形成一批綠色設(shè)計(jì)解決方案典型示例,為機(jī)械行業(yè)開展綠色設(shè)計(jì)提供了清晰、系統(tǒng)、可復(fù)制的實(shí)施路徑。同時(shí),《指南》鼓勵(lì)企業(yè)立足自身實(shí)際,開發(fā)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)可行、供需匹配、場(chǎng)景典型的綠色設(shè)計(jì)解決方案,推動(dòng)構(gòu)建完善的工業(yè)產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)體系架構(gòu),全面提升綠色產(chǎn)品的供給質(zhì)量與供給能力。
三、典型示例:賦能機(jī)械工業(yè)綠色生產(chǎn)力形成
實(shí)踐證明,綠色設(shè)計(jì)不僅是推動(dòng)綠色制造技術(shù)迭代升級(jí)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力,更是銜接技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、培育并壯大機(jī)械工業(yè)綠色生產(chǎn)力的核心載體。
《指南》結(jié)合行業(yè)特點(diǎn),圍繞產(chǎn)品全生命周期,通過典型解決方案示例,系統(tǒng)闡述了如何通過材料替代、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與先進(jìn)工藝等設(shè)計(jì)手段實(shí)現(xiàn)綠色低碳目標(biāo)。以下五個(gè)方向?yàn)樾袠I(yè)實(shí)踐提供了清晰路徑:
(一)長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì):提升可靠性,增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)性
機(jī)械裝備普遍服役周期長(zhǎng)、運(yùn)維成本高。延長(zhǎng)使用壽命是資源節(jié)約與經(jīng)濟(jì)效益提升的關(guān)鍵?!吨改稀诽岢鐾ㄟ^選用高強(qiáng)耐磨材料,結(jié)合激光熔覆、超音速噴涂等表面強(qiáng)化工藝,并輔以預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)、疲勞壽命仿真等結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,全面提升產(chǎn)品的抗疲勞與抗磨損性能。例如,工程機(jī)械的斗齒、襯板采用高錳鋼或硬質(zhì)合金復(fù)合材料后,使用壽命大幅延長(zhǎng),更換頻率降低,從而減少了資源消耗與運(yùn)維成本,延展了全生命周期價(jià)值。
(二)輕量化設(shè)計(jì):減重降碳,協(xié)同增效
輕量化是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品節(jié)能降碳的核心路徑?!吨改稀诽岢霾捎酶邚?qiáng)度鋼、鋁合金、碳纖維復(fù)合材料等輕質(zhì)高強(qiáng)材料替代傳統(tǒng)鋼材,并通過拓?fù)鋬?yōu)化、空心結(jié)構(gòu)、模塊化集成等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性減重。實(shí)踐表明,采用“高強(qiáng)度鋼+拓?fù)鋬?yōu)化”的挖掘機(jī)臂架或應(yīng)用碳纖維的起重機(jī)吊臂,可在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下實(shí)現(xiàn)整機(jī)減重20%以上,顯著降低運(yùn)輸與運(yùn)行能耗,提升能效與環(huán)境效益。
(三)節(jié)能設(shè)計(jì):貫穿制造與使用全過程
節(jié)能設(shè)計(jì)覆蓋產(chǎn)品全生命周期,重點(diǎn)聚焦動(dòng)力、傳動(dòng)、液壓等核心系統(tǒng)的能效提升?!吨改稀诽岢鐾茝V應(yīng)用高壓共軌、渦輪增壓、靜液壓傳動(dòng)等高效技術(shù),優(yōu)化能量傳遞。液壓系統(tǒng)可采用負(fù)載敏感控制,實(shí)現(xiàn)按需供油,減少溢流損失;電驅(qū)設(shè)備可配套制動(dòng)能量回收系統(tǒng),提升能量循環(huán)利用率。同時(shí),借助電控系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化作業(yè)流程,減少無效動(dòng)作與空載運(yùn)行,可使整機(jī)綜合節(jié)能率達(dá)到15%—30%。
(四)降噪設(shè)計(jì):改善作業(yè)環(huán)境,提升用戶體驗(yàn)
噪聲是機(jī)械運(yùn)行中的主要環(huán)境影響之一?!吨改稀诽岢?ldquo;源頭控制—傳播阻斷—末端防護(hù)”三位一體的系統(tǒng)降噪策略。在聲源端,可通過發(fā)動(dòng)機(jī)平衡軸、低噪聲電機(jī)、優(yōu)化液壓泵閥匹配等方式抑制噪聲產(chǎn)生;在傳播路徑上,采用彈性懸置、阻尼涂層、吸聲材料等措施實(shí)現(xiàn)隔振降噪。例如,裝載機(jī)駕駛室采用“雙層鋼板+阻尼層+吸聲棉”復(fù)合結(jié)構(gòu),可使艙內(nèi)噪聲降低5—8分貝,顯著改善操作舒適性。
(五)易回收再生設(shè)計(jì):推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)落地
為促進(jìn)資源高效循環(huán)利用,《指南》提出應(yīng)在設(shè)計(jì)初期就考慮產(chǎn)品的可拆解性與材料可回收性。具體建議包括:推行模塊化設(shè)計(jì),使核心系統(tǒng)易于分離;連接方式優(yōu)先選用螺紋、卡扣等可逆連接,減少焊接與膠粘;對(duì)蓄電池、濾芯等易損件進(jìn)行集中布置,便于后期拆卸與規(guī)范處置。同時(shí),通過完善材料標(biāo)識(shí)體系、推廣單一材質(zhì)應(yīng)用,可提升廢舊產(chǎn)品分揀效率,推動(dòng)金屬、塑料等資源的高值化再生利用。
上述五大方向清晰展現(xiàn)了綠色設(shè)計(jì)與科技創(chuàng)新之間相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展的良性循環(huán),綠色設(shè)計(jì)牽引技術(shù)突破,科技創(chuàng)新為綠色設(shè)計(jì)提供持續(xù)動(dòng)力和支撐,共同推動(dòng)機(jī)械工業(yè)向綠色低碳發(fā)展邁進(jìn)。
四、全鏈條保障:構(gòu)建“標(biāo)準(zhǔn)—方案—產(chǎn)品—人才”支撐體系
為推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)深入實(shí)施,《指南》提出構(gòu)建“標(biāo)準(zhǔn)—方案—產(chǎn)品—人才”四位一體的支撐體系,為產(chǎn)業(yè)開展綠色設(shè)計(jì)提供系統(tǒng)性保障。
一是標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng),構(gòu)建“1+N”綠色設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系,明確提出由有關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)、高校、科研院所組織制定重點(diǎn)行業(yè)綠色設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)形成“有標(biāo)可依、對(duì)標(biāo)先進(jìn)”的行業(yè)生態(tài),引導(dǎo)企業(yè)從設(shè)計(jì)源頭嵌入綠色要求,實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)規(guī)范化、常態(tài)化發(fā)展。
二是方案賦能,聚焦重點(diǎn)細(xì)分領(lǐng)域,研發(fā)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、適配性強(qiáng)的綠色設(shè)計(jì)技術(shù)與集成解決方案,打造一批具有示范效應(yīng)的典型應(yīng)用場(chǎng)景,培育具備專業(yè)服務(wù)能力的專業(yè)化機(jī)構(gòu)與平臺(tái),加速綠色技術(shù)從“點(diǎn)狀突破”向“鏈?zhǔn)綌U(kuò)散”轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)在行業(yè)內(nèi)的規(guī)?;占芭c價(jià)值鏈深層重構(gòu)。
三是產(chǎn)品示范,選擇綠色設(shè)計(jì)亮點(diǎn)突出、市場(chǎng)認(rèn)可度高、行業(yè)影響力大的產(chǎn)品,從資源節(jié)約、降碳減污、降本增效維度評(píng)估綠色價(jià)值,形成一批行業(yè)共識(shí)的綠色設(shè)計(jì)標(biāo)志性產(chǎn)品,納入政府綠色采購目錄和綠色金融支持名錄,通過政策激勵(lì)引導(dǎo)社會(huì)資本向綠色產(chǎn)品傾斜,助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)“綠色溢價(jià)”,激發(fā)市場(chǎng)主體創(chuàng)新活力。
四是人才支撐,依托國(guó)家卓越工程師實(shí)踐基地、職業(yè)技能大賽、全國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)職業(yè)技能大賽等平臺(tái),培養(yǎng)兼具工程設(shè)計(jì)能力與生態(tài)環(huán)保素養(yǎng)的復(fù)合型創(chuàng)新人才,夯實(shí)綠色設(shè)計(jì)人才基礎(chǔ)。
《指南》作為落實(shí)《生態(tài)環(huán)境法典》法定責(zé)任、踐行《“十五五”規(guī)劃綱要》戰(zhàn)略部署的關(guān)鍵載體,為機(jī)械行業(yè)培育新質(zhì)生產(chǎn)力提供了兼具法律剛性與實(shí)踐導(dǎo)向的系統(tǒng)指引。全面實(shí)施《指南》,將有力推動(dòng)行業(yè)在法治引領(lǐng)與科技創(chuàng)新雙輪驅(qū)動(dòng)下,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、效益與可持續(xù)性的協(xié)同躍升,強(qiáng)化源頭防控與關(guān)鍵技術(shù)自主可控,加速從“單一環(huán)節(jié)綠色化”向“全生命周期全產(chǎn)業(yè)鏈綠色化”跨越。立足“十五五”新起點(diǎn),機(jī)械行業(yè)將以《指南》為行動(dòng)綱領(lǐng),深化科技賦能,將綠色設(shè)計(jì)深度融入新型工業(yè)化進(jìn)程,助力中國(guó)制造業(yè)邁向智能化、綠色化、融合化的新階段,為構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、建設(shè)美麗中國(guó)提供堅(jiān)實(shí)支撐。
(作者:中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng) 宋志明)