提升材料维度环境绩效的目标与方法

由式(5-2)可以看出，提升产品材料维度的环境绩效可以分解为两个子目标:(1)减少单位人造资本的输入端环境影响;(2)减少单位人造资本的输出端环境影响。而产品材料维度的环境绩效的决定因素包括:单位人造资本的原材料消耗量、该原材料的相对稀缺度、单位人造资本的废弃物排放量、废弃物的相对污染性。其中，降低原材料的稀缺度与废弃物的污染性主要通过材料替代来实现，而减少单位人造资本的原材料消耗与废弃物排放可以通过不同的路径来实现，主要包括提高原材料的生产率、提高材料的再利用率、提高部件的再使用率。而各种路径对两个子目标的实现发挥着不同的作用(表5-1)。

表5-1　提高环境绩效的目标、方法和作用

5.1.2.1　提高原材料的生产率

提高原材料的生产率，意味用尽可能少的原材料投入实现尽可能多的产品输出，因此这一方法直接服务于第一个子目标。同时，原材料生产率的提高，通常带来材料利用率的提升和废物产生率的下降，因而也间接服务于第二个子目标。当前很多材料技术创新都聚焦于如何通过材料的替代、材料组合的优化，进而工艺流程的重组等，使得材料的性能、强度等得到有效提升。例如，宝钢集团在“绿色经营”的实践中，成功研制了高强度高韧性管线钢、抗HIC管线钢、塑料模具钢、低曲强比耐火耐候钢、钢帘线用盘条等新产品，大幅度提升了单位钢材的使用效率，从而降低了原材料输入的需求。

5.1.2.2　提高部件的再使用率

部件的再使用以产品使用后的有效拆解为前提。产品的有效拆解是指按照部件的功能单位为基础对其进行拆解，拆解后的部件仍保留恢复其原有功能的可能性。拆解后的部件再使用又分为两种:一种是功能完好的部件，只需要通过简单的清洗或修理就能被重新使用;另一种是基于再制造的部件再使用。再制造是指在基本不改变部件形状与材质的情况下，运用高科技的清洗工艺、修复技术，进行专业化、批量化修复与改造，使得该部件在技术性与安全质量等方面达到满足再次使用的标准要求。再制造不同于重复制造，事实上，再制造恰恰是通过先进技术，对于可以有效修复的部件进行修复再使用，减免了返回为原材料，再从原材料状态重新制造成部件的步骤，以物理化改造替代化学性改造，规避了重复生产的过程。

提高部件的再使用率，意味着将一部分原本作为废弃物而流入自然界的物质转化为资产形式，保留在经济系统之内，减少了从经济系统流入生态系统的废物量，从而服务于第二个子目标;另一方面，以资产形式保留在经济系统中的时间越长，则通过原材料输入生产新的资产的需求量就越低，因而又能服务于第一个子目标。

5.1.2.3　提高材料的再利用率

材料的再利用是指对产品使用后无法再使用的部件产生的废料进行再加工处理，使其恢复成原来加工材料的性状，满足原来产品的使用要求;或者恢复为基础材料的性状，作为其他产品的材料输入。前者可称为材料的闭环循环，后者称为材料的开环循环。但不管以何种方式提高材料的再利用率，都将有效作用于输入端和输出端，其原理与提高部件的再使用率是一样的。通过循环再生的材料同样作为资产的形式存在，保留在生产体系中，从而在一方面降低了生产流程对自然界新的资源投入的依赖，另一方面则有效减少了必须以废物形式排入自然界的数量。

5.1.2.4　选择相对稀缺性低的原材料

对于不可再生的自然资源，潜在稀缺度是指按照年消耗速率、现有的探明储量耗尽的时间长短。耗尽时间越短，潜在稀缺度越高。如，耗尽时间少于40年的常见材料包括砷、钡、铋、镉、铜、金刚石等，属于稀缺度最高的原材料;介于40年至100年之间的包括钴、氟、天然气、镍、油等，而长于100年的则包括铝、铬、煤、铁、镁等(Kesler，1994)。而相对稀缺度是针对某种材料在产品中的比重而言，是潜在稀缺度与产品中材料比重的函数。托马斯·格雷德尔与珍妮弗·霍华德格伦维尔用通过量表示材料的比重，大通过量、中等通过量与小通过量分别表示原材料质量比重＞10%，介于1%与10%，以及＜1%，而通过量潜在稀缺性矩阵则可说明相对稀缺度的问题(图5-2)。

因此，根据产品所用材料的比重，并结合相应材料的潜在稀缺性，可以得出相对稀缺性的问题级别，从很小到很大分别用5、4、3、2、1表示，即相对稀缺度系数。生产者可以通过材料替代，来选择相对稀缺度低的材料作为生产输入。

5.1.2.5　选择相对污染性低的原材料

图5-2　通过量潜在稀缺性矩阵

相对污染性针对的是某种废物在产品废物总量中的比重，是潜在污染性与废物比重的函数。由于废物的污染性基本来源于原材料自身的污染性，因此可以通过原材料替代来解决废物污染的问题。欧盟议会和欧盟理事会于2003年1月通过的Ro HS指令(The restriction of the use of certain hazardous substances in electnical and electronic equipment)，即在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令，明确规定了铅(Pb)、汞(Hg)、六价铬(Cr6+)、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)的最大允许含量为0.1%(1 000 ppm)，镉(Cd)为0.01% (100 ppm)。Ro HS指令几乎涵盖了所有电子、电器、医疗、通信、玩具、安防信息等产品，它不仅包括整机产品，而且包括生产整机所使用的零部件、原材料及包装件，关系到整个生产链。Ro HS指令促使欧盟各国的生产者积极进行原材料替代，以最大限度地减少产品中有毒有害物质的使用，这对于生产者更好地承担EPR责任显然大有裨益。

托马斯·格雷德尔与珍妮弗·霍华德格伦维尔采用通过量潜在危害性矩阵来说明相对污染性的问题(图5-3)。

图5-3　通过量潜在危害性矩阵

不过，潜在危害性是一个更加复杂的概念，托马斯·格雷德尔与珍妮弗·霍华德格伦维尔从特定材料导致各种环境问题的可能性与相应环境问题的严重性来划定潜在危害性。他们将主要的环境问题分为三类，严峻的、重要的、较不重要的，分别表示环境问题严重性中的大、中、小(表5-2)。

表5-2　主要的环境问题

资料来源:根据托马斯·格雷德尔，珍妮弗·霍华德格伦维尔2006年的研究资料整理

而废弃物的通过量是用废弃物质量占产品原材料输入量的比重来划分的，大通过量、中等通过量与小通过量分别表示该比重≥1%，＜1%，≪1%。

图5-3中的相对污染性的问题级别，从很小到很大分别用5、4、3、2、1表示，即相对污染性系数。生产者可以通过材料替代，来选择相对污染性低的材料作为生产输入。