陈根:绿色制造,道阻且长

文/陈根

加工制造业的发展让人类有更大的能力去改造自然并获取资源,其生产的产品被直接或间接地运用于人们的消费当中,极大地提升了人们的生活水平。作为创造人类财富的支柱产业,在过去的一百多年里,加工制造业给人类带来了前所未有的文明和财富,但同时也带来了严重的环境问题。

当前,环境污染的加剧让环境保护得到空前重视,全球经济的发展与碳排放的增长相互脱钩成为大势所趋。在国内,生态文明建设被作为统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局的重要内容。随着社会数字化与能源升级的双转型,“绿色制造”重要性愈发凸显。

然而,想要环境友好的加工制造却成为现阶段行业最大的战略挑战之一,不仅从工程角度,也是从商业和营销角度。面对绿色制造前期的投入大、成本高和见效慢,有无破局之法?从赔本到收益,又如何以绿色产品和绿色生产技术作为提高竞争力的方式,助推绿色制造行稳致远?

绿色制造之必然

1996年,美国制造工程师协会(SEM)发表了绿色制造的蓝皮书(GreenManufacturing),自此,绿色制造的研究在世界各地兴起。并且,随着环境问题日益恶化,以及社会数字化大转型,绿色制造已成为当下的必然选择。

绿色制造,又称环境意识制造、面向环境的制造等,是一种综合考虑环境负影响和资源利用的现代制造模式,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对环境的影响最小,资源利用最优。绿色制造具有广义的内涵。除了保护环境以及最有效地利用有限的资源外,绿色制造还包括两个层次的全过程控制。

一方面,是在集体的制造过程即物料转化过程中,充分利用资源,减少环境污染.实现具体绿色制造的过程;另一方面,是指在构思、设计、制造、装配、运输、销售、售后服务及产品报废后回收的整个产品周期中每个环节均充分考虑资源和环境问题.以实现最大限度地优化利用资源和减少环境污染的广义绿色制造过程。

当前,环境、资源、人口已成为人类社会面临的三大主要问题。环境问题恶化程度与日剧增,正在对人类社会的生存与发展造成严重威胁。并且,环境问题决非是孤立存在的,它和资源、人口两大问题有着内在的联系。对于资源问题来说,它不仅涉及人类世界有限的资源如何利用,又是产生环境问题的主要根源。

改革开放以来,我国制造业发展迅速,实现了由小向大的历史性转变。但长期以来,我国制造业形成了以“高投入、高消耗、高排放”为特征的粗放式发展模式,在其快速发展的同时,带来了巨大的能源资源消耗及污染物排放,资源短缺、环境污染和生态破坏已经成为制约我国制造业可持续发展的瓶颈。

在这样的背景下,最有效地利用资源和最低限度地产生废弃物,是环境问题的治本之道。因此,涉及产品的整个生命周期,作为一个“大制造”的概念,在产品生命周期的每一个阶段并行地、全面地考虑资源因素和环境因素,即保护环境和资源优化利用的绿色制造成为必由之路。

此外,社会数字化转型方兴未艾,其形成的涟漪是逐渐蔓延开来的。工业的场景复杂多样,这决定了企业在进行数字化转型时无法一蹴而就。智能制造强调消除非增值活动所造成浪费,同时以最低的成本和更高的效率交付高质量的产品。一个组织的竞争力和盈利能力,如果在智能制造模式下进行管理,就可以有效地提高生产效率。

为了保持竞争力,面对当今前所未有的全球竞争形式,企业必须设计和提供更好的产品和服务,改善其制造业务。而绿色制造在制造领域内更新生产流程和建立无害环境的业务,减少使用自然资源,回收和再利用材料,并在生产过程中减少排放,无疑拓宽了智能制造的边界。

事实上,制造方式的转变与能源效率的提升,从来就是不可分割的。一个世纪以前,福特公司试验了第一条流水线,用来装配飞轮磁电机。福特将人类大规模生产能力发挥到极致,机器产能开始出神入化。但却少有人知道,能源的变革是福特流水线的另外一个关键因素。

电动机的发展,使得机器终于可以摆脱中央动力的限制。既往的中央动力(如一个蒸汽机),需要靠齿轮链条传动后再次进行动力分配,这使得机器的布置受到巨大的限制。而电机带来的分布式动力,终于让机器可以按照最高效率而布置。

而绿色制造带来的能源变革正是除了智能制造外推动工业革命进一步发展的一个关键因素。当绿色制造以一种最大限度减少浪费和污染的制造方法,叠加上各种数字化技术时,不但能够减少浪费和污染,而且还将大幅度提高组织的生产率和利润。显然,随着环境问题日益恶化,以及社会数字化大转型,绿色制造已成为当下的必然选择。

绿色制造,道阻且长

变革,从来都是困难的。

尽管环境污染已经严重影响到民生,在这种态势下,国家对于完善节能减排、推进绿色转型发展的工作日益重视。无人能逆绿色制造的潮流而动,但环境友好的制造依然是当前各制造行业最大的挑战之一。

首先,从技术水平来看,我国依然存在制约的情况。事实上,我国制造业之所以没有摆脱粗放的发展模式,与我国技术水平不高存在着必然联系。

近些年,我国科技创新能力不断增强,国内及国际专利申请量均位居世界前列。其中,不乏大量与绿色制造相关的技术。然而,我国专利申请数量虽然众多,但是含金量却不高,在与制造过程密不可分的绿色工艺及节能环保技术装备等领域,严重缺乏核心技术。

在一些领域,即使国内已发明出可替代产品,但由于质量、价格、可靠性或者运营成本等问题,很难与国外同类产品进行竞争。由此导致我国制造业发展过程中,一般物的要素投入依旧过高,而知识、技术等投入却过低,即使付出较大的资源环境成本,产出却很难尽如人意。

其次,近年来,能源及资源密集型产业发展迅速,在制造业中占比越来越高,钢铁、电解铝、平板玻璃、水泥、造船等传统产业依然存在产能过剩,平均产能利用率不足80%,低于世界平均水平。

粗钢产能利用率自 2010 年到达峰值后一直处于下降状态,到 2015 年已经跌落至 67%的水平,处于严重的产能过剩状态。电解铝则呈现更明显的波动性,2013 年到 2016 年之间处于震荡下跌的趋势,并在 2016 年上半年跌落谷底。2016 年下半年开始迅速回升。

除传统产业外,不少新兴产业也出现了产能过剩的迹象。中国光伏行业协会数据显示,2015年我国光伏组件产量超过43GW,同比增长20.8%,51家组件企业平均产能利用率为86.7%。在一些领域出现产能过剩问题的同时,一些科技含量高、附加值高的领域发展却严重不足,相关产品供给多依赖进口。

最后,想要实现绿色制造,还需要为绿色转型增添动力。从产品全生命周期看,企业若优化生产工艺,购置先进的节能、节水、污染处理设施,或者开展绿色回收和再制造工作,必然会增加额外开支。在市场上,当绿色消费尚未成为主流消费理念时,消费者关注的重点是产品价格,而非企业的环保投入,绿色产品很难获得竞争优势。

基于商业利益考量,很多制造企业绿色转型意愿并不强。甚至在现实的企业中,许多企业不顾对环境的破坏,宁愿承受由此而来的惩罚(如环保部门的罚款)也不愿在绿色制造上想办法和采取措施。

绿色制造本身是一种企业行为,但是在某种程度上又具有公共物品的特性。因此,要使绿色制造成为自觉的企业行为,政府必须要先行一步,如完善法律法规、税收政策和资金市场支持环保部门切实有效的工作等。然而,这方面的法律法规目前却还不能形成对绿色制造行为的有力支持。

显而易见的是,随着碳中和的盛行,全球经济的发展迟早要与碳排放的增长相互脱钩,而绿色智能制造更将在未来成为提升数字化企业竞争力的重要一环。从技术到制度,从困局到破局,都将成为绿色制造奔流的起点。

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