能源消耗与低碳化要求

1.节能、节能设计、低碳设计、节能低碳设计

节能就是尽可能地减少能源消耗量，生产出与原来同样数量、同样质量的产品；或者是以原来同样数量的能源消耗量，生产出比原来数量更多或数量相等质量更好的产品。

节能设计，又称面向能源节省的设计（Design for Energy Saving，DFES）。节能设计是产品生命周期设计的主要内容，节能是产品生命周期评价的主要指标之一。能源短缺是制约我国经济发展的主要“瓶颈”之一，因此节能设计对于我国制造业的可持续发展非常重要。

二氧化碳排放量是最重要的减排控制指标。我国消耗的能源主要是化石燃料能源，因此控制二氧化碳排放量与节能是高度相关的。

节能和减排二者既有联系，又有区别。减排就是减少污染物排放。一般来讲，节能必定减排，而减排却未必节能。例如，采用天然气代替煤炭和石油作为燃料，可以显著减少二氧化碳排放量。采用风电、水电等清洁能源，则可以实现更有效的减排。

为了叙述方便，除需要特别说明之处，本章中的节能低碳设计方法等同于低碳设计（Design for Low Carbon，DFLC）方法。

节能低碳设计是对产品在生命周期过程中的能源消耗和碳排放进行全面优化。通过采取优化或改进产品设计、低能耗制造工艺设计、制造系统能源优化设计等措施，可以大大减少产品在生产和使用过程中“无效”的能源消耗，从而合理利用能源。节能低碳设计要尽可能地考虑可再生能源的利用。

2.低碳经济、低碳制造、低碳设计和低碳产品

节能低碳设计的更高层次是低碳经济，是指通过技术创新、制度创新、产业转型和新能源开发等多种手段，全方位地改造建立在化石燃料能源基础之上的现代工业文明，减少温室气体的排放，使其转向生态经济和生态文明。

低碳经济发展模式的建立，意味着从以化石能源为基础的第二次工业革命向以可再生能源为基础的第三次工业革命的转型。

低碳经济发展中的一些重要事件，如图7-5所示。

图7-5 低碳经济发展中的一些重要事件(www.xing528.com)

低碳制造（Low Carbon Manufacturing，LCM）是一种以低耗能、低污染和低碳排放为特点的制造模式，通过低碳技术、低碳管理和低碳服务等多种手段，尽可能地减少产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理等全生命周期中各个阶段的温室气体（GHG）排放，达到经济社会发展与生态环境保护“双赢”的制造形态。

低碳资源主要包括低碳原材料和低碳能源。低碳原材料主要是指可再生、来源丰富、获取过程对环境影响小、易加工、利用率高、易回收利用和易分解处理的原材料。低碳能源一般是指储量丰富、耗能少、低排放和低污染的可再生能源。

低碳产品主要是指资源消耗少、能耗少、在生产和使用过程中碳足迹少，并且便于回收利用的产品。

3.产品的绿色化、节能化和低碳化的关系

“绿色化”是指所有对环境和安全方面的正面影响，包括对全球变暖、富营养化、酸化和光化学臭氧合成等各方面因素的影响。

“低碳化”是指较低的以CO₂为主的温室气体排放。

“节能化”是指产品在制造和使用过程中使用较少的能量。

“节能化”和“低碳化”对于石油、煤炭、天然气等化石燃料能源而言，是同一事物（产品制造和使用活动）的输入和输出的不同表述。但是“低碳化”还要求采用清洁能源，如风能和太阳能等。对于城市中运行的汽车，采用电能以减少对城市环境的不良影响。因此，“低碳化”的要求范围要宽于“节能化”的要求范围。

全球60%的碳排放、中国95%以上的碳排放都与能源使用有关。因此，对中国而言，减少碳排放的主要措施就是节能。

就要求范围而言，“绿色化”、“低碳化”和“节能化”三者有如下包容关系：“绿色化”>“低碳化”>“节能化”。

相比而言，“低碳化”比“节能化”和“绿色化”更具有针对性和可评价性，其针对防治全球变暖问题，以减少温室气体排放为评价指标。