绿色设计是开发绿色产品、推进绿色制造的核心抓手,也是深化生态文明建设、推动产业转型升级、扩大绿色消费、提升国际竞争力的关键引擎。《中华人民共和国生态环境法典》(以下简称《生态环境法典》)在“绿色低碳发展”编中专门设立条款,将绿色设计纳入法律规范,确立了从源头防控污染、减少资源消耗的法定规则。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》(以下简称《“十五五”规划纲要》)在战略层面明确提出鼓励企业提高绿色设计和制造水平,降低产品全生命周期能源资源消耗和生态环境影响。近日,工业和信息化部、国家发展改革委、教育部、生态环境部、市场监管总局五部门联合印发《工业产品绿色设计指南(2026年版)》(以下简称《指南》),标志着我国工业产品绿色设计迈入新发展阶段。

从机械行业来看,《指南》的实施不仅是技术层面的革新,更是践行生态文明法治精神、落实国家重大战略部署的必然要求。它将有力推动行业构建覆盖全链条、全生命周期的绿色产品供给体系,对于提升我国制造业的绿色创新能力和国际核心竞争力具有深远的战略意义,为建设美丽中国提供坚实的装备支撑。

一、基础与挑战:机械工业绿色设计亟需系统指引

机械工业是为国民经济各行业提供技术装备的基础性、战略性产业,其绿色低碳水平直接关系国家工业体系安全与“双碳”目标实现。我国机械行业长期重视节能降碳与可持续发展,上世纪70年代即把产品能效提升作为重点方向,90年代初国内多所高校机械学院率先引入绿色设计理论,开启了前瞻性探索。

经过长期攻关与实践,行业已在工程机械、起重机械、数控机床、大型压力容器等重点产品中开展绿色设计应用,并在节能、降碳、减排等方面取得了显著成效。至目前,机械工业已累计发布57项绿色设计产品评价技术规范团体标准,涵盖了从通用基础件到大型成套装备的多个关键领域,为行业开展绿色设计奠定了初步的标准基础。但对标《生态环境法典》法定要求与《“十五五”规划纲要》目标,当前仍存在明显短板:现有相关标准多为单类产品规范缺乏顶层系统指引,绿色设计概念界定模糊、缺乏统一标准,设计方案绿色评估依据不足,绿色设计与制造协同路径不清等问题较为突出。这不仅是企业实践中的痛点,也严重制约了绿色设计技术的规模化、产业化应用,难以完全满足法典提出的从源头进行防控的要求。

立足新发展阶段,《指南》紧扣《“十五五”规划纲要》前瞻布局,紧贴行业发展实际,在系统总结行业实践经验、广泛调研企业需求基础上,创新性提出兼具前瞻性、系统性与可操作性的实施框架与技术路径。既为企业开展绿色设计提供了明确的技术指引,也为政策落地和产业链协同创新奠定了坚实基础。

二、方向明确:十一个重点方向引领绿色实践

机械行业涉及国民经济行业分类中的10个大类、52个中类,产业规模约占装备制造业的三分之二。在技术创新与市场需求双轮驱动下,部分领先企业已将绿色设计理念融入研发与生产全过程,积极探索轻量化、长寿命、模块化、易拆解等技术路径。但由于绿色设计内涵长期缺乏权威界定,许多企业难以判断自身产品是否符合“绿色”标准,推进过程中缺乏清晰依据与行动框架。

《指南》首次系统提出并明确了长寿命设计、无害化设计、轻量化设计、节能设计、节水设计、节材设计、降噪设计、节空间设计、易回收再生设计、可重复使用设计、零碳设计等11个绿色设计重点方向。这不仅是对《生态环境法典》中四次提及“绿色设计”精神的具象化落实,也是对《“十五五”规划纲要》中加快经济社会发展全面绿色转型的积极响应。

《指南》结合工程机械、机床、轴承、风电装备、氢能装备等行业特点,围绕产品全生命周期,从绿色材料替代、产品结构优化、先进工艺应用等方面提炼形成一批绿色设计解决方案典型示例,为机械行业开展绿色设计提供了清晰、系统、可复制的实施路径。同时,《指南》鼓励企业立足自身实际,开发技术先进、经济可行、供需匹配、场景典型的绿色设计解决方案,推动构建完善的工业产品绿色设计体系架构,全面提升绿色产品的供给质量与供给能力。

三、典型示例:赋能机械工业绿色生产力形成

实践证明,绿色设计不仅是推动绿色制造技术迭代升级的关键驱动力,更是衔接技术创新与产业转型、培育并壮大机械工业绿色生产力的核心载体。

《指南》结合行业特点,围绕产品全生命周期,通过典型解决方案示例,系统阐述了如何通过材料替代、结构优化与先进工艺等设计手段实现绿色低碳目标。以下五个方向为行业实践提供了清晰路径:

(一)长寿命设计:提升可靠性,增强经济性

机械装备普遍服役周期长、运维成本高。延长使用寿命是资源节约与经济效益提升的关键。《指南》提出通过选用高强耐磨材料,结合激光熔覆、超音速喷涂等表面强化工艺,并辅以预应力设计、疲劳寿命仿真等结构优化方法,全面提升产品的抗疲劳与抗磨损性能。例如,工程机械的斗齿、衬板采用高锰钢或硬质合金复合材料后,使用寿命大幅延长,更换频率降低,从而减少了资源消耗与运维成本,延展了全生命周期价值。

(二)轻量化设计:减重降碳,协同增效

轻量化是实现机械产品节能降碳的核心路径。《指南》提出采用高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料等轻质高强材料替代传统钢材,并通过拓扑优化、空心结构、模块化集成等结构创新实现系统性减重。实践表明,采用“高强度钢+拓扑优化”的挖掘机臂架或应用碳纤维的起重机吊臂,可在保证结构强度的前提下实现整机减重20%以上,显著降低运输与运行能耗,提升能效与环境效益。

(三)节能设计:贯穿制造与使用全过程

节能设计覆盖产品全生命周期,重点聚焦动力、传动、液压等核心系统的能效提升。《指南》提出推广应用高压共轨、涡轮增压、静液压传动等高效技术,优化能量传递。液压系统可采用负载敏感控制,实现按需供油,减少溢流损失;电驱设备可配套制动能量回收系统,提升能量循环利用率。同时,借助电控系统协同优化作业流程,减少无效动作与空载运行,可使整机综合节能率达到15%—30%。

(四)降噪设计:改善作业环境,提升用户体验

噪声是机械运行中的主要环境影响之一。《指南》提出“源头控制—传播阻断—末端防护”三位一体的系统降噪策略。在声源端,可通过发动机平衡轴、低噪声电机、优化液压泵阀匹配等方式抑制噪声产生;在传播路径上,采用弹性悬置、阻尼涂层、吸声材料等措施实现隔振降噪。例如,装载机驾驶室采用“双层钢板+阻尼层+吸声棉”复合结构,可使舱内噪声降低5—8分贝,显著改善操作舒适性。

(五)易回收再生设计:推动循环经济落地

为促进资源高效循环利用,《指南》提出应在设计初期就考虑产品的可拆解性与材料可回收性。具体建议包括:推行模块化设计,使核心系统易于分离;连接方式优先选用螺纹、卡扣等可逆连接,减少焊接与胶粘;对蓄电池、滤芯等易损件进行集中布置,便于后期拆卸与规范处置。同时,通过完善材料标识体系、推广单一材质应用,可提升废旧产品分拣效率,推动金属、塑料等资源的高值化再生利用。

上述五大方向清晰展现了绿色设计与科技创新之间相互促进、协同发展的良性循环,绿色设计牵引技术突破,科技创新为绿色设计提供持续动力和支撑,共同推动机械工业向绿色低碳发展迈进。

四、全链条保障:构建“标准—方案—产品—人才”支撑体系

为推动工业产品绿色设计深入实施,《指南》提出构建“标准—方案—产品—人才”四位一体的支撑体系,为产业开展绿色设计提供系统性保障。

一是标准引领,构建“1+N”绿色设计标准体系,明确提出由有关行业协会、高校、科研院所组织制定重点行业绿色设计标准,推动形成“有标可依、对标先进”的行业生态,引导企业从设计源头嵌入绿色要求,实现绿色设计规范化、常态化发展。

二是方案赋能,聚焦重点细分领域,研发模块化、标准化、适配性强的绿色设计技术与集成解决方案,打造一批具有示范效应的典型应用场景,培育具备专业服务能力的专业化机构与平台,加速绿色技术从“点状突破”向“链式扩散”转变,实现绿色设计在行业内的规模化普及与价值链深层重构。

三是产品示范,选择绿色设计亮点突出、市场认可度高、行业影响力大的产品,从资源节约、降碳减污、降本增效维度评估绿色价值,形成一批行业共识的绿色设计标志性产品,纳入政府绿色采购目录和绿色金融支持名录,通过政策激励引导社会资本向绿色产品倾斜,助力企业实现“绿色溢价”,激发市场主体创新活力。

四是人才支撑,依托国家卓越工程师实践基地、职业技能大赛、全国工业设计职业技能大赛等平台,培养兼具工程设计能力与生态环保素养的复合型创新人才,夯实绿色设计人才基础。

《指南》作为落实《生态环境法典》法定责任、践行《“十五五”规划纲要》战略部署的关键载体,为机械行业培育新质生产力提供了兼具法律刚性与实践导向的系统指引。全面实施《指南》,将有力推动行业在法治引领与科技创新双轮驱动下,实现质量、效益与可持续性的协同跃升,强化源头防控与关键技术自主可控,加速从“单一环节绿色化”向“全生命周期全产业链绿色化”跨越。立足“十五五”新起点,机械行业将以《指南》为行动纲领,深化科技赋能,将绿色设计深度融入新型工业化进程,助力中国制造业迈向智能化、绿色化、融合化的新阶段,为构建现代化产业体系、建设美丽中国提供坚实支撑。

(作者:中国机械工业联合会副会长  宋志明)