刘永红,殷彦琳,张军
(湖南大学 设计艺术学院,湖南 长沙 410082)
自20世纪60年代起全球环境问题日益凸显,环境保护运动在全球兴起。在全球生态问题日益严峻的背景下,“可持续(sustainability)”设计概念从设计学科领域众多研究方向中“脱颖而出”,成为当今设计学科的主流研究之一[1],并逐步成为改善、解决社会经济发展建设中面临的众多“不可持续性”发展问题的重要抓手之一[2]。《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》中明确将可持续发展战略纳入我国经济社会建设长远规划[3],可持续设计逐渐在我国获得广泛的社会关注,而设计该如何参与促进生态文明建设绿色发展,也成为设计学科在可持续设计的研究与实践过程中必须思考的重要问题。
为共同探讨设计学科如何助力我国绿色发展实现“双碳”目标,促进可持续设计高效服务于地方产业生态文明建设,在泉州市科技局、泉州市科协、教育部高等学校工业设计专业教学指导分委员会的指导下,由湖南大学设计艺术学院与《生态经济》杂志社联合主办,泉州湖南大学工业设计与机器智能创新研究院承办,福建工业设计协会、北京绿色设计促进会等支持单位广泛参与下,主题为“绿色、智能、生态、设计”的“2021绿色发展与生态设计泉州高端论坛”于2021年7月24日在福建泉州成功举行,相关领域的专家学者、高校师生、企业家等百余人参加了本次论坛。泉州经济开发区管理委员会副主任吴志灵、《生态经济》执行主编冯胜军、福建省工业设计协会会长林伟和湖南大学设计艺术学院院长季铁为论坛开幕致辞,庄贵阳、周宏春等专家学者参会并发表主题演讲。论坛紧密围绕“生态文明建设下的可持续设计”的现状、问题、目标、参与方式和实践经验成果分享等方面,开展了广泛且深入的交流,既有理论层面的探讨,又有实践成果的展示和交流,既有宏观领域的思考,又有微观层面的剖析,集思广益,汇聚众智,取得了丰硕的研讨成果。
世界格局风云变幻,新一轮科技革命和产业革命深入发展,国际力量对比深刻调整以及全球疫情蔓延的大趋势下,全球各国生态可持续发展战略持续深度推进。以欧盟2019年《欧洲绿色协议》为例,该协议将经济社会发展聚焦绿色复苏与数字转型,已成为欧洲未来经济复苏与发展的核心战略[4]。中国于2021年3月11日发布了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,进一步提出了积极应对气候变化和加快发展绿色转型的要求。
中国社会科学院工业经济研究所新兴产业室主任杨丹辉研究员指出,本轮工业革命的新主导技术呈群体爆发趋势出现,新时期的工业生产模式、技术模式、消费范式等都呈现出明显的绿色化与数字化特色[5]。发达国家先后颁布相关工业4.0发展战略的背后,是其对本国未来经济社会发展的全面布局,绿色竞争在自然资源、绿色产品、低碳技术、生态系统各类标准和生产消费方式等方面全面铺开。
2030年前“碳达峰”目标与2060年前“碳中和”目标简称“双碳”目标。该目标是我国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展内在要求做出的重大战略决策。国务院发展研究中心周宏春研究员指出,实现“双碳”目标对外可彰显我国的“大国担当”,同时也有利于争取更多对气候治理相关标准、治理理念的话语权,促进“人类命运共同体”建设;对内既是我国实现生态文明建设的根本要求,也是实现生态文明建设的根本抓手。中国社会科学院生态文明研究所副所长庄贵阳研究员认为,根据我国现有国情,我国在实现“碳达峰”目标时人均GDP将低于诸多发达国家实现碳达峰时的水平,这意味着我国实现“碳达峰”目标并非“一个自然发展”的过程,而是通过对绿色发展制定更强有力的政策措施并付诸行动,主动达到“碳达峰”的过程。
“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期,我国“双碳”目标任务的宏观实践路径是以经济社会发展全面绿色转型为引领,以能源绿色低碳发展为关键,通过对产业结构、生产方式、生活方式、空间格局等方面的绿色融入,加快推进形成资源节约、生态优先、绿色低碳的高质量发展模式。
现阶段,可持续设计应着力于实现“双碳”目标任务的瓶颈与痛点,有针对性地提出可持续设计参与生态文明建设绿色发展路径。庄贵阳从“双碳”目标的能源结构调整、经济转型和技术升级三个转型方向中所面临的痛点进行分析[6](表1)。以能源结构优化调整方面的挑战为例,我国能源主体种类受限,以煤炭能源为主,原油和天然气资源对外依存度分别达到73%和43%。我国自有清洁能源分布与能源需求区位不匹配,清洁能源产地与终端用户相距甚远,其能源存储、输送过程能源耗损高、运输成本高。高碳能源深度脱碳技术开发应用成本巨大。节能技术开发和低碳生产工艺研究还不足以满足“双碳”目标要求。
表1 我国现阶段实现“双碳”目标所面临的痛点
周宏春以“城市是否完成工业化”为切入点,对不同类型城市经济绿色转型的困境和挑战进行了分析。我国落实“双碳”目标资金缺口巨大,一部分未完成工业化的城市,其投资主导仍以发展地方产业和经济为主,另一部分已完成工业化的城市将加快迈向城市化,其城市化进程中的大量建筑需求和社会能源资源消费仍会给碳达峰目标带来巨大压力[7]。此外,疫情的肆虐对各国经济发展造成了极为深远的影响,对世界经济发展模式、生产方式和消费行为都将带来深刻变化[8]。
根据中国社会科学院工业经济研究所相关资料显示,在对44个行业1995—2007年间碳排放增长的统计调查中可看出:电力热力生产与供应业、石油加工、煤炭开采、金属冶炼、交通运输、设备器材制造业等行业为传统高碳排放行业;根据世界银行2017年调查资料显示,在未来2030年前实现节能减排目标,70%减排潜力来自建筑节能,而建筑业碳排放是来自材料、施工、运输、维护、使用等建筑业全生命周期多个环节共同作用的结果。能源行业、建筑行业、交通运输行业、工业制造行业四大碳排放行业几乎覆盖人类衣食住行全部领域,所涉及细分行业众多,落实行业绿色转型必须从顶层进行系统性可持续设计,兼顾行业产业链中各细分环节。
行业的基础单位是企业,要落实行业绿色转型,企业是最终执行者。企业绿色转型中涉及绿色园区认定、绿色工厂认定、绿色供应链认定等绿色标准认定。工业和信息化部近年来在工业系统推进全方位全过程绿色设计,截至2020年8月遴选出的四批绿色制造示范名单,包含1 402家绿色工厂、1 097种绿色设计产品与90家绿色供应链管理示范企业,有效提升了行业绿色低碳发展意识,加大了绿色产品供给,引领和带动了绿色消费,有力促进了工业绿色低碳循环发展。截至2020年9月,根据我国工信部累计共发布五批全国绿色制造绿色园区统计可知,一方面,我国绿色园区数量逐年增长加快,部分地区实现绿色工业园区从0到1的跨越;另一方面,我国现阶段绿色发展水平严重参差不齐,以江浙地区为代表的华东区域绿色发展水平呈现大幅度领先趋势,而东北地区绿色发展仍需投入更多关注。
早在20世纪80年代,联合国就倡导生态设计成为可持续发展议题的核心,当设计更早地融入生产意识、消费意识、环保意识时,大多的环境问题可及早预防和被干涉。可持续设计从最早的绿色设计思潮开始,就包含了对环境保护及社会责任深刻的思考。绿色设计“4R”理念(Reduce, Reuse, Recycle, Regeneration)[9]在融合生命周期评价方法下,逐渐质变成“生态设计(Eco-design)”。表现为三个核心理念:生态美学与协调发展理念,生态未来愿景的共同体理念,以及绿色设计思想和生态系统设计的理念。实现设计赋能“人类发展受环境制约”到“生态环境是人类发展的基石”的可持续目标[2]。宏观层面上,生态设计的对象已从绿色产品设计本身逐渐扩散到产品服务系统设计、绿色协同设计、社会文化创新设计和系统转型设计等系统层面;微观层面上,生态设计从顶层介入企业产品设计理念,将原本对产品本身的材质、工艺、结构的绿色优化升级至全面思考产品设计全生命周期各阶段对环境的影响评价,从材料设计、工艺设计、生产线设计、绿色运输设计、回收再利用等多个方面进行优化,以降低产品生产活动和使用消费过程对环境的影响。
构建生态文明体系、加快绿色发展是一项巨大的系统性工程,需要以可持续设计的理念来进行系统谋划。周宏春从宏观政策导向为切入点,对生态文明建设整体战略框架要点进行梳理。能源方面:首先从能源结构调整出发,以可再生资源制衡化石能源使用比例,着重深化电力改革,从源头控制碳排放;其次从碳排放重点行业着手,推动行业绿色制造、节能减排、绿色低碳运输;最后推动绿色低碳技术实现重大突破,完善低碳评估体系、交易体系和科技创新服务平台。经济方面:(1)完善绿色低碳政策和市场体系,健全绿色低碳循环发展经济体系,加快推进绿色供应链建设;(2)提升生态碳汇能力,提升生态固碳作用,提升生态系统碳汇增量;(3)加强应对气候变化国际合作,推进国际规则标准制定。
设计作为一门应用学科,应为国家战略制定提供技术咨询及策略支持[10]。近年来,随着“双碳”目标的确立和生态文明建设的可持续推进,未来可持续设计将呈现设计领域广泛化、应用场景复杂化、实施载体系统化的趋势:(1)设计领域广泛化:过去创意设计主要服务于热门消费经济,较少面对能源结构调整、产业绿色发展、生态经济转型等领域。现在,设计学科面向我国生态文明建设,应以“绿色设计制造体系”的整体视角,不断重构生态保护、人类需求、资源开发、设计标准、服务系统、消费模式等要素之间的关系,持续创造生态可持续发展的系统性解决方案。(2)应用场景复杂化:突如其来的疫情所引起的对原有的世界经济秩序造成巨大冲击:初步构建的碳排放交易体系碳价多次下滑;部分国家疫情导致经济崩溃难以履行国际协定;各国消费者行为和能源消费领域发生巨大转变以及强烈的经济复苏需求与后疫情时代各类应用场景的巨变,也会对未来几年可持续设计策略制定带来直接影响;(3)实施载体系统化:设计创新有力促进了产业转型升级,也带动了设计自身从理念、方法、实现方式等方面的革新。可持续设计作为一种发展理念直接参与到社会发展战略的制定与实施中,设计理念的实施载体从产品扩展至政策、经济模式、生活理念、评估体系等多元化对象。
在我国“三新(新发展阶段、新发展理念、新发展格局)+四个面向(面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康)+双循环(以国内大循环为主体,国内国际双循环相互促进)”的发展格局下,基于我国生态文明建设绿色发展面临的实际问题,季铁提出了可持续设计参与生态文明建设绿色发展的重点方向及设计战略:面向能源结构调整的生态系统创新设计、面向经济发展模式转型的可持续产品设计与服务系统设计和面向后疫情时代智慧城市构建的绿色协同设计[11](图1)。
图1 可持续设计参与生态文明建设绿色发展战略
能源结构调整是我国实现生态文明建设经济社会环境协调发展紧迫要求之一。季铁指出,在能源转型过程中加大清洁能源开发力度提升新能源利用效率的同时,从围绕能源开发的全生命周期进行顶层生态系统创新设计,探究可持续、可复制、可操作的生态设计方法与实践模式,充分融合文化与科技,将能源开发过程智能化、可视化、人性化,实现“开发中保护,保护中发展”的能源开发过程低碳可持续转型战略。湖南大学设计艺术学院教授、泉州湖南大学工业设计与机器智能创新研究院执行院长刘永红以生态矿山开发体系设计为例[12],基于重构理念,以时间重构(开发前期、开发中期和开发后期)、空间重构(现实空间、虚拟空间和体验空间)和资源重构(显性资源如水资源、地质资源和空气资源;隐性资源如信息资源、文旅资源和农业资源等)的维度对矿山开发过程进行生态系统重构与创新设计,通过可持续设计理念及生态设计方法降低矿山开采活动对生态环境的直接影响,将原有资源进行整合提升资源利用效率,数字化技术的融入使矿山开发风险管控能力得到提升,为实现生态资源循环可持续开发提供一种新的设计与规划思路。
作为会议组织者及主持人,刘永红指出,现代工业设计是沟通科学与文化、技术与艺术的桥梁,其核心是将问题重新界定为机遇,以绿色设计宏观评价标准为基础的工业设计,致力于实现经济社会生产过程中环境保护与经济效益的两大目标平衡发展。企业视角下的设计转型,以深度协同企业的服务机制加深度协同制造业产业流程的两个深度设计协同方针,搭建起企业与用户之间的桥梁,将外观零散式设计整合为高端综合性设计、系统性设计服务;将短期合作打造为长期合作;将设计与企业产品开发流程割裂的现状调整为设计与企业开发流程深度合作的未来。湖南大学设计艺术学院王海宁副教授以健康文化产业中“穿戴云”的数字化服务为例,系统地介绍了可穿戴式设备的人因数据研究在智慧医疗、健康穿戴、智慧养老、健康人居环境、职业健康和公共健康等类型企业视角下的服务方式,并从“穿戴云”的实践发展中找到数字化服务演变的趋势:在未来,服务设计的数据将从“浅数据”发展到“深数据”;从“冷数据”发展到“热数据”;从单模态数据发展到多模态数据;从面向情境的计算到跨平台的万物互联,进一步提升人因数据在企业产品全链设计过程中的参与方式和参与深度。
绿色设计是包含多角色、多维度、多阶段性的系统性的庞大设计体系,生态环境部环境规划院环境政策部副主任董战峰研究员强调了构建科学的绿色发展评价体系和有效的测评制度对于生态文明建设和绿色发展的重要性和必要性[13]。董战峰指出,对于包含绿色设计理念的产品全生命周期,宏观层面要纵向拉长绿色设计的生命周期长度:从产品源头到末端整个生命周期的可持续性和对外部生态环境的影响性全部进行系统性优化的集成设计,并通过构建生态设计标准体系、绿色设计数据库、绿色设计技术评价体系等宏观评价标准来对产品进行绿色设计约束;微观层面要横向扩大绿色设计的对象:对产品的材料、制造、回收、物流、包装、循环利用等每一个环节加以绿色设计,对该产品的资源环境影响、碳排放量、工艺、技术、供应链进行全方位分析,以确保产品的绿色可持续性。
企业绿色转型将企业界形象从污染制造者转型为可持续发展的重要推动者。企业绿色转型倡导可持续生产,抑制资源耗竭性生产,同时企业从高度依赖固定资产投资驱动的经济增长模式转型为依托文化、设计与科技协同创新驱动的经济增长模式。中国人民大学环境学院靳敏教授指出,通过生态设计探索提升产品全生命周期的生态效率的途径,在减少资源消耗和污染物排放的同时,设计赋能将产品附加值最大化,将是促进企业实现良性生态经济可持续发展的根本路径。在实现绿色发展过程中,企业并非唯一的“减碳”责任方。通过政策推广绿色产品,对现有消费经济模式进行正向引导,从而助推绿色供应链构建[14],对推动全面实现绿色发展同样有着不可或缺的重要作用。
我国消费者的“可持续发展绿色消费”理念不仅来自“道法自然、天人合一”的传统生存理念影响,还需要政府进行宏观的政策引导来强化消费者的绿色可持续消费意识。世界绿色设计组织执委、光华设计基金会秘书长张琦认为,企业维度,通过政府鼓励企业积极参与“绿叶标”等绿色企业标志认证和“绿色设计”信息、技术、材料、项目、资本、人才等交流合作,尽早从源头考虑减碳方案,积极提升产品生态效率;消费者维度,通过媒体对“绿色发展”“可持续理念”等绿色文化输出,引导消费者进行绿色选购,从消费端促进企业更多进行“可持续设计”,由此实现政府—企业—消费者的绿色理念传递,支持绿色供应链发展,形成全社会生态文明建设绿色发展的良性发展循环。
沈阳工业大学工业设计系主任魏喆教授通过国内外企业绿色转型升级典型案例解析,从工业设计降低企业经济成本、增加企业生产效益、增加产业价值、开拓市场与客户四个方面的价值,系统描述了设计在企业实际制造生产中发挥的作用。魏喆总结指出可持续设计可为企业带来以下四点贡献:第一、设计提升产品溢价;第二、设计赋能改善产业模式,创造客户高增长和可持续商业模式;第三、设计赋能高效展示途径,打开消费者市场;第四、设计赋能构建制造业绿色产业全链框架,推进先进制造体系的实施。
构建低碳共享生态链,完善绿色供应链也是推动产业绿色低碳发展的重要任务之一。湖南大学艺术设计学院沈浩博士通过真皮“智造”的低碳共享生态链设计案例,清晰展现了可持续设计理念下的共享生态链的构筑脉络。以真皮“智造”为例,通过数字孪生系统实时建模提高设计效率,应用皮革缺陷智能定级系统高效AI检测缺陷并予以原料分级,以智能排料算法极致减少原材料耗损,以全自动真皮裁切流水线提高裁制生产效率;在共享生态链构建环节,设计阶段通过云数据库人体数据共享获取设计数据基础;商业定位环节通过真皮市场大数据辅助定位目标产品的市场定位、人群喜好等数据;生产制造环节通过真皮裁剪共享流水线,降低裁剪成本,提升裁剪效率。低碳共享绿色供应链极大效率的提升了企业的生态效率,有效降低企业生产环节中不必要的碳排放及生产成本。
乡村是具有自然、社会、经济特征的地域综合体,兼具生产、生活、生态、文化等多重功能,是生态文明建设和实现“双碳”目标的重要领域,因此可持续设计以“设计融入社会创新”的服务设计视角持续参与到“乡村振兴”绿色发展中,具有十分重要的意义。以季铁教授带队的湖南大学“新通道设计与社会创新项目”为例,项目组在湖南省通道县、湖南省隆回县、新疆、内蒙古呼伦贝尔、云南省香格里拉等地深入实践设计实践创新活动,在保护当地自然环境、社会文化的基础上促进了当地经济、文化与社会资源的可持续发展,积极探索了可持续设计在乡村振兴中设计实践绿色发展的方案。在中国特有的国情语境下,可持续设计服务于城市或者乡村生态可持续发展的主要逻辑侧重各有不同。北京服装学院、中国生活方式设计研究院何颂飞教授将城市与乡村之间依附关系进行分类,并根据其社会发展核心主体、该社会形态主要特征及该社会主要矛盾进行推演,进一步厘清设计参与推动经济建设发展的主要逻辑。何颂飞以陕西佳县泥河沟村乡村振兴生态设计为案例,通过绘制用户旅程地图、服务设计系统、关键接触点设计,泥河沟村创造了“合作社+农户”的新民宿服务模式和“合作社+互联网”的红枣产品服务设计,以文化赋能现有文化资源、林下资源绿色带动乡村经济绿色发展。
疫情的爆发对各国已造成中长期影响,疫情常态化对各类城市绿色发展的构建提出了更多的可持续设计要求。按城市发展类型不同,可分为工业主导型城市、消费主导型城市、综合发展型城市和生态优先型城市;按城市发展程度不同,可分为已完成工业化城市、尚未完成工业化城市。庄贵阳针对不同类型城市提出碳达峰路径设计:工业主导型城市可通过聚焦能源优化及工业设计推动产业结构升级,同时积极运用低碳技术改造提升传统产业,提高资源利用效率;消费主导型城市可通过聚焦建筑、交通领域低碳发展与碳排放控制,服务设计改变消费行为引领消费侧改革;综合发展型城市可通过聚焦工业、能源、建筑、交通四大重点部门的碳排放控制,构建多元化产业体系;生态优先型城市可通过聚焦生态保护和生态修复,建立产业生态化和生态产业化的全生命周期生态经济体系,发展创新型绿色经济。针对不同发展程度城市,已完成工业化地区可主要聚焦生态修复及建筑交通领域碳排放控制;未完成工业化城市可通过聚焦生态保护及能源优化,控制工业领域碳排放控制,建立边保护边开发模式。
杨丹辉指出,目前我国各行业减排空间已逐步达到临界点,传统路径下重点减排行业减排难度系数增大。以建筑行业为例,中国房地产业碳排放占世界碳排放总量的8%,然而建筑行业供应链错综复杂生命周期长,如要显著实现行业减排,必须从整体调节该行业资源配置模式和革新建筑业态等方面进行深入研究。可持续设计基于地域文化研究、用户行为生活方式研究等,可通过生态、空间、信息、资源等要素整合,加持土地管理设计、交通流动设计、建筑材料设计、商业与共享创新设计、环保与应急机制设计等绿色协同设计方法,通过数字集成管理、数字孪生等工业4.0时代新技术,探索建筑行业可持续设计新模式,构建绿色协同的可持续发展智慧城市。
随着生态文明建设和绿色发展的深入推进,设计赋能绿色发展促进产业转型升级的广泛实践,传统产业结构、能源结构、运输结构明显优化,绿色产业比重不断提升,基础设施绿色化水平不断提高,清洁生产水平持续提高,生产生活方式绿色转型成效显著,生态环境持续改善,设计赋能推动产业转型升级的实践成果证明,生态设计对推动我国生态文明建设和绿色发展起到巨大作用。但实际操作中生态设计能力不足仍是制约产业转型升级的瓶颈问题,在设计基础研究与数据积累、设计工具与方法、设计人才培养、试验验证以及公共服务能力等方面仍亟待加强。设计学科仍需沉淀,需要推动生态设计与生态经济领域更深度融合,对生态设计的理念、路径仍需更深层的探索。本次论坛从做好规划引导、深化供需对接、加大政策支持、优化发展环境等角度探讨了破解的思路与举措。通过论坛的思想碰撞,与会代表对习近平总书记关于“绿色发展方式和生活方式是发展观的一场深刻革命”的精辟论述有了更全面更深刻的理解。
可持续设计促进绿色发展,是在“双碳”目标下推进生态文明建设、加快绿色发展的必然选择和紧迫要求。创新驱动是设计的内核,加强可持续设计的理论、方法和实践的创新,对生态设计的内涵和理念进一步深化提升,构建生态设计能力提升的设计服务新体系,从重点领域的生态设计发展切入,带动绿色发展新理念和新方法推广普及,以试点示范带动产业设计能力全面提升,推动短板领域设计问题有效改善、人才培养模式创新发展,将更高效地服务于生态文明建设,促进“双碳”目标的实现,不断推动我国经济高质量绿色发展。