二、“互联网+”绿色制造发展的时代背景

随着第四次工业革命在全球范围内风起云涌，以云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等为代表的“互联网+”技术创新迅速，加速与制造业各领域全面深度集成，带动制造业向高端化、智能化、绿色化方向迈进，为经济的可持续发展开辟了新道路、拓展了新边界、注入了新动力。在这样的趋势下，发达国家纷纷加快战略布局，将互联网技术与制造技术深入融合，特别是通过互联网融合创新的技术、产品与模式促进制造业的绿色发展，以抢占经济发展先机和战略制高点。我国正处于两个强国建设关键时期，以“互联网+”促进制造业绿色化发展，已经成为实体经济高质量发展的关键途径和重要依托。

（一）“互联网+”绿色制造是第四次工业革命的重要内容

历史上每一次信息技术与制造业的融合都有效促进了制造业的节能降耗与可持续发展。从20世纪50年代开始，计算机技术被引入制造领域，数控系统由此诞生并推动大批量、规模化生产能力的大幅提升。70年代起，软件工程、图形图像、数据库等技术兴起并成熟，CAD进入商用领域，制造业逐步进入计算机集成制造阶段，极大地缩短了产品从研发到批量生产的周期。90年代，互联网开始商用、桌面操作系统快速发展、商用软件极为丰富，ERP、MES、PLM等专业系统投入应用，制造企业生产管控和组织管理能力全面提升，进一步降低了产品全生命周期的能耗污染。

21世纪以来，以互联网技术为代表的新一代信息技术向工业研发、设计、生产、流通、服务、回收、管理等各环节加速渗透，驱动新产品、新模式、新业态不断涌现，信息技术在工业中的作用从过去的单点应用、环节集成发展为全面渗透、深入融合，为工业发展赋予了网络化、个性化、服务化、智能化、绿色化的新特征，推动进入工业互联网时代，绿色制造、绿色发展得到进一步深化。信息技术与绿色制造的融合发展历程如图1-1-1所示。

（二）“互联网+”绿色制造已成为全球主要国家的共同选择

欧美发达国家基于制造业和信息通信领域的产业技术积累，在绿色制造技术、融合应用体系与经济社会需求等方面发展较为成熟。目前，发达国家推进“互联网+”绿色制造的方式，主要是将绿色制造技术、标准等纳入国家制造业发展战略，并推动在绿色制造技术中叠加先进互联网技术，将绿色制造与智能制造等产业发展趋势、发展路径紧密融合。

1. 加快构建系统性战略规划

系统性战略规划是发达国家推动制造业绿色发展的重要举措。

在美国，早在2013年，美国能源局能效和可再生能源办公室即启动“清洁能源生产计划”，旨在提高美国清洁能源产品制造的竞争力，并提高制造业能源使用效率。美国能源局能效和可再生能源办公室下设的先进制造办公室负责辅助“清洁能源生产计划”相关项目的管理和执行，如为企业及研究机构提供共享的研究设施及其他各类资源。目前，先进制造办公室在整个美国制造业创新网络中所扮演的角色，就是通过共享资源，解决跨领域清洁能源与能效提升等共性问题。从战略规划的内容看，美国推行绿色制造既有关于分项领域、前沿技术的战略规划，也有从宏观经济环境角度对绿色发展战略的整体规划。在分项绿色制造技术方面，美国提出把“精确成形工艺”发展为“无废弃物成形加工技术”（Waste-free Process）。美国从2014年开始实施的先进制造战略，将增材制造、新材料、连续制造、数字设计与制造等推动绿色低碳发展的制造技术作为引领未来产业发展的关键，其本质就是推动制造业的智能化、绿色化发展。美国2015年10月发布的创新战略，聚焦“推动清洁能源技术发展并提高能源利用效率”，合力推动经济的绿色可持续发展。

在日本，政府致力于通过企业、人、数据、机械相互连接，产生新的价值，创造新的产品和服务，构建新型数字社会。2012年，日本发布的《绿色增长战略》细化了蓄电池、环保汽车、海上风能发电等核心内容，目的是广泛培育包括零部件、材料在内的环保产业。2017年，日本经产省出台“互联工业”战略，将生物技术及材料列为重点领域之一，以解决人手不足、社会环境能源制约等紧迫性很强的社会问题。

在欧盟，推动绿色制造的系统性战略规划发挥了积极引领作用。2015年12月，欧盟发布《欧盟循环经济行动计划》，推动先进适用技术在产品设计、生产、消费、回收、研发、投资等各环节的绿色循环改造。同时，欧盟还推动EU环保标签的使用，以识别那些对环境有不利影响的产品。2019年11月，欧盟发布《增强欧盟未来工业关键战略价值链》报告，将低排放产业确定为六个战略价值链之一。该报告指出，在达成减排目标的同时，推动传统工业部门转向低碳发展模式，对能够显著减少温室气体排放可能的技术解决方案进行资助；制定低排放技术应用全生命周期评估方法；大力发展循环经济，持续提高原材料回收利用效率；开发新型能源系统，推动能源密集型产业向气候中性过渡；规划建设低排放产业基础设施，减少项目建设审批时间。2019年12月，欧盟发布了应对气候变化、推动可持续发展的“欧洲绿色协议”。该协议提出，到2050年，欧洲将成为全球首个“碳中和”地区，即二氧化碳净排放量降为零，并为此制定了详细的路线图和政策框架，将发展重点聚焦在清洁能源、循环经济、数字科技等方面，政策措施覆盖工业、农业、交通、能源等几乎所有经济领域，以加快欧洲经济从传统模式向可持续发展模式转型。

在德国，积极利用先进互联网技术改造提升传统制造领域的网络化、智能化、绿色化、服务化水平，是工业4.0战略的主要推进路线。从战略目标看，“资源效率（含环境影响）”被列为工业4.0的八大关键领域之一，即通过提升生产制造的智能化水平，实现资源利用效率的大幅提升与污染排放的显著减少。2019年，德国发布《德国工业2030战略》，将绿色科技等十个工业领域列为“关键工业部门”，为相关企业提供更廉价的能源和更有竞争力的税收制度，将垄断法执行标准放宽，允许形成“冠军”企业，并采取个性化的优惠与扶持政策支持中小企业发展。

2. 强化绿色化发展的成效目标

绿色制造推行的重要前提是提出绿色制造的目标和评价体系，并作为严格执行的制度标杆。在这方面，发达国家经验丰富、成效显著。

在美国，为实现资源与能源的高效利用，2012年美国提出了到2020年原材料消耗量减少15%、加工废屑减少90%、能耗减少75%的目标。同时，美国推进持续更新现有绿色制造标准，不断提高能效、水耗、排放等标准，如提出到2030年建筑物、工业设备和用户设备能效标准提升一倍。

在德国，机械设备制造业协会（VDMA）发起“蓝色能效”（Blue Competence）高能效机电产品倡议，提出实现机床减重50%以上、能耗降低30%～40%，报废后机床100%可回收等目标。

在英国，《制造的未来：英国的机遇和挑战新时代》中提出，实施绿色制造以提高现有产品的生态性能，重建完整的可持续工业体系，实现材料消耗节约75%、温室气体排放减少80%的目标。2018年，英国发布的《英国工业2050战略》中指出，在全球资源匮乏、气候变化、环保管理完善、消费理念变化的背景下，要建立可持续发展的制造业，促进英国2050年温室气体零排放目标的达成。

3. 持续加大对绿色制造的研发投入

绿色制造是相对概念，需要不断集成应用新兴技术，持续推动生产制造向更加绿色、低碳、循环方向发展。因此，对各类绿色设计、生产、工艺、环保等技术的研发突破，成为发达国家推进绿色制造的重要手段。

在美国，研发投入是联邦政府资金支持的重点。通过各部门下设机构，在大型制造业相关项目中设立绿色制造专栏，向企业提供资助。例如，2014年8月，美国能源部宣布在31个燃料效率研发新项目中投入超过5500万美元的资金。

在欧盟，2019年发布的“欧洲绿色协议”提出可持续欧洲投资计划，规定未来在欧盟长期预算中，至少有25%专门用于气候行动。

在德国，2019年联邦政府通过的“德国气候保护一揽子计划”中提出，将通过气候基金在原有1.8亿欧元的基础上，追加超过3亿欧元投资绿色氢能领域，同时投入3.6亿欧元用于推动其他环保技术的发展。

4. 完善支撑绿色化发展的公共服务

公共服务是发达国家普遍重视的环境建设内容。在绿色制造推进过程中，欧盟尤其重视公共服务体系的建设与内容查询。一是搭建公共服务平台，中小企业可通过平台试验其商业创意，并助力形成创新产品和服务。欧盟多渠道支持关键使能技术平台的发展，并通过基础设施建设和渠道创新等，协助中小企业获得这些技术支持。二是建立一个网络工具，帮助中小企业以最便捷的途径，找到所需技术服务中心，加速创意的商业化进程。三是部署关键技术的试点生产线，为试点提供相应支持，并向欧盟反馈试点结果，在考察合格后推动产品规模化商用。四是建立在线分析工具，为政策制定者和商业从业者提供专利、贸易、生产、需求和商业表现等技术应用与部署信息。

5. 积极开展绿色制造领域人才培训

产业发展的竞争归根结底是人才的竞争，绿色制造的推进在很大程度上也取决于人才的质量和数量。美国大力提倡“绿领”的概念，出台“绿色就业与培训计划”，重点围绕能源效率和可再生能源工作岗位，每年从培训基金中拿出1.5亿美元，资助联邦和地方政府的就业培训计划，每年培训3.5万名工人进入“绿色”行业。同时，美国环境保护局（EPA）计划通过气候引领项目（Climate Leaders Program），向企业提供污染排放和有毒化学品使用方面的专家和培训。

欧美国家市场经济发达，对产业和经济的政策扶持主要通过功能性手段实现，除研发投入、公共服务、人才培训等重点领域外，政府采购、绿色壁垒等也是重要措施。例如，美国政府计划到2025年联邦大楼中所用能源至少30%来自可再生能源，各机构公务用车中至少有50%是零排放或混合动力车辆，通过政府采购支持插电式电动汽车等交通工具的发展应用。同时，美国各州规定，政府优先购买使用再生材料的产品。欧盟通过设置“绿色壁垒”提升绿色制造产业的竞争优势，以“报废电子电气设备指令（WEEE）”“关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令（RoHS）”和“耗能产品指令（EuP）”三个指令迫使各国出口商满足欧盟能效等要求，并持续通过税收、贸易、公共采购等政策，推动欧盟气候行动顺利进行。

（三）我国推进“互联网+”绿色制造需求迫切

自改革开放以来，我国经济长期保持较快发展，取得了举世瞩目的发展成就。随着工业化的快速推进，我国制造业规模不断扩大，我国已成为名副其实的世界工厂和制造业大国。但是，我国在工业总体上尚未摆脱高投入、高消耗、高排放的发展方式，资源能源消耗量大，生态环境问题较为突出，改造升级需求迫切，亟待加快构建科技含量高、资源消耗低、环境污染少的绿色制造体系。

1. 能源使用效率偏低

目前，我国制造业仍处于全球产业链中低端，绿色制造技术水平低，生产方式粗放，资源、能源、环境、市场等约束不断加剧，长期依赖的人口红利、低成本优势逐渐削弱。从主要行业看，我国钢铁行业平均能效水平比国际先进水平落后6%～7%，建材落后10%左右，石油化工落后10%～20%；纺织染整工业废水排放强度比发达国家高2～3倍；木浆造纸COD排放强度比发达国家高50%。世界银行的数据显示，2019年，我国能源消耗量约为818亿美元，占GNI比率为0.6%，虽然低于世界平均水平，但是和发达经济体相比仍有明显差距（见表1-1-1）。

2. 资源利用水平仍需提升

我国资源消耗量较大，资源利用水平需要进一步提升。2017年[1]，我国淡水取用总量高达5918亿立方米，占世界淡水取用总量的15.2%；与发达国家和地区相比，我国的淡水取用量分别是美国、英国、日本、欧盟的1.33倍、70.45倍、7.29倍和3.02倍。2019年，我国自然资源消耗量占GNI的比重达0.7%，虽然与世界平均水平持平，但远高于欧美等发达国家和地区（见表1-1-2）。推行绿色制造，还需进一步提升资源的综合利用率，持续降低制造业对资源的消耗水平。

3. 环境污染状况有待改善

我国的环境污染状况不容乐观，改善环境污染现状是推行绿色制造面临的一大挑战。根据世界银行的统计数据，我国在2016年的温室气体排放总量达到98.93亿吨二氧化碳当量，约占世界温室气体排放总量的30%。2017年，我国年均PM2.5浓度达到了52.7微克/立方米，远高于美国、英国、日本、欧盟等发达国家和地区的水平。2019年，我国二氧化碳排放损失占GNI比率高达3.1%，颗粒物排放损失占GNI比率达到0.4%，均高于世界平均水平，也远高于欧美等发达国家和地区的水平（见表1-1-3）。

4. 产业结构不平衡

近年来，我国能源及资源密集型产业发展迅速，在制造业中占比较高，钢铁、电解铝、平板玻璃、水泥、造船、建材等传统产业产能过剩问题突出，平均产能利用率不足80%，低于世界平均水平。不少新兴产业，如多晶硅生产行业也出现了产能过剩的迹象。与此同时，绿色产业发展不足，与绿色可持续发展相关的关键装备、核心零部件和基础软件等长期依赖进口，绿色制造技术难以满足各行业绿色化转型的需求。

以汽车产业为例，在汽车产销量和保有量不断增长的同时，我国报废拆解的汽车数量规模也在不断提升。商务部发布的数据显示，2019年我国报废汽车数量为195万辆；以每辆报废汽车平均重量为2.5吨计算，2019年我国报废汽车重量约为487万吨。2020年1-2月我国报废汽车重量约为29万吨。与制造新品相比，再制造可节能60%，节材70%，节约成本50%，且几乎不产生固体废物，大气污染物排放量可以降低80%以上。从发达国家经验看，再制造零部件在售后维修市场占据重要地位，欧美等国家和地区再制造产品在汽车售后市场占比均超过70%，而我国由于相关产业、技术、政策方面的滞后，再制造产品市场还存在很大空缺。