设计＋产业｜践行城市可持续发展理念，以绿色设计引领科技创新的探索性思考
2020-03-10 16472019年10月，第二十一届中国专利奖评选结果出炉，共有874项专利获奖。其中，北京“设计之都”核心区内的至玥腾风科技集团有限公司、北京博锐尚格节能技术股份有限公司、北京汇园生态科技有限公司3家高新技术企业，分别凭借“一种发动机中置的增程式电动汽车”、“建筑能耗异常监控方法和装置”、“城市静脉产业园及构建方法以及固体废物处理系统及方法”3项发明专利，荣获第二十一届中国专利奖优秀奖。值得关注的是，至玥腾风科技集团有限公司凭借出色的表现，成为2019年度北京地区46家国家知识产权优势企业之一，表现出核心区企业良好的自主创新能力。
一
三家高新技术企业获奖专利项目特色鲜明，共同以设计推动绿色循环科技领域的自主创新
（一）至玥腾风科技：聚焦新能源汽车领域的研发设计
拥有新能源汽车系统性设计核心业务板块的至玥腾风科技集团有限公司，是一家专注于高新技术研发与产业化的“双高新”企业。近年来，至玥腾风科技旗下的新能源汽车业务板块持续发力，成功设计了允许悬浮轴承量产化的技术，研发出了拥有自主知识产权的“磁使能式动压空气轴承”与“航空动力增程式电动汽车”。本次获奖的专利项目为“一种发动机中置的增程式电动汽车”，设计研发团队通过对现有增程式电动汽车的车身、涡轴发动机、电池组、发电机、整车控制器、驱动电机、燃气控制器等部件的布局进行重新设计与优化，发明了具有能源转换效率高、车辆动态操控性优、续航里程长及车身强度高的中置型增程式电动汽车，实现了微型燃气轮机动力系统总成在汽车上的首次真正应用。
基于“一种发动机中置的增程式电动汽车”
技术设计研发的车型
（二）博锐尚格：专注智能建筑领域的能源设计
北京博锐尚格节能技术股份有限公司是一家建筑数字智能化运维领域的专业服务商，运用绿色能源设计理念，可为不同建筑提供能源全过程量化管理解决方案。本次获奖的专利项目是由博锐尚格发明的一种建筑能耗异常监控方法和装置，通过对所监控建筑的历史逐时电耗数据进行统计分析，确定所监控建筑的逐时历史电耗范围，并依照相同的统计分析方法，确定了同气候区及同行业建筑标准电耗范围，建立了电耗异常监控系统，从而依靠该系统相关数据，进行系统性能耗管理设计，解决了由于自控系统漏洞及人员操作水平低造成的能源浪费问题，为建筑智能化、及建筑节能化提供了良好的能源设计解决方案。
基于“建筑能耗异常监控方法和装置”的
工程项目设计解决方案
（三）汇园生态科技：探索资源循环领域的生态设计
北京汇园生态科技有限公司是一家致力于资源循环生态链设计的科技公司，通过设计构建城市静脉产业园及资源回收可持续利用循环模式，发明了一种城市静脉产业园区构建及固体废物处理方法。该发明将城市作为有机整体，通过对化石类垃圾处理系统及生物质垃圾处理系统进行优化创新，设计了科学化、系统化的资源循环解决方案，实现了“资源——产品——再生资源”闭环模式的同时，填补了城市垃圾处理专业理论体系的空白。静脉产业园的设计理念，体现在可将垃圾收集、处置和资源利用等核心工艺流程从行业、技术、物料、管理等维度进行了系统性的高效集成，为城市垃圾集中处理和资源利用提出了全新路径，从而实现了城市垃圾处理领域的绿色、循环、低碳的发展目标。
基于“城市静脉产业园及构建方法以及
固体废物处理系统及方法”的设计建设运营方
以上三家高新技术企业的获奖专利，涵盖了新能源汽车、绿色节能建筑及资源再生循环三大绿色科技领域。由此可见，以绿色设计为理念的科技创新，正逐渐成为科技创新与成果转化的发展趋势，将为提升城市生态环境、倡导能源高效利用以及助力城市可持续发展，提供系统性解决方案。
二
新时期应牢牢把握发展城市绿色循环经济产业的外部政策环境和内生创新动能
面对全球日益严峻的资源和环境形势，中国作为负责任的大国，主动积极应对经济发展过程中的生态环境和可持续发展问题，从建立健全环保法律法规、优化调整产业结构、鼓励发展循环经济、推进绿色科技创新、强化环保宣传力度等多维度、多层次，构建起了生态环境保护与治理体系，肩负起了环境治理的使命担当。城市作为践行可持续发展理念的核心载体，正不断强化城市发展路径的顶层设计，通过技术创新，以绿色环保的循环科技不断改善区域生态环境，从而提升人民生活的“幸福感、获得感、安全感”。
（一）发展城市绿色循环经济具备良好的外部政策环境
一是生态环境治理与发展绿色循环经济受重视程度不断提高
党的十九大四中全会审议通过的《中共中央关于坚持和完善中国特色社会主义制度、推进国家治理体系和治理能力现代化若干重大问题的决定》明确界定划分了“最严格的生态环境保护制度、资源高效利用制度、生态保护和修复制度、生态环境保护责任制度”四大类基础性生态文明制度体系，构建了一个相对完整的生态文明制度体系框架。此外，近年来，国务院、国家发改委、环境保护部、工信部、财政部等多部委相继出台多部涉及生态环境治理与保护、传统工业产业转型升级、促进绿色循环经济发展等方面的相关政策。从法律约束层面到产业鼓励层面均有相关政策出台，显示出国家对发展绿色循环经济的高度重视。
二是政策支撑为绿色循环节能相关产业带来难得历史机遇
近年来，国务院等国家多部委相继出台了《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》、《关于加快推进新能源汽车在交通运输行业推广应用的实施意见》、《关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》、《住房城乡建设事业“十三五”规划纲要》、《关于加快推进再生资源产业发展的指导意见》《生活垃圾分类制度实施方案的通知》等多项鼓励发展新能源汽车、绿色节能建筑及资源回收再利用行业的相关政策指导性文件，不断支持三大领域的技术创新与产业革新。因此，新时期发展绿色循环经济需要借助科技创新手段，以科技赋能产业，带动区域经济协调发展，为城市的可持续发展注入科技活力。
（二）发展城市绿色循环经济既有外部需求更有内生动力
一是新能源汽车产业已具备较好的规模效益优势和发展环境
截止目前，我国拥有世界最大的新能源汽车市场，最完整的产业配套体系、最完善的政策支持体系以及最领先的技术研发团队。近年来，随着产业的日趋成熟，一批具有国际竞争力的优秀企业相继崛起。在不断强化科技创新研发实力的过程中，我国的新能源汽车产品品质显著提升，中高端车型市场份额不断提高，产业结构持续优化。据官方数据统计，2019年我国全年新能源汽车产销量超过120万辆，表现出了良好的发展态势。
二是绿色节能建筑产业已具备成熟的能耗管理技术和理想的应用场景
据统计，中国90%以上的大型建筑能源消耗巨大，然而在城市资源有限的情况下，大型建筑进行智能化、节能化管理，减少建筑日常运转的能源消耗，成为行业领域的核心焦点。截止目前，我国在建筑能源消耗的统计方面，已经积累了大量数据，随着新一代信息技术不断发展，现有技术可以通过构建面向大数据的建筑能耗与环境实施管理监测云平台的方式，对大厦的能源消耗进行实时监控，并且通过数据算法优化能源管理，使建筑在满足日常使用的同时，尽可能的降低能源消耗。因此，新一代信息技术的创新应用在提升建筑能效管理的同时，不断拓展和延伸了绿色节能建筑的应用场景。
三是再生资源循环产业持续增长更加期待体系化的生态设计
在我国循环经济发展战略的引导下，再生资源回收与利用行业一直以来都受到了政府的高度重视。近年来，钢材、有色金属等原材料的社会消费积蓄量不断增长，电器电子产品、塑料、橡胶制品等产品的报废量也持续增加，进而形成数量巨大、种类丰富的再生资源。但整体来看，我国的再生资源回收利用率较低，主要品种的回收率甚至低于60%，与部分发达国家80%-90%的回收率存在显著的差距，再生资源循环利用产值尚存较大提升空间。同时，受制于技术水平及缺乏体系化的生态设计等因素，回收利用产业链的附加值较低，未做到物尽其用，造成资源的浪费。
三
以绿色设计引领的科技创新，已成为推动首都北京城市更新的重要抓手
绿色科技是促进人类长远生存和可持续发展、人与自然和谐共生的科学技术。高效、节约、环保的绿色科技产业是拉动整个社会经济可持续发展最大的动力引擎。随着智慧交通、智慧能源管理、资源循环利用技术等绿色科技的不断创新，以绿色设计为引领的绿色科技逐渐成为了城市在推进基础设施建设和城市运营管理中的重要手段和工具。
一是绿色能源科技助力2022年北京冬奥场馆的建设与运营。
北京冬奥组委会在2019年底的联合国气候大会上发布了《2022年北京冬奥会绿色行动计划》（以下简称《计划》）。《计划》中提到，2022年北京冬奥会的场馆将全部应用风能、太阳能等可再生能源，并通过河北省张家口建成的首个输送大规模风电、光伏等多种能源的柔性直流电网输送至冬奥会比赛项目场馆，在发电的过程中不消耗任何的化石燃料，为实现绿色奥运理念增添科技色彩。
二是绿色再生技术可提升首都北京城市资源利用效率效能。
绿色科技创新能促进资源的高效利用，是实现再使用原则的前提。可回收的绿色再生技术产品是具有长期使用特性、符合环保要求的绿色产品，对生态环境和人体健康无害或危害极小，且当产品失去其原有功能后易于回收、再生和重复使用，有利于促进资源的循环利用。
绿色科技创新优化了资源配置和产业结构，提高了经济增长的效率和质量，改善了以往“高投入、高消耗、低产出、低效益”的传统经济增长方式的不可持续状况，转变了传统的城市发展模式，是实施循环经济发展战略的依靠和保障。
四
北京“设计之都”核心区以创意设计践行可持续发展理念不断探索绿色设计与科技创新对城市可持续发展的作用
（一）绿色设计之于环境保护：绿色设计应遵循的人性化原则，满足环境保护要求
工业化带来的环境问题呼唤设计师社会责任心的回归。通过对工业化造成的环境污染问题进行反思，试图找到缓解人类生存压力的方法，为实践提供理论指导，并通过绿色设计理念，让人类生产和设计行为与自然环境的可持续发展相适应。
绿色设计要遵循的人性化原则就是，不仅要对产品进行绿色设计，还要综合考虑自然、社会、经济、心理、生理、技术、艺术等因素，使产品在满足环境保护要求的同时给人提供精神上的享受，提高产品的人文价值，使产品兼具使用和审美的双重功能。不同于传统的设计只考虑企业自身的经济利益，绿色设计需要立足于可持续发展战略，考虑产品会给社会和环境造成的影响。
（二）绿色设计之于循环经济：融合经济思维，重视整个生命周期各环节的设计
绿色产品是在整个生命周期中节约资源能源、并且不污染生态环境的工业产品。绿色设计是把产品的全生命周期评价技术与现在的众多设计方法中的局部设计统一起来，最大限度地优化整体设计。在产品的整个生命周期中积极倡导人与自然的和谐共处，这是顺应促进循环经济发展、推进社会可持续发展的时代要求，也是未来产品设计的发展趋势。
在循环经济模式下，产品生命周期的各个环节，如原料投入、生产、产品副产品资源化、消费、维修、废弃、回收、废弃产品资源化等如何合理衔接、如何体现绿色设计、废弃物如何有效资源化等，这些都需要设计师在产品设计阶段做出规划。例如，选择绿色无污染、可循环利用、实际能耗低的原材料，在输入端实现轻量化，经行模块化设计，方便产品维修和资源化，设计产品相关服务体系，方便产品回收和废弃产品资源化等。
（三）绿色设计之于企业升级：加强企业的绿色化转变，增加绿色产品的有效供给
大力发展绿色产品是传统制造业实现升级转型的必然路径。2017年，在工信部公布的第一批绿色制造示范名单中，包括了193种绿色设计产品，以引导企业生产方式、消费模式向绿色低碳、清洁安全转变。
当前我国市场上对绿色产品的供给非常有限，首要原因就是研发绿色产品较高的生产成本和市场风险影响了企业生产的积极性，最终造成市场上绿色产品供给的不足。因此，一方面，政府应该运用财政政策，为企业的绿色化提供支持。例如，加大对绿色企业研发的财政补贴，鼓励企业进行绿色产品的研发和生产，增加绿色产品的供给。此外，提供绿色产品的价格补贴，提高绿色产品的市场竞争力。另一方面，企业、设计师均应提高绿色发展意识，在产品设计、制造环节主动更新设计、制造理念，寻求材料、工艺设计、产品结构、能耗管理、制造过程等方面的绿色解决方案。
（四）绿色设计之于绿色消费：转变消费者的消费观念，强化绿色消费理念
在进行工业产品的设计过程中，需要将人性化和绿色产品设计进行深度融合，使其能够在产品设计中得到精确的展现，从而能够适应人们逐渐增强的环保意识。
首先，绿色设计要保证产品在使用周期内具有良好的性能，增强产品的质量和可靠性，从而保证生产者和使用者的安全，从根本上避免产品质量原因对人们的身心健康造成危害。其次，在绿色设计中，要本着“以人为本”的原则。产品从设计到使用再到回收利用的全过程，都少不了人的参与。人是设计的使用者，设计必须要尽量改善人们的生活，避免对人的生理和心理健康产生负面影响。例如，在进行食品包装设计时，就要考虑包装是否会对产品的质量造成影响，废弃的包装是否会给人们生活的环境造成影响等。
五
北京“设计之都”核心区发展绿色科技创新产业的对策与建议
（一）加强城市可持续发展理念宣传力度，不断推广绿色循环节能技术的创新应用
用长远眼光和宽阔眼界来审视绿色循环节能技术和创新应用场景示范对北京“设计之都”特别是核心区建设的价值，进一步加强对城市可持续发展理念和发展绿色循环经济的推广与传播，努力提高创新市场主体节约资源、保护环境的自觉性和参与循环经济的积极性，引导公民建立科学的消费行为，从而使循环经济能够在稳定的社会环境和公众支持下发展。
（二）发挥西城区金融科技的强大优势，为绿色科技创新企业提供良好的融资渠道
北京“设计之都”核心区要依托西城区地处首都核心区的地缘优势，充分利用区域金融资源与服务体系优势，依托国家金融科技发展示范区建设，瞄准核心区从事绿色科技研发的高新技术企业，积极引导和支持各类创投和金融机构机构与园区科技企业间建立高效对接和联动机制，强化对银行、保险、信托等各类金融机构支持园区内高新技术企业实现绿色可持续创新的鼓励机制。
（三）强化专项政策引导，建立健全绿色科技的创新激励和保障机制
鼓励北京“设计之都”核心区企业在绿色循环节能技术领域的研发创新，对具有绿色循环节能领域相关技术成果或已有技术应用场景的企业，优先给予一定的专项资金奖励。同时要加大协调力度，支持相关成果在北京“设计之都”核心区开展绿色循环经济的示范应用。另外，要建立健全绿色科技创新人才激励和保障机制，为绿色科技创新提供足够的人才和资金保障。
