生命周期評價在包裝產業的應用分析

■ 文/邵芬娟，劉志民

（上海出版印刷高等?？茖W校，上海 200093）

0 引言

2020年9月22日第75屆聯合國大會上，習近平主席提出中國將不遺余力地完成2030年“碳達峰”和2060年“碳中和”這一歷史任務，這對于中國來說無疑是一次挑戰，與經濟快速發展相伴而來的是資源的大量消耗以及環境的持續污染，這一戰略實現道阻且長，同時也是難得的機遇，必將開啟中國能源結構改革與再生資源回收的深度革命進程。生命周期評價是國際上應用最廣泛的包裝系統評價和環境管理工具。

1 關于生命周期評價

1.1 生命周期評價的定義

所謂生命周期評價（Life Cycle Assessment，LCA）是指對產品或服務在全過程中（從“搖籃”到“墳墓”）受資源、能源消耗及環境負荷影響的評估，并提出減少這些影響的建議或措施[1]。世界上第一個生命周期評價的案例是1969年美國中西部研究所（MRI）對可口可樂的飲料瓶進行的從最初的原材料采掘到最終的廢棄物處理的全過程跟蹤和定量分析，這是公認的生命周期評價研究開始的標志，也給目前的生命周期清單分析方法確立了基礎。

1.2 生命周期評價的應用及意義

目前LCA在石油、化工、電力、礦業、冶金、電子、航空、水泥、陶瓷、食品、煙草、酒、飲料等行業較成熟地得到了廣泛應用，對經濟社會有序運行、可持續發展戰略部署、環境管理體系維護起到了至關重要的作用。具體如下。

（1）有助于企業在產品開發、技術改進中選擇更有利于環境的最佳工藝。

（2）有助于企業實施生態效益計劃，促進企業可持續增長。

（3）幫助企業有步驟、有計劃地實施清潔生產。

（4）可以比較不同地區同一環境行為的影響，為制定環境政策提供理論支持。

（5）可以為產品授予“綠色”標簽——環境標志提供量化依據。

（6）對市場營銷進行引導，指導“綠色營銷”和“綠色消費”。

2 案例分析

2.1 快遞包裝材料的優化選擇

近年來，中國快遞行業的飛速發展帶動了經濟的發展，同時相關環境問題逐漸凸顯。研究表明，若不實行有效的措施對快遞包裝加以控制，預計2025年中國快遞包裝材料消耗量將達到4 127.05萬t，給國家帶來沉重的資源負擔和巨大的環境壓力。目前快遞包裝主要采用不可降解材料聚乙烯。這類材料的大量使用不僅造成資源浪費，還對環境產生巨大影響，因而開發綠色環保材料以代替聚乙烯勢在必行。聚乳酸材料被發現是制作快遞袋的首選可降解材料。運用LCA 對相同功能單位的聚乳酸快遞袋和聚乙烯快遞袋進行對比分析，發現在原材料獲取階段，聚乳酸對全球變暖潛能值（GWP）和非生物資源（如化石資源等）耗竭潛能值（AD）的影響是聚乙烯對二者影響的37%和62%。由此看來，聚乳酸快遞袋取代聚乙烯快遞袋對降低化石能源消耗、緩解全球變暖方面具有積極作用[2]，如圖1所示。

圖1 聚乳酸快遞袋和聚乙炔快遞袋對GWP和AD的影響

2.2 電器的包裝結構設計

在電器產品包裝設計中注意減量包裝廢棄物產生、節約有限資源和保護外部環境，并將此理念貫穿于包裝產品的整個生命周期評價中。青島海信對空調室外機瓦楞紙包裝箱的設計進行了優化，保留其能夠固定、防護緩沖件的功能，簡化其防護品側面沖擊的部分，從而減少了60%～70%的瓦楞紙用量。我國年產分體空調近2 000萬套，僅這一個品種每年就可以減少瓦楞紙板消耗近3.2萬t。創維集團采用自行研發的瓦楞紙板結合蜂窩紙板的包裝方式，使產品的包裝成本降低了20%。TCL對紙箱設計進行了改進，包括紙張的楞型、克重、箱型及襯墊材料等，使成本降低了約10%[3]。

2.3 覆膜和涂層的工藝比較

隨著時代的發展，單純的印刷已經不能滿足人們的需求，需要進行覆膜、上光、模切、壓痕、燙印、壓印、糊盒等印后加工工藝。在這些工藝中，覆膜和上光，效果相似，應用非常廣泛，也具有較好的發展前景。覆膜是在印刷品表面覆蓋一層透明的塑料薄膜。這些薄膜美觀，光澤好，價格低廉，但不能被腐蝕，也不能被降解，且為紙塑復合物，回收困難，對環境造成白色污染。上光是在印刷品表面涂（或噴、?。┥弦粚訜o色透明的涂料，經流平、干燥、壓光后，在印刷品表面形成薄而均勻的透明光亮層。目前采用聯線上光比較多，不僅速度快、效率高，加工成本低，而且減少印刷品搬運量，但對工藝和設備要求比較高。運用LCA對覆膜和上光工藝進行對比分析，選擇相同功能單位的產品為研究對象，通過計算得到上光工藝對GWP和AD的影響是膜工藝對二者影響的19%和1.2%。綜合各方面因素，在可以滿足客戶需求的情況下，盡可能選擇比較環保的生產工藝，如圖2所示。

圖2 覆膜工藝和上光油工藝對GWP和AD的影響

2.4 利樂包裝的末端處置

末端處置階段是包裝廢棄物進入生命周期末期之后進行最終處理的重要階段，對改善包裝全生命周期環境具有重要意義。對于末端處置，利樂包裝一直走在前沿。利樂包中75%的成分是紙漿，剩下的20%和5%分別是塑料和鋁箔，對其進行回收再利用，體現了廢舊物資循環利用的發展理念，也符合“碳中和”的發展道路。2020年我國利樂包總投放量為700億個，約70萬t，按照40%的回收率，至少有28萬t的利樂包可以得到回收利用，這些廢舊利樂包用于再生紙漿、再生塑料及再生鋁粉的生產，相比于用原生材料生產紙漿、塑料和鋁粉，減少了約36萬t的碳排放[4-5]。

3 機遇和挑戰

中國已成為世界包裝大國，但在品種、質量、新品研發及經濟效益等方面與發達國家還存在一定的差距。目前生命周期評價已經引起了人們的廣泛關注，與企業的可持續發展有著密切關系，必將給企業乃至行業帶來一定的機遇和挑戰，促進我國包裝產業蓬勃發展[6-7]。包裝企業需要開發新材料、新工藝，尋找優化設計方案，實現資源消耗的最低化、生態環境影響的最小化和可再生利用率的最大化，通過綠色產品、綠色工廠、綠色企業和綠色供應鏈等提升市場競爭力，同時充分享受金融機構提供的優惠利率融資。包裝行業需要不斷完善系統性基礎數據資源的收集和基礎數據庫資源庫的構建，為LCA在包裝行業的發展和應用奠定扎實的基礎。政府需要不斷完善清潔生產、節能減排等相關政策法規，為不斷推動LCA的應用與發展創造條件；同時建立定量和定性相結合的技術評估制度，鼓勵將LCA與多屬性綜合評估、成本效益分析和專家輔助綜合評估等定量技術評估工具相結合，以提高評估過程的科學性和結果的客觀性。

4 結語

當前，蓬勃發展的互聯網經濟為鼓勵和推動智能包裝朝著數字化、綠色化方向發展提供了新的機遇，促進包裝行業發展更上一個臺階。低碳化、綠色化是包裝產業實現高質量發展的必經之路，包裝企業應主動順應時代潮流，未雨綢繆，主動謀劃轉型升級，在激烈的國內國際競爭中牢牢把握主動權。