物流包裝系統綠色包裝智能生態設計的探討研究

彭國勛，侯俊，林偉清

（江蘇省無錫市正新和包裝技術研究院有限公司，無錫 214194）

1 概述

1.1 挑戰

當今全球的環境問題面臨八大公害：1）溫室效應與全球變暖；2）臭氧層破壞；3）淡水資源缺乏與水污染；4）海洋污染；5）酸雨；6）生態環境惡化與生物多樣性喪失；7）危險廢物越境轉移；8）城市環境問題。

1972年，聯合國在瑞典斯德戈爾摩召開了人類環境大會。大會成立了一個獨立的委員會，即“世界環境與發展委員會”。1985年荷蘭率先提出建立企業環境管理體系的概念，1988年試行實施，1990年進入標準化和許可制度。1993年6月29日生效和1995年4月起實施的歐盟通過的第1836/93號歐洲經濟共同體(European Economic Community, EEC)法規，成為更有效地實施歐盟各國工業企業的環境法例，將其在環境方面所定的目標和做出的努力向公眾公布，使之變成各國能自愿加入的一種體系。該法規2001年發布了第二版，2010年發布了最新修訂的第三版。2013年歐盟發布了《建立綠色產品單一市場》的公告和《更好促進產品和組織》。

面對日益嚴重的環境挑戰，為了貫徹科學發展觀，2012年11月8日，時任中共中央委員會總書記胡錦濤在“十八大”上作的報告中提出，必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念，把生態文明建設放在突出地位，融入經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設各方面和全過程，努力建設美麗中國，實現中華民族永續發展。

1.2 生態文明建設指導思想

習近平總書記進一步把生態文明建設納入國家發展總體布局，建設美麗中國已經成為中國人民心向往之的奮斗目標。中國生態文明建設進入了快車道，天更藍、山更綠、水更清將不斷展現在世人面前。縱觀人類文明發展史，生態興，則文明興，生態衰，則文明衰。工業化進程創造了前所未有的物質財富，也產生了難以彌補的生態創傷。殺雞取卵、竭澤而漁的發展方式走到了盡頭，順應自然、保護生態的綠色發展昭示著未來。[1]

2 面向環境管理的系列標準

1990年歐盟在慕尼黑的環境圓桌會議上專門討論了環境審核問題。1992年在巴西里約熱內盧召開“環境與發展”大會，183個國家和70多個國際組織出席會議，通過了“21世紀議程”等文件。國際標準化組織(ISO)于1993年6月成立了ISO/TC 207環境管理技術委員會，正式開展環境管理系列標準ISO 14000的制定工作，以規范企業和社會團體等所有組織的活動、產品和服務的環境行為，支持全球的環境保護工作。因此，ISO在成功制定ISO 9000系列標準的基礎上，開始著手制定標準序號為14000的系列環境管理標準。歐洲發達國家積極推行的BS 7750、EMAS以及ISO 9000的成功經驗是ISO 14000系列標準的基礎。

ISO 14000是一個環境管理系列標準，它包括了環境管理體系、環境審核、環境標志、生命周期分析等國際環境管理領域內的許多焦點問題，旨在指導各類組織（企業、公司）取得和表現正確的環境行為。ISO 14000系列標準分七個系列，其編號為ISO14001-14100，已經發布到ISO 14073，計劃備用號到ISO 14100。該系列標準的構成分為7分技術委員會，第7分技術委員會WG（工作組1）產品標準中的環境因素重新開發了溫室氣體和碳中和等相關標準。

3 生命周期評價軟件開發

生命周期評價軟件開發工具依賴于對LCA數據的訪問，這些數據通常存放在諸如GABI和SimaPro等LCA軟件程序中。這些數據庫和單獨的數據條目可以非常詳細，并且是從各種數據源，如LCA報告、已發表的文章和直接計算等編譯而成的。包裝專用LCA設計工具，如包裝影響快速評價工具(PIQET)和比較包裝評價工具(COMPASS)，利用來自生命周期清單和一些主要數據的聚合數據集。這些設計工具依賴于在Simapro中進行的材料生命周期影響計算，然后將影響評價特征值匯總導入PIQET和COMPASS數 據庫。

4 生態產品設計

產品生態設計(Eco-design for product, ECD)又稱“環境意識設計”。通過生態產品設計可以獲得幾方面好處：1）限制有害物質的使用，提高能源利用效率，采用高效的工藝過程，減少廢棄物的處理，降低成本；2）提高員工的工作能力和產品知識，促進產品革新和創新，增強競爭力；3）改善產品功能，滿足或超越消費者的期望，提高品牌形象；4）通過減少對環境的負面影響，改善與執法者的關系；5）改善內外信息交流，密切與供應鏈的關系，保障產品質量，降低風險；6）提高投資方的信任度。

生態文明建設指標體系包括：資源利用、生態環境保護、年度評價結果、公眾滿意程度和生態環境事件等5個類別，可分為單位GDP能源消耗降低等具有不同分值的23個子目標。

在面臨百年未有之大變局的情況下，立足新發展階段，構建新發展格局，不能用延緩制造業發展和產業基礎升級、降低制造業增加值比重的代價，來換取服務業增加值比重的提升，更不能因為強調服務業增加值比重指標，導致制造業衰落、產業基礎升級受挫甚至產業空心化。正是基于這一考慮，“十四五”規劃綱要取消了這一指標。“十四五”規劃綱要提出，全社會研發經費投入增長年均大于7%，力爭投入強度指標高于“十三五”時期實際，也就是高于現在的2.4%。研發經費投入強度指標不僅取決于研發經費的增長，也與GDP總量增長密切相關。“十四五”規劃綱要為進一步完善全員勞動生產率增長指標，將全員勞動生產率從相對數改為增長數。十四五時期我國社會發展重要指標有國內生產總值(GDP)增長等20項指標。

生態設計產品的標識如圖1所示。該標識為葉片和地球組合而成的綠色圖案，其含義是通過生態設計，最終實現保護生態環境的目的。[2]

圖1 生態設計產品的標識

5 生態設計中的碳足跡分析

生態設計目前對碳足跡分析要求最迫切。生命周期評價是微觀層面（產品尺度）最主要的碳足跡計算方法。因為基于生命周期的碳足跡計算方法不僅考慮系統的直接排放，還考慮了系統在整個生命周期內的間接排放，精度很高。但是，在一些宏觀層面數據的獲取上會存在較大的問題和障礙。

以框架木箱包裝三坐標測量儀構成的物流包裝系統為案例進行碳足跡分析。該物流包裝系統由木箱和包裝輔料構成，框架木箱由膠合板制成，主要的包裝輔料由EPE和鋁箔袋組成。對該產品的包裝碳足跡，包裝材料進行生命周期分析可按步驟進行，包括確定系統邊界和描述生命周期過程。

碳足跡計算包括：數據收集、原材料的采購和生產耗能、加工過程能耗、運輸過程能耗。然后根據各種碳足跡要素碳排放量系數的數據庫數據，計算出各種碳足跡要素的碳排放量。根據計算結果可知，框架木包裝箱五個生命周期階段的二氧化碳排放總量如表1和表2所示。

表2 運輸碳排放總量

根據表1和表2可以得到圖2和圖3。可見，原材料生產以及運輸階段碳排放量所占百分比高達67%，框架木箱加工生產以及運輸階段為31%，原材料廢棄階段為2%；由圖4可知，原材料生產階段二氧化碳排放量在生命周期過程中占的比重最大，由此可以找到優化碳足跡最小的有效途徑。[3-5]

表1 碳排放總量/kg

圖2 三個階段碳排放量百分比

圖3 全生命周期過程碳排放量百分比

圖4 全生命周期過程碳排放量

6 結論

通過根據最新國際標準介紹的方法為基礎開發的智能軟件，對典型產品的環境績效指標之一的碳足跡進行了詳細的定量分析，為產品生態設計和評價提供了科學的依據。