基于LCA的循環(huán)外賣餐盒減排分析

摘要：為減少外賣餐盒全生命周期碳排放，通過生命周期評估方法模擬計算一次性外賣餐盒的生命周期環(huán)境影響，并使用情景分析模擬了循環(huán)外賣餐盒項目的碳減排效果。結(jié)果表明，一次性聚丙烯外賣餐盒的碳足跡由大到小為生產(chǎn)階段、終處理階段、運輸階段。同時，循環(huán)外賣餐盒項目具有減排效果，循環(huán)使用7次后就產(chǎn)生了碳減排效果。

關(guān)鍵詞：生命周期評價；減排分析；環(huán)境影響評估

中圖分類號：TB"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A""""" doi：10.19311/j.cnki.16723198.2025.14.074

0 引言

近年來我國外賣行業(yè)飛速發(fā)展，成本較低的塑料餐盒被大量使用[1]。為了保護(hù)環(huán)境，中國提出碳中和政策，如何處理好外賣塑料垃圾成為了政府的重要課題[2]。

為了解決外賣包裝廢物產(chǎn)生的環(huán)境影響，世界各地的研究者開展了詳細(xì)豐富的研究，主要的研究方向有以下3種。

（1）替代方案：針對不同材質(zhì)的外賣餐盒開展全生命周期分析，研究結(jié)果表明可發(fā)性聚苯乙烯（Expandable Polystyrene，EPS）外賣餐盒造成的環(huán)境影響最小，比鋁制容器的環(huán)境影響低7%，比PP塑料餐盒的環(huán)境影響低25%，但由于EPS塑料的成本高昂，EPS外賣餐盒很難在國內(nèi)大面積推廣[3]。

（2）新終處理方式：針對塑料餐盒進(jìn)行機(jī)械回收從而降低塑料造粒，減少生產(chǎn)從而降低碳排放，同樣受制于我國并未形成有效的塑料餐盒回收機(jī)制，讓這一處置方式停留在模擬階段[4]。

（3）循環(huán)使用：針對塑料餐盒開展循環(huán)利用，通過專人回收處理來模擬循環(huán)使用帶來的減排效果，但在分析過程中發(fā)現(xiàn)運營成本過高，很難產(chǎn)生收益[5]。

本文以LCA為研究方法，使用SimaPro軟件建模，抓取ReCipe midpoint環(huán)境評估指標(biāo)中最關(guān)鍵的溫室氣體排放指標(biāo)，對一次性外賣餐盒和循環(huán)外賣餐盒開展分析全生命周期碳排放分析。此外，本文建立了依托社區(qū)團(tuán)購點開展的循環(huán)外賣盒場景和外賣餐盒垃圾分類定點收集回收機(jī)械處理的場景，根據(jù)不同場景模擬不同方式的減排效果，旨在為外賣餐盒垃圾分類處置政策制定提供借鑒和參考。

1 研究方法

1.1 生命周期評估法

在國際上，LCA是應(yīng)用最廣泛的環(huán)境評估方法。1997 年 ISO 14040標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境管理生命周期評價原則與框架》頒布，提出了LCA基本框架，包括目標(biāo)和范圍定義 、清單分析、影響評價和結(jié)果解釋4個階段[6]。開展LCA的常用軟件有E-Blance、GaBi，以及SimaPro，本文選取最為常用且兼容數(shù)據(jù)庫最多的SimaPro 9.0軟件，選取（Global warming potential，GWP）作為環(huán)境評估指標(biāo)對外賣餐盒的環(huán)境影響進(jìn)行分析。

1.2 情景分析法

在減排分析上，本文采用情景分析法，這種方法被廣泛應(yīng)用在LCA建模分析中[7]。

在情景設(shè)置上，本研究一共考慮了兩個情景：情景1：設(shè)定了一個依托社區(qū)團(tuán)購點開展的循環(huán)外賣盒情景，針對循環(huán)外賣盒和傳統(tǒng)一次性外賣盒開展對比研究。情景2：模擬外賣餐盒能夠集中收集并進(jìn)行機(jī)械回收的情景。

同時，在情景1中，為了評估循環(huán)外賣食品容器的減排效果，設(shè)定了一個環(huán)境影響平衡點，具體計算過程如果下：

break–evenpoint=CEP，R+CET，R+CEEol，R（CESingleUse-CEReuse）（1）

CEP，R=一個循環(huán)外賣盒生產(chǎn)加工的碳排放（2）

CET，R=一個循環(huán)外賣盒運輸過程的碳排放（3）

CEE，R=一個循環(huán)外賣盒終處理的碳排放（4）

CESingleUse=一次性外賣盒的總碳排放（5）

CEReuse=循環(huán)一次的碳排放（6）

2 外賣餐盒的生命周期評估

2.1 目標(biāo)產(chǎn)品與研究范圍定義

本文的目標(biāo)產(chǎn)品為一次性PP塑料盒和循環(huán)使用的PP塑料盒。在規(guī)格上，本文選取的外賣餐盒容積為最為常用的750mL。具體參數(shù)上，通過淘寶采購網(wǎng)調(diào)查，750mL的一次性外賣餐盒的上口直徑為15cm底部直徑為11cm高為6.5cm，質(zhì)量為32gPP塑料顆粒和2g雜質(zhì)。750mL的循環(huán)使用外賣餐盒的上口直徑為13cm，下口直徑為10cm，高為7cm，質(zhì)量分布為148g PP塑料，8g硅膠，4g雜質(zhì)。

在塑料餐盒的生產(chǎn)階段，一次性餐盒和循環(huán)利用餐盒的制作工藝十分相似但略有不同。一次性PP塑料盒生產(chǎn)需要注塑機(jī)、模具、冷卻干燥機(jī)以及修剪打磨機(jī)。循環(huán)外賣盒的生產(chǎn)工藝和一次性外賣盒的生產(chǎn)工藝基本一致，只是多了硅膠的生產(chǎn)和壓模切削，因此在電力和水的消耗上會比一次性外賣盒的生產(chǎn)加工過程多一些[8]。

在運輸階段，相比于傳統(tǒng)的一次性PP塑料餐盒的采購運輸，外賣配送，垃圾清運3個階段，循環(huán)外賣盒多了一次運輸，即社區(qū)團(tuán)購點清洗后返回商家的運輸。

在地理邊界上，選取天津作為研究對象，運輸階段的數(shù)據(jù)模擬采用地圖軟件測算。

采購運輸采用符合國六標(biāo)準(zhǔn)的五菱榮光1.5L作為運輸車輛，根據(jù)容積計算，單次運輸能力為8000個外賣盒。同時，根據(jù)地圖軟件測算，塑料加工廠到市內(nèi)六區(qū)的運輸距離從20km到65km不等，因此設(shè)定采購運輸距離為50km。

外賣配送運輸采用符合新國標(biāo)的電動自行車具體參數(shù)上采用的是電池容量為48V 24A 1.152kW·h的電動自行車，單次續(xù)航里程為100km，充電效率90%，根據(jù)規(guī)格計算每公里耗電0.0128kW·h。配送距離測試采用隨機(jī)數(shù)函數(shù)生成50組從100～5000m內(nèi)的外賣訂單。此外，由于外賣小哥接單時本身距離商家就會存在一段距離，因此將模擬的平均數(shù)放寬1.2倍后，得出的模擬平均運輸距離為：3280m。

清運運輸采用東風(fēng)華神T3國六9方壓縮垃圾車作為運輸車輛。東風(fēng)華神T3國六9方壓縮垃圾車本身符合國六排放標(biāo)準(zhǔn)，容積10.5mL，載重4900kg，使用柴油作為燃料，綜合油耗為20L/100km。在建模時，由于數(shù)據(jù)庫缺少國內(nèi)汽車排放數(shù)據(jù)，因此采用規(guī)格參數(shù)和國六限制幾乎一致的歐六排放標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)清運車的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計算。在運輸距離上，天津市的垃圾處理中心現(xiàn)有13座，根據(jù)地圖軟件測算清運距離都不超過50km，因此本文模擬清運距離為50km，單次清運1.2t外賣餐盒垃圾。

最后在垃圾終處理階段，天津目前采用的是生活垃圾全部焚燒，廚余垃圾進(jìn)行堆肥處理，可回收物分揀回收的綜合處理方式。

此外，相比于一次性外賣盒，循環(huán)外賣盒需要在社區(qū)團(tuán)購進(jìn)行清洗和消毒，本文選用的洗碗機(jī)是樂創(chuàng)（lecon）超聲波洗碗機(jī)1m單水槽版，每小時清洗效率為700件，綜合運行功率2.6kw，耗水量288L/h，完全可以滿足大型社區(qū)的循環(huán)外賣盒清洗工作。這部洗碗機(jī)的使用也會造成碳排放，在simaPro中輸入洗碗機(jī)的耗電量和廢水量，輸出的碳排放結(jié)果為0.03503954kg CO2eq，即每一個循環(huán)外賣盒的清洗和消毒都需要造成為0.03503954kg CO2eq的碳排放。

2.2 清單分析

在產(chǎn)品制造階段，定義的是1kg的產(chǎn)品所需要的輸入和輸出，因此下文表格中有的是以1kg為基礎(chǔ)度量單位的，后續(xù)在裝配階段則會根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格設(shè)定一份外賣餐盒的具體質(zhì)量，因此表中運輸和終處理階段的數(shù)據(jù)是以一份外賣餐盒為單位進(jìn)行測算的[9]。此外，在生產(chǎn)制造過程的測算中考慮了料損，料損數(shù)據(jù)來源為Ecoinvnetor3數(shù)據(jù)庫中的詞條說明。

根據(jù)上文系統(tǒng)邊界圖，在simapro軟件中建立一次性外賣餐盒和循環(huán)使用外賣餐盒從生產(chǎn)加工到終處理回收的全生命周期的輸入清單如下表1所示。

2.3 輸出結(jié)果與影響評價

經(jīng)過SimaPro軟件的測算，篩選ReCipe評價方法中的關(guān)鍵指標(biāo)GWP指標(biāo)的結(jié)果如下：

生產(chǎn)階段：生產(chǎn)1kg一次性PP塑料餐盒產(chǎn)生的GWP環(huán)境影響為3.292263kg CO2eq，造粒產(chǎn)生了1.950584kg CO2eq，注塑產(chǎn)生了1.325059kg CO2eq，消耗的水和電力分別產(chǎn)生了1.17E-05kg CO2eq和0.016608kg CO2eq。生產(chǎn)1kg循環(huán)外賣盒產(chǎn)生的GWP環(huán)境影響為4.45726kg CO2eq，造粒和注塑與一次性PP塑料制造工藝一致，擠出工藝產(chǎn)生了1.008309kg CO2eq，硅膠生產(chǎn)造成了0.140629kg CO2eq，消耗的水和電力分別產(chǎn)生了1.4E-05kg CO2eq和0.0249kg CO2eq運輸階段：一次性外賣盒采購運輸0.0213984kg CO2eq，配送0.011621447kg CO2eq，清運0.01270788kg CO2eq。循環(huán)使用的PP塑料餐盒采購運輸0.0285kg CO2eq，配送0.011621447kg CO2eq，清運0.04377kg CO2eq。終處理階段：焚燒一次性塑料餐盒產(chǎn)生的GWP影響為0.103281352kg CO2eq。焚燒循環(huán)使用餐盒的GWP影響為0.6394837kg CO2eq。

總體來看，排放集中在生產(chǎn)階段，其次是終處理階段，最后是運輸階段。因此在減排分析上，應(yīng)該集中在減少生產(chǎn)，優(yōu)化終處理方式以及優(yōu)化運輸階段碳排放上。

2.4 情景分析結(jié)果

循環(huán)外賣餐盒考慮的是減少生產(chǎn)，即實現(xiàn)外賣餐盒的循環(huán)使用從而降低排放。將上文分析結(jié)果匯總，如下表2所示。

帶入到上文公式1.1后，一個循環(huán)外賣盒需的環(huán)境平衡點為6.44次循環(huán)，即一個循環(huán)外賣盒重復(fù)使用7次后就完成了對自己生產(chǎn)使用過程中的碳排放的抵消并造成減排效果。此外，經(jīng)過進(jìn)一步數(shù)據(jù)計算，外賣盒循環(huán)次數(shù)達(dá)到8次時，產(chǎn)生的減排收益即可抵消一個一次性外賣盒的碳排放，當(dāng)循環(huán)次數(shù)達(dá)到13次，產(chǎn)生的減排收益即可抵消一個循環(huán)外賣盒的碳排放。

3 結(jié)語

外賣塑料餐盒在生命周期中產(chǎn)生了較大的碳排放，有關(guān)部門應(yīng)盡快針對外賣餐盒制定可執(zhí)行的垃圾管理政策。同時，循環(huán)使用外賣餐盒和垃圾分類定點回收是十分有效的減排方法。

參考文獻(xiàn)

［1］Hongda L，Huijuan D，Chenyi Z，et al.Combining LCA-MFA models to identify China’s plastic value chain environmental impact mitigation pathways[J].iScience，2023，26（9）：107701107701.

[2]李朋，白孝軒，丁寧，等.水電碳足跡關(guān)鍵影響因素及區(qū)域化研究趨勢[J/OL].中國環(huán)境科學(xué)，115[20241227].https：//doi.org/10.19674/j.cnki.issn10006923.20241205.002.

[3]GallegoSchmid A，Mendoza F M J，Azapagic A.Environmental impacts of takeaway food containers[J].Journal of Cleaner Production，2019，211417427.

[4]Gutiérrez G P，Amadei M A，Klenert D，et al.Environmental and economic assessment of plastic waste recycling and energy recovery pathways in the EU[J].Resources， Conservation amp; Recycling，2025，215108099108099.

[5]Zhou Y，Shan Y，Guan D，et al.Sharing tableware reduces waste generation， emissions and water consumption in China’s takeaway packaging waste dilemma[J].Nature Food，2020，1（9）：552561.

[6]陳軼嵩，劉秦楊，邢云翔，等.智能電動汽車全生命周期評價及不確定性分析——以比亞迪漢EV為例[J/OL].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，114[20250205].https：//doi.org/10.13671/j.hjkxxb.2024.0431.

[7]豆詠琪，宋小龍，莊緒寧，等.退役磷酸鐵鋰電池梯次利用生命周期評價與碳減排情景分析[J].中國環(huán)境科學(xué)，2024，44（07）：40914100.

[8]沈明辰，王曉，殷旅江，等.基于LCA理論的汽車零部件包裝箱“以塑代木”對比研究[J].包裝工程，2024，45（17）：234240.

[9]Christian H，Jacob D，Gregory K.Parametric life cycle assessment modeling of reusable and singleuse restaurant food container systems[J].Resources， Conservation amp; Recycling，2023，190.