劉璐彬 張涵茵 王玉龍

摘要：將木托盤生命周期分為“原材料生產(chǎn)”、“木托盤制作”、“工廠—客戶”、“客戶—用戶”等四個環(huán)節(jié)，使用eBalance評估軟件分析木托盤對環(huán)境影響的指標，從大數(shù)據(jù)中得出木質(zhì)托盤系統(tǒng)邊界中各環(huán)節(jié)的環(huán)境影響貢獻值。研究表明，木托盤的使用階段也就是“客戶—用戶”階段所產(chǎn)生的環(huán)境影響較大，是優(yōu)化的重點環(huán)節(jié)。同時，運輸油耗和電力消耗對環(huán)境的影響最大，因此，節(jié)能降耗是優(yōu)化改進的主要方向。

關鍵詞：綠色包裝評價；eBalance；木托盤；生命周期

中圖分類號：TB48；TP319；X82 文獻標識碼：A 文章編號：1400 （2021） 07-0031-04

Analysis of Environmental Impact Index of Wooden Pallets Based on eBalance

LIU Lu-bin， ZHANG Han-yin， WANG Yu-long

（1.Wuhan university， School of printing and packaging， Wuhan 430079， China； 2.Patentexamination cooperation hubeicenter of the patent office cnipa， Wuhan 430079， China）

Abstract：This paper uses the domestic self-developed life cycle assessment software eBalance to analyze the environmental impact indicators of the four links in the life cycle of wooden pallets： “raw material production”， “wood pallet production”， “factory-customer”， and “customer-user”. From the data， the environmental impact contribution value of each link in the boundary of the wooden pallet system is obtained， and a comprehensive analysis is carried out to optimize and improve some links of the wooden pallet studied.

Key words：green packaging evaluation； eBalance； wooden pallets； life cycle

隨著中國經(jīng)濟的快速增長，產(chǎn)品包裝數(shù)量激增對生態(tài)環(huán)境造成了較大的影響，因此綠色包裝的評價顯得尤為重要[1]。木質(zhì)包裝是一種重要的運輸包裝類型，主要原材料種類包括原木材、膠合板、纖維板或刨花板等[2]，所涉及到的產(chǎn)品包括五金制品、機電產(chǎn)品和部分農(nóng)副產(chǎn)品等[3]。據(jù)不完全統(tǒng)計，其使用量已超出我國現(xiàn)階段出口包裝形式的1/3[4]。本文選擇生命周期評估軟件eBalance，以木托盤為研究對象，將其分為“原材料生產(chǎn)”、“木托盤制作”、“工廠—客戶”和“客戶—用戶”等四個環(huán)節(jié)，運用已有數(shù)據(jù)庫對各個環(huán)節(jié)進行深入的環(huán)境評估分析，針對木托盤生產(chǎn)使用的整個生命周期中的資源投入、環(huán)境排放和能源消耗進行準確的量化[5]，通過分析得出重點環(huán)節(jié)及改善方向。

1 木托盤系統(tǒng)范圍的確定

利用eBalance對木托盤進行評估需確定系統(tǒng)邊界。木托盤生命周期評價的系統(tǒng)邊界主要包括從原料的生產(chǎn)運輸?shù)侥就斜P的使用的整個過程，具體分為原木料加工成板材及板材運輸、木托盤的加工、木托盤成品運輸至客戶、客戶裝載產(chǎn)品后運送至用戶和最終的廢棄回收。其中廢棄回收因為回收或循環(huán)再利用的方式繁雜導致數(shù)據(jù)難以收集，故不在本文研究范圍內(nèi)。根據(jù)木托盤的全生命周期，在eBalance中繪制其流程圖確定系統(tǒng)邊界，如圖1所示。

為便于數(shù)據(jù)計算，選用1t的木托盤為功能單位。考慮到原材料在制成成品時的利用率約為70%，故整個過程中的原材料用量約為1.3t。在木托盤制作中，連接方式主要為釘合，但釘合過程中的材料用量不超過1%，所以在投入方面暫不計入。

2 系統(tǒng)清單分析

對目標托盤進行清單分析的數(shù)據(jù)基于所劃定的系統(tǒng)邊界內(nèi)各環(huán)節(jié)的物質(zhì)輸入、輸出、資源與能源的消耗和環(huán)境排放等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)部分來自于eBalance的CLCDPublic、EcoinventPublic、ELCD數(shù)據(jù)庫，部分能源消耗數(shù)據(jù)來自于實際統(tǒng)計或相關文獻，主要針對邊界內(nèi)原材料生產(chǎn)、木托盤制作、工廠送至客戶以及客戶載裝貨物送至用戶這四個階段。

1）原材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)：目標對象木托盤所使用的原材料為密度為770kg/m3的膠合板，導入了eBalance的EcoinventPublic數(shù)據(jù)庫中的膠合板材數(shù)據(jù)。導入的數(shù)據(jù)庫中收錄了膠合板生產(chǎn)中的資源投入量和環(huán)境排放量。可以得到1m3原木材的投入量為1.43m3，原木材變?yōu)槟z合板的過程中伴隨著廢氣排放，其中對人體影響較大的主要是SOX、CO2和NOX。根據(jù)數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)，可以得到生產(chǎn)過程中這些氣體排放的數(shù)值分別是1.025kg/m3、468.6kg/m3與1.13kg/m3。

2）木托盤制作環(huán)節(jié)：此環(huán)節(jié)除了需要將制作好的膠合板板材送至木托盤加工生產(chǎn)工廠，同時在加工過程中會有電力的消耗，主要為工廠切割機運轉(zhuǎn)及照明。根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，原木材運送至工廠的距離約為800km，在工廠加工過程中，有近30%的原材料未被利用。在原材料運輸至工廠過程中的油耗導入了軟件內(nèi)CLCD數(shù)據(jù)庫里的2t級柴油貨車運輸數(shù)據(jù)。同時在工廠內(nèi)的耗電量導入了全國平均電網(wǎng)電力混合數(shù)據(jù)。根據(jù)工廠記錄的全年生產(chǎn)木托盤的總耗電量，計算出生產(chǎn)1t木托盤對應的總耗電量為61.8k？Wh。整合木托盤制作期間的物質(zhì)排放數(shù)值，可得到此環(huán)節(jié)中SO2、NOX、CO2、CH4的主要環(huán)境排放分別為0.6kg/ t、4.66kg/t、394.78kg/t、0.11kg/t。

3）工廠—客戶環(huán)節(jié)：將制作好的木托盤從加工工廠送至客戶手中，客戶將木托盤用于堆碼運送其公司生產(chǎn)的相關產(chǎn)品。實地調(diào)研得到木托盤運送路程約163km。這里導入CLCD數(shù)據(jù)庫中柴油貨車運輸消耗的數(shù)據(jù)。根據(jù)運送距離和運送環(huán)節(jié)的產(chǎn)品投入，可以得到此環(huán)節(jié)中SO2、NOX、CO2、CH4排放數(shù)據(jù)分別為0.05kg/t、9.14kg/t、67.4kg/t、0.002kg/t。

4）客戶—用戶環(huán)節(jié)：此環(huán)節(jié)還在托盤上加載了物品。根據(jù)調(diào)研得到單個托盤所承載的貨物重量為276.7kg，數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知單個木托盤重量為26.7kg，故可得到1t托盤所對應承載的貨物重量為10363.3kg。導入數(shù)據(jù)庫中柴油貨車運輸?shù)哪茉聪臄?shù)據(jù)，在此設定運輸?shù)穆烦虨?000km，并輸入從客戶方運送貨物至最終用戶方過程中的產(chǎn)品投入量整理數(shù)據(jù)，可以得到此環(huán)節(jié)中SO2、NOX、CO2、CH4的排放數(shù)據(jù)分別為0.31kg/t、5.61kg/t、413.43kg/t、0.014kg/t。

3 生命周期影響評價

3.1 環(huán)境影響指標特征化分析

本節(jié)生命周期影響評價過程主要考慮特征化過程的相關評價指標結果[6]。本文選取基于酸化效應（AP）、富營養(yǎng)化（EP）和全球變暖潛值（GWP）三個比較典型的環(huán)境影響指標進行特征化分析。根據(jù)上文數(shù)據(jù)整合，對目標托盤進行AP、EP、GWP特征指標的分析，得出具體數(shù)值見表1。

在木托盤系統(tǒng)邊界內(nèi)各環(huán)節(jié)中GWP、AP、EP貢獻值的占比（見圖2，圖3，圖4）。

3.2 結果解釋與改進

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)繪制了三種環(huán)境影響指標在不同環(huán)節(jié)下的評價數(shù)值結果（見圖5），從圖5中可以明顯看出，三種環(huán)境影響指標數(shù)值大小排序依次是GWP>AP>EP。由此可以得出碳排放及引起溫室效應的物質(zhì)排放是環(huán)境排放的主要部分。

從各環(huán)節(jié)角度來看，四個環(huán)節(jié)環(huán)境影響數(shù)值大小排序為“客戶—用戶”>“工廠—客戶”>“木托盤制作”>“原材料加工”。由此也可以得出，在木托盤整個生命周期中，木托盤的使用階段也就是“客戶—用戶”階段，將會成為優(yōu)化的重點環(huán)節(jié)[7]。同時也可以看出，涉及到運輸油耗和電力消耗的環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的環(huán)境影響更大，主要是電力消耗和油耗都會產(chǎn)生大量的對環(huán)境和人體造成危害的物質(zhì)。綜合圖表分析，在木托盤生命周期的主要四個環(huán)節(jié)中，涉及到資源能源消耗的環(huán)節(jié)是今后優(yōu)化改進的主要方向[8]。

4 結語

本文通過使用國內(nèi)自主研發(fā)的生命周期評價軟件eBalance對木托盤進行了相關數(shù)據(jù)分析。在軟件中通過建立系統(tǒng)邊界確定主要分析的“原材料加工”、“木托盤制作”、“工廠—客戶”、“客戶—用戶”四個環(huán)節(jié)，使用基于酸化效應（AP）、富營養(yǎng)化（EP）和全球變暖潛值（GWP）三個環(huán)境影響指標，對已建立的邊界流程進行特征化分析，并給出改進建議。通過四個環(huán)節(jié)比較，可以分析得出，過程中所涉及到油耗，電力消耗較大的環(huán)節(jié)環(huán)境影響更大，其中占比前三的三個環(huán)節(jié)中都有長途運輸過程和較大的電力消耗，這也是對木托盤整個生命周期流程優(yōu)化的重要方向。

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