物流包装系统绿色包装智能生态设计的探讨研究

彭国勋，侯俊，林伟清

（江苏省无锡市正新和包装技术研究院有限公司，无锡 214194）

1 概述

1.1 挑战

当今全球的环境问题面临八大公害：1）温室效应与全球变暖；2）臭氧层破坏；3）淡水资源缺乏与水污染；4）海洋污染；5）酸雨；6）生态环境恶化与生物多样性丧失；7）危险废物越境转移；8）城市环境问题。

1972年，联合国在瑞典斯德戈尔摩召开了人类环境大会。大会成立了一个独立的委员会，即“世界环境与发展委员会”。1985年荷兰率先提出建立企业环境管理体系的概念，1988年试行实施，1990年进入标准化和许可制度。1993年6月29日生效和1995年4月起实施的欧盟通过的第1836/93号欧洲经济共同体(European Economic Community, EEC)法规，成为更有效地实施欧盟各国工业企业的环境法例，将其在环境方面所定的目标和做出的努力向公众公布，使之变成各国能自愿加入的一种体系。该法规2001年发布了第二版，2010年发布了最新修订的第三版。2013年欧盟发布了《建立绿色产品单一市场》的公告和《更好促进产品和组织》。

面对日益严重的环境挑战，为了贯彻科学发展观，2012年11月8日，时任中共中央委员会总书记胡锦涛在“十八大”上作的报告中提出，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展。

1.2 生态文明建设指导思想

习近平总书记进一步把生态文明建设纳入国家发展总体布局，建设美丽中国已经成为中国人民心向往之的奋斗目标。中国生态文明建设进入了快车道，天更蓝、山更绿、水更清将不断展现在世人面前。纵观人类文明发展史，生态兴，则文明兴，生态衰，则文明衰。工业化进程创造了前所未有的物质财富，也产生了难以弥补的生态创伤。杀鸡取卵、竭泽而渔的发展方式走到了尽头，顺应自然、保护生态的绿色发展昭示着未来。[1]

2 面向环境管理的系列标准

1990年欧盟在慕尼黑的环境圆桌会议上专门讨论了环境审核问题。1992年在巴西里约热内卢召开“环境与发展”大会，183个国家和70多个国际组织出席会议，通过了“21世纪议程”等文件。国际标准化组织(ISO)于1993年6月成立了ISO/TC 207环境管理技术委员会，正式开展环境管理系列标准ISO 14000的制定工作，以规范企业和社会团体等所有组织的活动、产品和服务的环境行为，支持全球的环境保护工作。因此，ISO在成功制定ISO 9000系列标准的基础上，开始着手制定标准序号为14000的系列环境管理标准。欧洲发达国家积极推行的BS 7750、EMAS以及ISO 9000的成功经验是ISO 14000系列标准的基础。

ISO 14000是一个环境管理系列标准，它包括了环境管理体系、环境审核、环境标志、生命周期分析等国际环境管理领域内的许多焦点问题，旨在指导各类组织（企业、公司）取得和表现正确的环境行为。ISO 14000系列标准分七个系列，其编号为ISO14001-14100，已经发布到ISO 14073，计划备用号到ISO 14100。该系列标准的构成分为7分技术委员会，第7分技术委员会WG（工作组1）产品标准中的环境因素重新开发了温室气体和碳中和等相关标准。

3 生命周期评价软件开发

生命周期评价软件开发工具依赖于对LCA数据的访问，这些数据通常存放在诸如GABI和SimaPro等LCA软件程序中。这些数据库和单独的数据条目可以非常详细，并且是从各种数据源，如LCA报告、已发表的文章和直接计算等编译而成的。包装专用LCA设计工具，如包装影响快速评价工具(PIQET)和比较包装评价工具(COMPASS)，利用来自生命周期清单和一些主要数据的聚合数据集。这些设计工具依赖于在Simapro中进行的材料生命周期影响计算，然后将影响评价特征值汇总导入PIQET和COMPASS数 据库。

4 生态产品设计

产品生态设计(Eco-design for product, ECD)又称“环境意识设计”。通过生态产品设计可以获得几方面好处：1）限制有害物质的使用，提高能源利用效率，采用高效的工艺过程，减少废弃物的处理，降低成本；2）提高员工的工作能力和产品知识，促进产品革新和创新，增强竞争力；3）改善产品功能，满足或超越消费者的期望，提高品牌形象；4）通过减少对环境的负面影响，改善与执法者的关系；5）改善内外信息交流，密切与供应链的关系，保障产品质量，降低风险；6）提高投资方的信任度。

生态文明建设指标体系包括：资源利用、生态环境保护、年度评价结果、公众满意程度和生态环境事件等5个类别，可分为单位GDP能源消耗降低等具有不同分值的23个子目标。

在面临百年未有之大变局的情况下，立足新发展阶段，构建新发展格局，不能用延缓制造业发展和产业基础升级、降低制造业增加值比重的代价，来换取服务业增加值比重的提升，更不能因为强调服务业增加值比重指标，导致制造业衰落、产业基础升级受挫甚至产业空心化。正是基于这一考虑，“十四五”规划纲要取消了这一指标。“十四五”规划纲要提出，全社会研发经费投入增长年均大于7%，力争投入强度指标高于“十三五”时期实际，也就是高于现在的2.4%。研发经费投入强度指标不仅取决于研发经费的增长，也与GDP总量增长密切相关。“十四五”规划纲要为进一步完善全员劳动生产率增长指标，将全员劳动生产率从相对数改为增长数。十四五时期我国社会发展重要指标有国内生产总值(GDP)增长等20项指标。

生态设计产品的标识如图1所示。该标识为叶片和地球组合而成的绿色图案，其含义是通过生态设计，最终实现保护生态环境的目的。[2]

图1 生态设计产品的标识

5 生态设计中的碳足迹分析

生态设计目前对碳足迹分析要求最迫切。生命周期评价是微观层面（产品尺度）最主要的碳足迹计算方法。因为基于生命周期的碳足迹计算方法不仅考虑系统的直接排放，还考虑了系统在整个生命周期内的间接排放，精度很高。但是，在一些宏观层面数据的获取上会存在较大的问题和障碍。

以框架木箱包装三坐标测量仪构成的物流包装系统为案例进行碳足迹分析。该物流包装系统由木箱和包装辅料构成，框架木箱由胶合板制成，主要的包装辅料由EPE和铝箔袋组成。对该产品的包装碳足迹，包装材料进行生命周期分析可按步骤进行，包括确定系统边界和描述生命周期过程。

碳足迹计算包括：数据收集、原材料的采购和生产耗能、加工过程能耗、运输过程能耗。然后根据各种碳足迹要素碳排放量系数的数据库数据，计算出各种碳足迹要素的碳排放量。根据计算结果可知，框架木包装箱五个生命周期阶段的二氧化碳排放总量如表1和表2所示。

表2 运输碳排放总量

根据表1和表2可以得到图2和图3。可见，原材料生产以及运输阶段碳排放量所占百分比高达67%，框架木箱加工生产以及运输阶段为31%，原材料废弃阶段为2%；由图4可知，原材料生产阶段二氧化碳排放量在生命周期过程中占的比重最大，由此可以找到优化碳足迹最小的有效途径。[3-5]

表1 碳排放总量/kg

图2 三个阶段碳排放量百分比

图3 全生命周期过程碳排放量百分比

图4 全生命周期过程碳排放量

6 结论

通过根据最新国际标准介绍的方法为基础开发的智能软件，对典型产品的环境绩效指标之一的碳足迹进行了详细的定量分析，为产品生态设计和评价提供了科学的依据。