正确看待包装材料的环保性 - 知乎

admin 19 2024-04-19 01:28:07

正确看待包装材料的环保性 - 知乎

  作为一名包装工程师,近些年经常听到一个词:环保。

  总有这样的声音在耳边:塑料是不环保的,纸是环保的;可降解是环保的,不可降解是不环保的;一次性是不环保的,重复利用是环保的。

  今天想跟大家探讨一下如何正确看待包装材料的环保性。

  环保,顾名思义,环境保护。如果材料可以有效减缓、遏制环境的恶化,解决环境问题,那应该是环保的。

  首先,社会上存在哪些环境问题呢?

  根据社会的关注度,可以分为 2 方面:

  1. 空气、水、土壤等自然环境污染;

  2. 全球气候变暖

  我们就从这 2 个方面比较下包装材料的环保性。

  一、空气、水、土壤等自然环境污染

  任何产品从原料开采、生产、加工、使用、回收循环到废弃进入坟墓,每一个环节过程都有可能会向大气中、向水中、向土壤中排放一些有害物质,只是这些物质经过工艺技术的优化,符合一定行业标准限量,含量很低。但这些害物质不会消失,它可能变成固态的、液态的、气态的存在于地球上。比如一棵树变成一张纸,纸送到我们手上是安全的,但是从树变成纸,中间减少的那些物质质量、脱除的有害物质、消耗掉水电气、石油煤炭能源产生的排放物,依然存在于地球上。消耗生产的物料越多,对自然环境的影响就越大。

  判断包装材料对自然环境的影响,最好的方式是从该材料的全生命周期去考量。生命周期评价(Life Cycle Assessment,即 LCA)是国际上普遍认同的为达到上述目的的方法,它已经纳入 ISO14000 环境管理系列标准而成为国际上环境管理和产品设计的一个重要支持工具。LCA 用于评估产品在其整个生命周期中,即从原材料的获取、产品的生产制造直至产品使用后的处置,对环境影响的技术和方法。

  我们来看一份日本卖场针对无漂白牛皮纸 VS 高密度聚乙烯的 LCA 研究报告:

  这里需要说明一下:

  1. 选择对比的塑料为聚乙烯,聚乙烯在塑料垃圾占比 50% 以上,是目前包装垃圾中使用量最多的塑料;

  2. 两种材料均达到食品包装相关卫生标准。

  从两种材料的购物袋的 LCA 对比中可以看出,无漂白牛皮纸袋在大气污染、水质污染、固态废弃物排放物质均高于聚乙烯购物袋。从全生命周期来对比,聚乙烯塑料袋比牛皮纸袋相对自然环境污染排放要小一些。

  这里可能有人会说:看,塑料袋比纸袋环保。如果认为换种材料替代就可以解决环境污染问题的想法,那环境问题永远无法解决。实际上,任何产品的生产对自然环境都会产生危害,特别是一次性包装用品,高频次大量使用的累积效应造成资源极大的消耗,导致环境问题的产生。

  而目前对于一次性消耗品,譬如纸吸管替代塑料吸管,纸袋替代塑料袋等解决方案,如果不是从源头上减少使用量,依然采用一次性废弃的使用方式,从全生命周期来看对自然环境污染是不会有明显改善效果的。面向消费者时采用环保材料对环境“零污染“的宣传措辞,会存在误导消费者思维认知。如果产生环境问题换种环保材料即可解决的思维方式,极可能因为环保名义而促使更高频次消费,这样因材料生产使用量的增加反而加剧自然环境的净化负荷。

  二、全球气候变暖

  全球气候变暖是由于人类活动、矿物燃料的燃烧和大量森林的砍伐,致使地球大气中的二氧化碳等气体浓度增加,温室效应不断积累,造成地气系统吸收与发射的能量不平衡,能量不断在地气系统累积,导致温度上升,引发全球气候变暖。在过去100年里,全球地面平均温度大约已升高了0.3~0.6℃。而二氧化碳的排放量与全球平均气温、海平面的上升有着直接关系。据国际 IPCC 大会的估算,若达到 2100 年全球温度较 1870 年的温度升高≤ 3℃,每一年的总碳排放要比上一年减少 2 亿吨;否则到 2100 年,海平面将上升 1 米,像上海、深圳这种沿海城市都将被淹没。

  缓解全球气候变暖气候危机,减少二氧化碳的排放量,已经成为世界性各国在发展中达成的共识。大到全球产业规划、小到个人消费,低碳政治、低碳经济、低碳消费、低碳生活成为可持续发展的文明热点。而包装有诸多生产二氧化碳的环节,从包装原料选用、制造、储存、销售、使用、废弃到回收再利用,整个过程进都产生直接或间接的温室气体排放。

  减少碳排放,可以用碳足迹这个可量化的指标来衡量。碳足迹是“计算和标出一项服务或者一个产品从生产、运输到使用后丢弃的整个生命周期的温室气体排放数值。“通常用产生的二氧化碳吨数来表示。而包装上的“碳足迹“标签表示产品在生长、生产过程中的碳排放量,不同的包装材料碳排放量是不同的。全球最大的玻璃瓶制造商 Owens-Illinois,Inc 研究报告表明:西欧地区玻璃容器产生 0.11 千克 CO2,铝制品产生 0.122 千克CO2,PET 塑料产生 0.152 千克 CO2。包装碳足迹因地区、行业不同有差异,不同包装材料碳排放系数的对比来源选择同一家研究机构的系统参数更加有参考性。

  以表 1 日本卖场针对无漂白牛皮纸 VS 高密度聚乙烯的 LCA 研究报告来看,从能源消耗中可间接反映高密度聚乙烯塑料袋(9930 Kcal)能源消耗是小于牛皮纸购物袋(126000 Kcal),相对更加低碳。

  若材料实现不断重复利用对碳减排贡献更加显著。以一次性纸杯 VS 塑料杯为例,根据东京大学生产技术研究所的 LCA 研究,可重复使用的塑料杯只要使用超过 6.3 次,其产生的能源消耗、温室气体排放量、耗水量、固废产生量,小于一次性纸杯。图表 2 中发现,当塑料杯重复使用第 3 次开始相较一次性纸杯实现碳减排。

  此外对于材料回收再生利用,再生料的替代率不同对环境碳排放的影响是不同的。目前不少企业采用部分再生料替代原生料方式,以 PET 为例,当选择 20% 替代率时,物理法回收的 PET 对环境的影响是负面的,而 100% 可回收替代时碳减排影响是正向的。如表 3 所示,其中对原生料的替代案例 1 为 PE 瓶、PET 纤维、瓶、切片;案例 2 为 相近的原生 PET 和塑料产品。

  所以对于不同包装材料,不能单一从材料主观判断它是否低碳环保,包装材料本身的碳排放强度系数、包装可回收重复利用、再生材料的添加比例都会对碳排放产生不同的影响。

  三、合理认识包装材料的环保性

  因为城市生活垃圾日益严重,反对不可降解塑料,希望用可降解方式解决环境问题的呼声也很高涨。从自然环境污染和全球气候变暖角度给大家树立几点认知:

  1. 从全生命周期来看,任何材料都会或多或少对自然环境产生损害;

  2. 希望用新材料解决环境问题是不可能实现的;

  3. 材料的重复使用比一次性可降解材料使用更加低碳;

  4. 再生塑料替代率偏低对碳减排影响是负面的。

  对于包装行业,纸和塑料使用占所有包装材料使用量的 66% 以上。目前还没有哪一种新材料从经济性和成熟的生产-回收体系上可以优胜取代纸和塑料。

  从一名包装工程师角度,更希望自己惜物造福,履行好包装工程师的职责:

  ♢ 从源头设计上适度包装,减少包材的使用;

  ♢ 综合考量包装材料的碳排放强度系数与经济成本;

  ♢ 从可回收可重复使用功能上优化包装设计。

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