基于eBalance的木托盤對(duì)環(huán)境影響指標(biāo)分析

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(gè)環(huán)節(jié)，使用eBalance評(píng)估軟件分析木托盤對(duì)環(huán)境影響的指標(biāo)，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(xiàn)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(diǎn)環(huán)節(jié)。同時(shí)，運(yùn)輸油耗和電力消耗對(duì)環(huán)境的影響最大，因此，節(jié)能降耗是優(yōu)化改進(jìn)的主要方向。

關(guān)鍵詞：綠色包裝評(píng)價(jià)；eBalance；木托盤；生命周期

中圖分類號(hào)：TB48；TP319；X82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，產(chǎn)品包裝數(shù)量激增對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了較大的影響，因此綠色包裝的評(píng)價(jià)顯得尤為重要[1]。木質(zhì)包裝是一種重要的運(yùn)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(jī)電產(chǎn)品和部分農(nóng)副產(chǎn)品等[3]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其使用量已超出我國(guó)現(xiàn)階段出口包裝形式的1/3[4]。本文選擇生命周期評(píng)估軟件eBalance，以木托盤為研究對(duì)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(gè)環(huán)節(jié)，運(yùn)用已有數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入的環(huán)境評(píng)估分析，針對(duì)木托盤生產(chǎn)使用的整個(gè)生命周期中的資源投入、環(huán)境排放和能源消耗進(jìn)行準(zhǔn)確的量化[5]，通過(guò)分析得出重點(diǎn)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(duì)木托盤進(jìn)行評(píng)估需確定系統(tǒng)邊界。木托盤生命周期評(píng)價(jià)的系統(tǒng)邊界主要包括從原料的生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)侥就斜P的使用的整個(gè)過(guò)程，具體分為原木料加工成板材及板材運(yùn)輸、木托盤的加工、木托盤成品運(yùn)輸至客戶、客戶裝載產(chǎn)品后運(yùn)送至用戶和最終的廢棄回收。其中廢棄回收因?yàn)榛厥栈蜓h(huán)再利用的方式繁雜導(dǎo)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(jì)算，選用1t的木托盤為功能單位?？紤]到原材料在制成成品時(shí)的利用率約為70%，故整個(gè)過(guò)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(guò)程中的材料用量不超過(guò)1%，所以在投入方面暫不計(jì)入。

2 系統(tǒng)清單分析

對(duì)目標(biāo)托盤進(jìn)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(lái)自于eBalance的CLCDPublic、EcoinventPublic、ELCD數(shù)據(jù)庫(kù)，部分能源消耗數(shù)據(jù)來(lái)自于實(shí)際統(tǒng)計(jì)或相關(guān)文獻(xiàn)，主要針對(duì)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(gè)階段。

1）原材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)：目標(biāo)對(duì)象木托盤所使用的原材料為密度為770kg/m3的膠合板，導(dǎo)入了eBalance的EcoinventPublic數(shù)據(jù)庫(kù)中的膠合板材數(shù)據(jù)。導(dǎo)入的數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄了膠合板生產(chǎn)中的資源投入量和環(huán)境排放量?？梢缘玫?m3原木材的投入量為1.43m3，原木材變?yōu)槟z合板的過(guò)程中伴隨著廢氣排放，其中對(duì)人體影響較大的主要是SOX、CO2和NOX。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的數(shù)據(jù)，可以得到生產(chǎn)過(guò)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(shí)在加工過(guò)程中會(huì)有電力的消耗，主要為工廠切割機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)及照明。根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，原木材運(yùn)送至工廠的距離約為800km，在工廠加工過(guò)程中，有近30%的原材料未被利用。在原材料運(yùn)輸至工廠過(guò)程中的油耗導(dǎo)入了軟件內(nèi)CLCD數(shù)據(jù)庫(kù)里的2t級(jí)柴油貨車運(yùn)輸數(shù)據(jù)。同時(shí)在工廠內(nèi)的耗電量導(dǎo)入了全國(guó)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(jì)算出生產(chǎn)1t木托盤對(duì)應(yīng)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(yùn)送其公司生產(chǎn)的相關(guān)產(chǎn)品。實(shí)地調(diào)研得到木托盤運(yùn)送路程約163km。這里導(dǎo)入CLCD數(shù)據(jù)庫(kù)中柴油貨車運(yùn)輸消耗的數(shù)據(jù)。根據(jù)運(yùn)送距離和運(yùn)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(gè)托盤所承載的貨物重量為276.7kg，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知單個(gè)木托盤重量為26.7kg，故可得到1t托盤所對(duì)應(yīng)承載的貨物重量為10363.3kg。導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)中柴油貨車運(yùn)輸?shù)哪茉聪臄?shù)據(jù)，在此設(shè)定運(yùn)輸?shù)穆烦虨?000km，并輸入從客戶方運(yùn)送貨物至最終用戶方過(guò)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(píng)價(jià)

3.1 環(huán)境影響指標(biāo)特征化分析

本節(jié)生命周期影響評(píng)價(jià)過(guò)程主要考慮特征化過(guò)程的相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果[6]。本文選取基于酸化效應(yīng)（AP）、富營(yíng)養(yǎng)化（EP）和全球變暖潛值（GWP）三個(gè)比較典型的環(huán)境影響指標(biāo)進(jìn)行特征化分析。根據(jù)上文數(shù)據(jù)整合，對(duì)目標(biāo)托盤進(jìn)行AP、EP、GWP特征指標(biāo)的分析，得出具體數(shù)值見(jiàn)表1。

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

3.2 結(jié)果解釋與改進(jìn)

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)繪制了三種環(huán)境影響指標(biāo)在不同環(huán)節(jié)下的評(píng)價(jià)數(shù)值結(jié)果（見(jiàn)圖5），從圖5中可以明顯看出，三種環(huán)境影響指標(biāo)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(yīng)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(lái)看，四個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)境影響數(shù)值大小排序?yàn)椤翱蛻簟脩簟?“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(gè)生命周期中，木托盤的使用階段也就是“客戶—用戶”階段，將會(huì)成為優(yōu)化的重點(diǎn)環(huán)節(jié)[7]。同時(shí)也可以看出，涉及到運(yùn)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(huì)產(chǎn)生大量的對(duì)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(gè)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(jìn)的主要方向[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)使用國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的生命周期評(píng)價(jià)軟件eBalance對(duì)木托盤進(jìn)行了相關(guān)數(shù)據(jù)分析。在軟件中通過(guò)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(gè)環(huán)節(jié)，使用基于酸化效應(yīng)（AP）、富營(yíng)養(yǎng)化（EP）和全球變暖潛值（GWP）三個(gè)環(huán)境影響指標(biāo)，對(duì)已建立的邊界流程進(jìn)行特征化分析，并給出改進(jìn)建議。通過(guò)四個(gè)環(huán)節(jié)比較，可以分析得出，過(guò)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(gè)環(huán)節(jié)中都有長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程和較大的電力消耗，這也是對(duì)木托盤整個(gè)生命周期流程優(yōu)化的重要方向。

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