基于eBalance的木托盤對環境影響指標分析

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”、“木托盤制作”、“工廠—客戶”、“客戶—用戶”等四個環節，使用eBalance評估軟件分析木托盤對環境影響的指標，從大數據中得出木質托盤系統邊界中各環節的環境影響貢獻值。研究表明，木托盤的使用階段也就是“客戶—用戶”階段所產生的環境影響較大，是優化的重點環節。同時，運輸油耗和電力消耗對環境的影響最大，因此，節能降耗是優化改進的主要方向。

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

隨著中國經濟的快速增長，產品包裝數量激增對生態環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]，所涉及到的產品包括五金制品、機電產品和部分農副產品等[3]。據不完全統計，其使用量已超出我國現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”、“木托盤制作”、“工廠—客戶”和“客戶—用戶”等四個環節，運用已有數據庫對各個環節進行深入的環境評估分析，針對木托盤生產使用的整個生命周期中的資源投入、環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節及改善方向。

1 木托盤系統范圍的確定

利用eBalance對木托盤進行評估需確定系統邊界。木托盤生命周期評價的系統邊界主要包括從原料的生產運輸到木托盤的使用的整個過程，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再利用的方式繁雜導致數據難以收集，故不在本文研究范圍內。根據木托盤的全生命周期，在eBalance中繪制其流程圖確定系統邊界，如圖1所示。

為便于數據計算，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 系統清單分析

對目標托盤進行清單分析的數據基于所劃定的系統邊界內各環節的物質輸入、輸出、資源與能源的消耗和環境排放等數據。這些數據部分來自于eBalance的CLCDPublic、EcoinventPublic、ELCD數據庫，部分能源消耗數據來自于實際統計或相關文獻，主要針對邊界內原材料生產、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）原材料生產環節：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數據庫中的膠合板材數據。導入的數據庫中收錄了膠合板生產中的資源投入量和環境排放量。可以得到1m3原木材的投入量為1.43m3，原木材變為膠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。根據數據庫提供的數據，可以得到生產過程中這些氣體排放的數值分別是1.025kg/m3、468.6kg/m3與1.13kg/m3。

2）木托盤制作環節：此環節除了需要將制作好的膠合板板材送至木托盤加工生產工廠，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及照明。根據得到的數據，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CLCD數據庫里的2t級柴油貨車運輸數據。同時在工廠內的耗電量導入了全國平均電網電力混合數據。根據工廠記錄的全年生產木托盤的總耗電量，計算出生產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排放數值，可得到此環節中SO2、NOX、CO2、CH4的主要環境排放分別為0.6kg/ t、4.66kg/t、394.78kg/t、0.11kg/t。

3）工廠—客戶環節：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的相關產品。實地調研得到木托盤運送路程約163km。這里導入CLCD數據庫中柴油貨車運輸消耗的數據。根據運送距離和運送環節的產品投入，可以得到此環節中SO2、NOX、CO2、CH4排放數據分別為0.05kg/t、9.14kg/t、67.4kg/t、0.002kg/t。

4）客戶—用戶環節：此環節還在托盤上加載了物品。根據調研得到單個托盤所承載的貨物重量為276.7kg，數據統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。導入數據庫中柴油貨車運輸的能源消耗數據，在此設定運輸的路程為1000km，并輸入從客戶方運送貨物至最終用戶方過程中的產品投入量整理數據，可以得到此環節中SO2、NOX、CO2、CH4的排放數據分別為0.31kg/t、5.61kg/t、413.43kg/t、0.014kg/t。

3 生命周期影響評價

3.1 環境影響指標特征化分析

本節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）、富營養化（EP）和全球變暖潛值（GWP）三個比較典型的環境影響指標進行特征化分析。根據上文數據整合，對目標托盤進行AP、EP、GWP特征指標的分析，得出具體數值見表1。

在木托盤系統邊界內各環節中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

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

從各環節角度來看，四個環節環境影響數值大小排序為“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，將會成為優化的重點環節[7]。同時也可以看出，涉及到運輸油耗和電力消耗的環節所產生的環境影響更大，主要是電力消耗和油耗都會產生大量的對環境和人體造成危害的物質。綜合圖表分析，在木托盤生命周期的主要四個環節中，涉及到資源能源消耗的環節是今后優化改進的主要方向[8]。

4 結語

本文通過使用國內自主研發的生命周期評價軟件eBalance對木托盤進行了相關數據分析。在軟件中通過建立系統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”四個環節，使用基于酸化效應（AP）、富營養化（EP）和全球變暖潛值（GWP）三個環境影響指標，對已建立的邊界流程進行特征化分析，并給出改進建議。通過四個環節比較，可以分析得出，過程中所涉及到油耗，電力消耗較大的環節環境影響更大，其中占比前三的三個環節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化的重要方向。

參考文獻：

[1] 鐘蕾，苗延榮.淺談可持續發展與綠色包裝設計概念[J].包裝世界，2006（02）：79-81.

[2] 張新昌，曹國榮，張蕾.包裝概論[M].北京：印刷工業出版社，2007：37-42.

[3] 張書彬，楊明倫.我國木包裝材料的現狀與發展[J].中國包裝工業，2002，100（10）：32-33.

[4] 張海燕.出口商品木包裝面臨的問題與對策[J].技術與市場.2010（11）：141-143.

[5] 徐雅慧.綠色包裝可持續設計理念的重要性和普及性延伸研究[D].魯迅美術學院，2018.

[6] ISO 14040-2006， Environmental management-Life cycle assessment-Principles and framework[S].

[7] 黃永慶.生命周期評價的應用[J].江西化工，2011（4）：1-3.

[8] R Zelm， A J Mark. European characterization factors for human health damage of PM10 and ozone in life cycle impact assessment[J]. Atmospheric Environment，2018（42）：441-453.