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摘要：将木托盘生命周期分为“原材料生产”、“木托盘制作”、“工厂—客户”、“客户—用户”等四个环节，使用eBalance评估软件分析木托盘对环境影响的指标，从大数据中得出木质托盘系统边界中各环节的环境影响贡献值。研究表明，木托盘的使用阶段也就是“客户—用户”阶段所产生的环境影响较大，是优化的重点环节。同时，运输油耗和电力消耗对环境的影响最大，因此，节能降耗是优化改进的主要方向。
关键词：绿色包装评价；eBalance；木托盘；生命周期
中图分类号：TB48；TP319；X82 文献标识码：A 文章编号：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
隨着中国经济的快速增长，产品包装数量激增对生态环境造成了较大的影响，因此绿色包装的评价显得尤为重要[1]。木质包装是一种重要的运输包装类型，主要原材料种类包括原木材、胶合板、纤维板或刨花板等[2]，所涉及到的产品包括五金制品、机电产品和部分农副产品等[3]。据不完全统计，其使用量已超出我国现阶段出口包装形式的1/3[4]。本文选择生命周期评估软件eBalance，以木托盘为研究对象，将其分为“原材料生产”、“木托盘制作”、“工厂—客户”和“客户—用户”等四个环节，运用已有数据库对各个环节进行深入的环境评估分析，针对木托盘生产使用的整个生命周期中的资源投入、环境排放和能源消耗进行准确的量化[5]，通过分析得出重点环节及改善方向。
1 木托盘系统范围的确定
利用eBalance对木托盘进行评估需确定系统边界。木托盘生命周期评价的系统边界主要包括从原料的生产运输到木托盘的使用的整个过程，具体分为原木料加工成板材及板材运输、木托盘的加工、木托盘成品运输至客户、客户装载产品后运送至用户和最终的废弃回收。其中废弃回收因为回收或循环再利用的方式繁杂导致数据难以收集，故不在本文研究范围内。根据木托盘的全生命周期，在eBalance中绘制其流程图确定系统边界，如图1所示。
为便于数据计算，选用1t的木托盘为功能单位。考虑到原材料在制成成品时的利用率约为70%，故整个过程中的原材料用量约为1.3t。在木托盘制作中，连接方式主要为钉合，但钉合过程中的材料用量不超过1%，所以在投入方面暂不计入。
2 系统清单分析
对目标托盘进行清单分析的数据基于所划定的系统边界内各环节的物质输入、输出、资源与能源的消耗和环境排放等数据。这些数据部分来自于eBalance的CLCDPublic、EcoinventPublic、ELCD数据库，部分能源消耗数据来自于实际统计或相关文献，主要针对边界内原材料生产、木托盘制作、工厂送至客户以及客户载装货物送至用户这四个阶段。
1）原材料生产环节：目标对象木托盘所使用的原材料为密度为770kg/m3的胶合板，导入了eBalance的EcoinventPublic数据库中的胶合板材数据。导入的数据库中收录了胶合板生产中的资源投入量和环境排放量。可以得到1m3原木材的投入量为1.43m3，原木材变为胶合板的过程中伴随着废气排放，其中对人体影响较大的主要是SOX、CO2和NOX。根据数据库提供的数据，可以得到生产过程中这些气体排放的数值分别是1.025kg/m3、468.6kg/m3与1.13kg/m3。
2）木托盘制作环节：此环节除了需要将制作好的胶合板板材送至木托盘加工生产工厂，同时在加工过程中会有电力的消耗，主要为工厂切割机运转及照明。根据得到的数据，原木材运送至工厂的距离约为800km，在工厂加工过程中，有近30%的原材料未被利用。在原材料运输至工厂过程中的油耗导入了软件内CLCD数据库里的2t级柴油货车运输数据。同时在工厂内的耗电量导入了全国平均电网电力混合数据。根据工厂记录的全年生产木托盘的总耗电量，计算出生产1t木托盘对应的总耗电量为61.8k？Wh。整合木托盘制作期间的物质排放数值，可得到此环节中SO2、NOX、CO2、CH4的主要环境排放分别为0.6kg/ t、4.66kg/t、394.78kg/t、0.11kg/t。 3）工厂—客户环节：将制作好的木托盘从加工工厂送至客户手中，客户将木托盘用于堆码运送其公司生产的相关产品。实地调研得到木托盘运送路程约163km。这里导入CLCD数据库中柴油货车运输消耗的数据。根据运送距离和运送环节的产品投入，可以得到此环节中SO2、NOX、CO2、CH4排放数据分别为0.05kg/t、9.14kg/t、67.4kg/t、0.002kg/t。
4）客户—用户环节：此环节还在托盘上加载了物品。根据调研得到单个托盘所承载的货物重量为276.7kg，数据统计可知单个木托盘重量为26.7kg，故可得到1t托盘所对应承载的货物重量为10363.3kg。导入数据库中柴油货车运输的能源消耗数据，在此设定运输的路程为1000km，并输入从客户方运送货物至最终用户方过程中的产品投入量整理数据，可以得到此环节中SO2、NOX、CO2、CH4的排放数据分别为0.31kg/t、5.61kg/t、413.43kg/t、0.014kg/t。
3 生命周期影响评价
3.1 环境影响指标特征化分析
本节生命周期影响评价过程主要考虑特征化过程的相关评价指标结果[6]。本文选取基于酸化效应（AP）、富营养化（EP）和全球变暖潜值（GWP）三个比较典型的环境影响指标进行特征化分析。根据上文数据整合，对目标托盘进行AP、EP、GWP特征指标的分析，得出具体数值见表1。
在木托盘系统边界内各环节中GWP、AP、EP贡献值的占比（见图2，图3，图4）。
3.2 结果解释与改进
根据表1的数据绘制了三种环境影响指标在不同环节下的评价数值结果（见图5），从图5中可以明显看出，三种环境影响指标数值大小排序依次是GWP>AP>EP。由此可以得出碳排放及引起温室效应的物质排放是环境排放的主要部分。
从各环节角度来看，四个环节环境影响数值大小排序为“客户—用户”>“工厂—客户”>“木托盘制作”>“原材料加工”。由此也可以得出，在木托盘整个生命周期中，木托盘的使用阶段也就是“客户—用户”阶段，将会成为优化的重点环节[7]。同时也可以看出，涉及到运输油耗和电力消耗的环节所产生的环境影响更大，主要是电力消耗和油耗都会产生大量的对环境和人体造成危害的物质。综合图表分析，在木托盘生命周期的主要四个环节中，涉及到资源能源消耗的环节是今后优化改进的主要方向[8]。
4 结语
本文通过使用国内自主研发的生命周期评价软件eBalance对木托盘进行了相关数据分析。在软件中通过建立系统边界确定主要分析的“原材料加工”、“木托盘制作”、“工厂—客户”、“客户—用户”四个环节，使用基于酸化效应（AP）、富营养化（EP）和全球变暖潜值（GWP）三个环境影响指标，对已建立的边界流程进行特征化分析，并给出改进建议。通过四个环节比较，可以分析得出，过程中所涉及到油耗，电力消耗较大的环节环境影响更大，其中占比前三的三个环节中都有长途运输过程和较大的电力消耗，这也是对木托盘整个生命周期流程优化的重要方向。
参考文献：
[1] 钟蕾，苗延荣.浅谈可持续发展与绿色包装设计概念[J].包装世界，2006（02）：79-81.
[2] 张新昌，曹国荣，张蕾.包装概論[M].北京：印刷工业出版社，2007：37-42.
[3] 张书彬，杨明伦.我国木包装材料的现状与发展[J].中国包装工业，2002，100（10）：32-33.
[4] 张海燕.出口商品木包装面临的问题与对策[J].技术与市场.2010（11）：141-143.
[5] 徐雅慧.绿色包装可持续设计理念的重要性和普及性延伸研究[D].鲁迅美术学院，2018.
[6] ISO 14040-2006， Environmental management-Life cycle assessment-Principles and framework[S].
[7] 黄永庆.生命周期评价的应用[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.
关键词：绿色包装评价；eBalance；木托盘；生命周期
中图分类号：TB48；TP319；X82 文献标识码：A 文章编号：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
隨着中国经济的快速增长，产品包装数量激增对生态环境造成了较大的影响，因此绿色包装的评价显得尤为重要[1]。木质包装是一种重要的运输包装类型，主要原材料种类包括原木材、胶合板、纤维板或刨花板等[2]，所涉及到的产品包括五金制品、机电产品和部分农副产品等[3]。据不完全统计，其使用量已超出我国现阶段出口包装形式的1/3[4]。本文选择生命周期评估软件eBalance，以木托盘为研究对象，将其分为“原材料生产”、“木托盘制作”、“工厂—客户”和“客户—用户”等四个环节，运用已有数据库对各个环节进行深入的环境评估分析，针对木托盘生产使用的整个生命周期中的资源投入、环境排放和能源消耗进行准确的量化[5]，通过分析得出重点环节及改善方向。
1 木托盘系统范围的确定
利用eBalance对木托盘进行评估需确定系统边界。木托盘生命周期评价的系统边界主要包括从原料的生产运输到木托盘的使用的整个过程，具体分为原木料加工成板材及板材运输、木托盘的加工、木托盘成品运输至客户、客户装载产品后运送至用户和最终的废弃回收。其中废弃回收因为回收或循环再利用的方式繁杂导致数据难以收集，故不在本文研究范围内。根据木托盘的全生命周期，在eBalance中绘制其流程图确定系统边界，如图1所示。
为便于数据计算，选用1t的木托盘为功能单位。考虑到原材料在制成成品时的利用率约为70%，故整个过程中的原材料用量约为1.3t。在木托盘制作中，连接方式主要为钉合，但钉合过程中的材料用量不超过1%，所以在投入方面暂不计入。
2 系统清单分析
对目标托盘进行清单分析的数据基于所划定的系统边界内各环节的物质输入、输出、资源与能源的消耗和环境排放等数据。这些数据部分来自于eBalance的CLCDPublic、EcoinventPublic、ELCD数据库，部分能源消耗数据来自于实际统计或相关文献，主要针对边界内原材料生产、木托盘制作、工厂送至客户以及客户载装货物送至用户这四个阶段。
1）原材料生产环节：目标对象木托盘所使用的原材料为密度为770kg/m3的胶合板，导入了eBalance的EcoinventPublic数据库中的胶合板材数据。导入的数据库中收录了胶合板生产中的资源投入量和环境排放量。可以得到1m3原木材的投入量为1.43m3，原木材变为胶合板的过程中伴随着废气排放，其中对人体影响较大的主要是SOX、CO2和NOX。根据数据库提供的数据，可以得到生产过程中这些气体排放的数值分别是1.025kg/m3、468.6kg/m3与1.13kg/m3。
2）木托盘制作环节：此环节除了需要将制作好的胶合板板材送至木托盘加工生产工厂，同时在加工过程中会有电力的消耗，主要为工厂切割机运转及照明。根据得到的数据，原木材运送至工厂的距离约为800km，在工厂加工过程中，有近30%的原材料未被利用。在原材料运输至工厂过程中的油耗导入了软件内CLCD数据库里的2t级柴油货车运输数据。同时在工厂内的耗电量导入了全国平均电网电力混合数据。根据工厂记录的全年生产木托盘的总耗电量，计算出生产1t木托盘对应的总耗电量为61.8k？Wh。整合木托盘制作期间的物质排放数值，可得到此环节中SO2、NOX、CO2、CH4的主要环境排放分别为0.6kg/ t、4.66kg/t、394.78kg/t、0.11kg/t。 3）工厂—客户环节：将制作好的木托盘从加工工厂送至客户手中，客户将木托盘用于堆码运送其公司生产的相关产品。实地调研得到木托盘运送路程约163km。这里导入CLCD数据库中柴油货车运输消耗的数据。根据运送距离和运送环节的产品投入，可以得到此环节中SO2、NOX、CO2、CH4排放数据分别为0.05kg/t、9.14kg/t、67.4kg/t、0.002kg/t。
4）客户—用户环节：此环节还在托盘上加载了物品。根据调研得到单个托盘所承载的货物重量为276.7kg，数据统计可知单个木托盘重量为26.7kg，故可得到1t托盘所对应承载的货物重量为10363.3kg。导入数据库中柴油货车运输的能源消耗数据，在此设定运输的路程为1000km，并输入从客户方运送货物至最终用户方过程中的产品投入量整理数据，可以得到此环节中SO2、NOX、CO2、CH4的排放数据分别为0.31kg/t、5.61kg/t、413.43kg/t、0.014kg/t。
3 生命周期影响评价
3.1 环境影响指标特征化分析
本节生命周期影响评价过程主要考虑特征化过程的相关评价指标结果[6]。本文选取基于酸化效应（AP）、富营养化（EP）和全球变暖潜值（GWP）三个比较典型的环境影响指标进行特征化分析。根据上文数据整合，对目标托盘进行AP、EP、GWP特征指标的分析，得出具体数值见表1。
在木托盘系统边界内各环节中GWP、AP、EP贡献值的占比（见图2，图3，图4）。
3.2 结果解释与改进
根据表1的数据绘制了三种环境影响指标在不同环节下的评价数值结果（见图5），从图5中可以明显看出，三种环境影响指标数值大小排序依次是GWP>AP>EP。由此可以得出碳排放及引起温室效应的物质排放是环境排放的主要部分。
从各环节角度来看，四个环节环境影响数值大小排序为“客户—用户”>“工厂—客户”>“木托盘制作”>“原材料加工”。由此也可以得出，在木托盘整个生命周期中，木托盘的使用阶段也就是“客户—用户”阶段，将会成为优化的重点环节[7]。同时也可以看出，涉及到运输油耗和电力消耗的环节所产生的环境影响更大，主要是电力消耗和油耗都会产生大量的对环境和人体造成危害的物质。综合图表分析，在木托盘生命周期的主要四个环节中，涉及到资源能源消耗的环节是今后优化改进的主要方向[8]。
4 结语
本文通过使用国内自主研发的生命周期评价软件eBalance对木托盘进行了相关数据分析。在软件中通过建立系统边界确定主要分析的“原材料加工”、“木托盘制作”、“工厂—客户”、“客户—用户”四个环节，使用基于酸化效应（AP）、富营养化（EP）和全球变暖潜值（GWP）三个环境影响指标，对已建立的边界流程进行特征化分析，并给出改进建议。通过四个环节比较，可以分析得出，过程中所涉及到油耗，电力消耗较大的环节环境影响更大，其中占比前三的三个环节中都有长途运输过程和较大的电力消耗，这也是对木托盘整个生命周期流程优化的重要方向。
参考文献：
[1] 钟蕾，苗延荣.浅谈可持续发展与绿色包装设计概念[J].包装世界，2006（02）：79-81.
[2] 张新昌，曹国荣，张蕾.包装概論[M].北京：印刷工业出版社，2007：37-42.
[3] 张书彬，杨明伦.我国木包装材料的现状与发展[J].中国包装工业，2002，100（10）：32-33.
[4] 张海燕.出口商品木包装面临的问题与对策[J].技术与市场.2010（11）：141-143.
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[6] ISO 14040-2006， Environmental management-Life cycle assessment-Principles and framework[S].
[7] 黄永庆.生命周期评价的应用[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.