纸塑铝复合包装材料的碳足迹评价与认证_宋兵.pdf

上海包装总第 324 期2023 年第 4 期 绿色包装绿色包装7纸塑铝复合包装材料的碳足迹评价与认证宋兵义乌工商职业技术学院，浙江 义乌 322000摘要：绿色包装已成为包装行业发展的主要方向，也是低碳理念贯彻落实的关键。从相关概述入手，分析了纸塑铝复合包装材料的结构，阐述了纸塑铝复合包装材料的碳足迹评价与认证，提出了四点碳足迹改进建议，以期为相关人员提供参考借鉴，促进包装企业可持续发展。关键词：纸塑铝；复合包装材料；碳足迹评价；认证分类号：TB484；X502产品碳足迹能够评价产品整个生命周期的温室气体排放量以及耗能情况，体现出产品的环境友好程度。在纸塑铝复合包装材料中引入碳足迹分析，重点在于深入探究二氧化碳排放处理过程，通过制定科学的方案，降低二氧化碳的排放量。1 概述1.1 碳足迹评价碳足迹评价是对某一组织、过程或物品生产环节产生的温室气体排放量，其中包含较多碳排放的活动，各个活动的排放量，均需要利用标准化的评估方法进行计算，从而获得最终总的碳排放量。运用碳足迹评价技术，有助于组织对碳排放情况进行评估、分析，在此基础上，明确减排目标，科学制定行动计划，从而更好地应对气候变化。研究者对统计方法及排放量测量的熟悉程度，会对碳足迹评估准确性及精确性产生直接影响，同时碳足迹评估结果与研究者是否能够准确识别温室气体排放物质密切相关。因此，研究者应掌握足够的热学知识，并熟悉碳排放的计算及分析方法。碳足迹评估主要包括以下过程：第一，明确研究对象，找准碳排放量的计算范围；第二，研究人员应对相关活动温室气体排放量信息进行分析，以此构建相应模型，通过计算，获得可能影响环境的碳排放量；第三，研究人员应对碳排放量进行总结，结合具体情况，科学制定行动计划与减排目标。1.2 产品碳足迹认证流程（1）明确认证边界与功能单位。进行产品碳足迹认证时，应对产品认证边界进行确定，包括产品名称、产品型号、产品规格、产品系列及产品制造商。不同型号的产品，其生产过程所需原辅材料及能耗存在差异，申请认证应单独进行1。拟认证产品确定后，应结合碳足迹认证的产品属性、用途等，对生命周期系统边界进行确定。（2）收集生命周期评价数据。产品的碳足迹核算采用生命周期评价法，具体核算环节应对各方面数据，包括原辅材料消耗、包装材料消耗、生产过程能源消耗、运输距离等进行筹集整理。这些数据主要来源于产品生产报表及 BOM 表等。若一些数据无法进行实际测量，需要结合行业标准或规范，通过合理的方法进行估算。所有数据都要折算，以获得申请认证的单位产品的消耗数据。为了获得更加准确的碳足迹核算结果，核查小组需要评估数据质量，实际管控评估时，不仅要注重数据的一致性和代表性，还应注重数据的可靠性和完整性。（3）通过数据库对产品碳足迹进行核算。数据收集整合工作完成后，通过相应生命周期评价数据库的应用，认证审核小组应进行产品碳足迹核算模型的建立，将各核算单元数据录入其中，明确计算方案，通过系统计算，获得最终碳足迹结果。（4）编制产品碳足迹核算报告。完成系统核算后，应导出碳足迹核算结果，由认证审核小组编制产品碳足迹核算报告。编制完成后，技术评审小组还要结合相应质量控制流程，开展技术评审工作；同时结合评审意见加以修改，再经技术评审，出具核算报告，并进行证书颁发。1.3 碳足迹分析的意义（1）属于绿色产品认证及工厂评价的关键依据。收稿日期：2023-04-03作者简介：宋兵，男，本科，副教授，研究方向为包装设计。002.DOI:10.19446/ki.1005-9423.2023.04.绿色包装 绿色包装 2023 年第 4 期总第 324 期上海包装8实际申报环节，在低碳节能方面，对产品碳足迹报告与环境产品声明提出了相应要求，实施碳足迹分析属于关键环节，更是企业进行项目与财政奖励资金申报的关键依据。（2）进行碳足迹分析，属于减少生产成本，降低环境风险的重要措施。此项工作开展过程中，能够量化碳排放的来源，将各项活动碳排放数值反映出来，进而使企业科学制定与自身相符的减排方案，有效管理企业碳足迹，实现长远发展目标2。（3）通过碳足迹分析，更能保证企业社会责任良好履行。对于社会发展而言，每个企业均持有相应责任，各个企业发展中面临诸多要求与挑战。低碳要求下，企业需要根据自身发展情况，探索低碳转型路径，更好地履行自身在新时期环境下的社会责任，向低碳环保方向发展，通过自身努力，助力我国气候治理体系不断得到完善与发展。2 纸塑铝复合包装材料的结构纸塑铝复合包装材料主要由 6 层材料构成，具体如下。第一层：外聚乙烯层，主要对包装图案进行保护，避免纸板受到外界水分影响。第二层：纸板层，具有易粘接、刚性好、无毒、易印刷等优点，但不具备较强的机械强度、防湿性能差、透气性大，属于纸塑铝复合包装的基材3。第三层：内聚乙烯层，它属于粘附纸板、铝箔的中介。第四层：铝箔层，具有良好的延展性，质地柔软，易回收，便于加工，有利于环保；具有良好的阻隔性，能够阻隔异味、氧气以及水蒸气，还能防止紫外线的不良影响。其缺点在于铝箔使用环节会形成针孔，导致阻隔性能下降，因而要与其他材料复合使用。通过粘结层复合纸张与铝箔，融合两者的优势，可形成高性能包材。同时铝箔与纸在回收环节的分离，能够减少材料浪费，降低对环境产生的负载。第五层：粘性塑料层，主要是粘附铝箔与内层聚乙烯。第六层：聚乙烯层，存在较强的封口强度，确保食品无毒无异味。复合包装材料的制作有较多方法，如共挤出复合、干法复合、湿法复合等，都是通过专用复合机进行复合4。3 纸塑铝复合包装材料的碳足迹评价与认证3.1 数据收集对某公司的纸塑铝复合包装材料进行碳足迹评价。以面积为 245mm322mm、容积为 1L 的包装材料为研究对象进行数据收集。（1）产品生产阶段。所用原材料包括纸板、塑料、铝箔，消耗量分别为 24.5g、4.5g 和 1.34g，消耗电力5.2910-3/kWh，消耗液化石油气 0.96g。（2）原材料生产阶段。从 Ecoinvent 数据库中获得纸板数据，该纸板由 18%全无氯漂白和 82%无氯漂白技术生产；从欧洲生命周期文献数据库中获得塑料的数据，聚乙烯密度为 940kg/m3；从 EAA 铝锭生命周期数据中获得铝锭数据，铝箔生产数据由该公司铝箔供应商提供。（3）电力生产阶段。从我国生命周期基础数据库中获得电力生产与传输数据。（4）运输阶段。从我国生命周期基础数据库中获得公路运输数据，从 Ecoinvent 数据库中获得海洋运输数据。碳足迹通过全球变暖潜能值表示，以 CO2当量计。3.2 碳足迹计算与分析生命周期法是将信息系统视为一个生命周期，遵循“自上而下”设计原则，强调系统整体优化。（1）生产原料碳足迹。对包装产品原料构成进行分析，对原料生产与加工阶段碳足迹进行计算，计算公式如式（1）所示。（1）式中：E1为生产原料阶段的碳足迹，i 为 j 原料生产中消耗的 i 能源，j 为原料成分，W1ij为原料 j 消耗的 i 能源重量，Pij为 i 能源向标准煤进行转化的系数，为单位标准煤的碳排系数。（2）生产产品中的碳足迹。产品生产会经过多个生产流程，应用多种生产设备，从而产生碳足迹。碳足迹消耗计算公式如式（2）所示。（2）式中：E2为产品生产制造环节产生的碳足迹；W2i为 i 能源的消耗数量；Pi为 i 能源向标准煤进行转化的系数。（3）运输环节的碳足迹。包装在使用环节会被运输，进而产生碳足迹。计算公式如式（3）所示。上海包装总第 324 期2023 年第 4 期 绿色包装绿色包装9（3）式中：E3为包装运输环节产生的碳足迹，W3ij为 j运输方式下 i 能源每千米的消耗量，Sij为 j 运输方式下的运输距离。完成碳足迹计算后，应做好所获数据的核对与检验，并检测计算结果的准确性，从而降低不合理性，提升结果可信度。经计算得出 1L 纸塑铝复合包装材料会产生 69.9g 碳足迹，其中原料生产过程会产生较多的碳足迹，并且单个包装容积增大时，其产生的碳足迹也会随之增大，而单位容积增大时则会减小。3.3 碳足迹认证企业进行产品碳足迹结果对外发布时，应获得第三方独立机构认证，主要目的是提升碳足迹结果可信度，同时增强宣传效果。当前各个国家均制定了相应标准，不同标准在碳足迹评价上所应用的方法、数据要求以及模型存在较大差异，企业应对不同标准以及认证体系进行分析了解，从而顺利通过认证审核。3.4 碳足迹改进建议（1）提升节能环保意识。碳排放与人类经济活动密切相关，转变消费者理念及习惯，提升生活质量的同时，应注重资源节约与环境保护5。包装生产企业运营中会涉及较多环节，需要提升企业以及工作人员节能环保意识，从而实现低碳生产与发展，高效完成各项工作。一项工作人员在实际工作中，需要对其强制要求遵循“低碳环保”原则开展实际操作。企业需要根据自身实际，科学制定绿色环保、低碳生产培训课程，进一步提升从业人员节能环保意识，使其从源头处控制碳足迹的产生。此外，企业还应制定完善的规定与要求，促使工作人员做好包装回收活动，同时在活动开展环节实施评估考核，如根据回收利用情况，给予相应积分奖励等。通过智能技术设备的应用，减少回收环节人工参与度，降低人员工作强度。（2）选择环保材料。实际设计产品包装时，包装材料选择属于较为重要的工作环节。若想有效减少包装碳足迹的产生，产品包装设计环节，应注重低碳设计，选择合理、环保的材料。产品包装材料的选择同自然生态环境密切相关，企业应选择环保材料，实现可持续发展目标，节约资源的同时，有效保护自然环境。不仅要在产品设计环节体现低碳理念，更应在产品研发使用环节体现低碳理念。考虑整个生产周期，将碳排放量降至最低。选择环保材料时，应注重以下两点：第一，将最终目标放在产品包装经济、功能及环保上；第二，对材料的设计、制作和使用进行综合分析，了解各环节可能会对环境产生的影响。（3）优化包装内部结构。通过对产品包装内部结构进行优化，可有效降低包装材料与能源的消耗，减少包装成本，避免产品包装产生严重的环境污染问题。设计包装内部结构时，应提升包装耐用度与强度，避免出现二次包装的情况，节省包装能源与材料。优化产品包装内部结构时，应注重以下几点：第一，减少内部结构不必要的空隙，减少材料成本的同时，还能降低生产运输成本；第二，以产品功能和消费者需求满为基础，合理设计内部结构，去除重复工序及复杂工序，实施简单制作，充分利用内部空间。（4）简约化设计造型。通过简约化进行包装造型设计，可以提升产品视觉展示效果。同时要防止运输环节受到不良因素的影响。对于产品而言，主要分为两种，一种为液体，另一种为固体，均应通过包装形成立体形式的商品，包装材料、包装方法等会决定包装的立体形式。产品包装设计环节，不仅要简约、环保、美观，还应充分考虑成本的合理性和印刷的方便性，在节约材料的同时，减少碳足迹的产生。4 结语综上所述，复合包装材料不断发展下，由于其价格合理及优良的综合性能，逐渐取代其他包装。纸塑铝复合包装发展前景较大，在未来发展中其功能会更加全面，既能避免材料浪费，又能在一定程度上降低对环境的不良影响。然而，纸塑铝复合包装在整个生命周期仍会产生碳足迹问题，为减少碳足迹的产生，实现低碳发展以及可持续发展目标，纸塑铝复合包装生产企业应结合自身实际情况，科学制定碳足迹改进措施，促进包装企业可持续发展。参考文献1 肖颖,金琳,刘骏,等.基于生产周期的包装印刷品碳足迹测算方法研究J.包装工程,2023,44(1):265-271.2 彭国勋,侯俊,林伟清.物流包装系统绿色包装智能生态设计的探讨研究J.绿色包装,2022(10):17-20.3 潘生林,封亚辉,查燕青,等.跨境再生HDPE生产塑料罐包装的碳足迹评价研究J.包装工程,2021,42(23):1-7.4 周杨,甘陆军,韩方方.基于生命周期评价的快递碳足迹核算J.物流技术,2021,40(6):104-109,142.5 王录生.纸塑复合包装材料引领软包装环保新时代J.印刷技术,2017(10):27-29.