基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式

孙俊军，鄂玉萍，田亚利

基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式

孙俊军1，鄂玉萍2，田亚利1

（1.浙江大胜达包装股份有限公司，杭州 311215；2.浙江理工大学，杭州 310018）

解决目前绿色包装研究领域对绿色包装生态发展模式研究尚不充分，缺乏经过企业实践检验的绿色包装发展模式研究的现实问题。以浙江大胜达包装股份有限公司为例，在企业中进行绿色包装管理创新并进行总结提炼。构建了由“2个体系”和“4个关键环节”构成的基于产品全生命周期的纸包装绿色发展模式的整体架构，并在企业中进行了绿色包装管理创新实践。实施后企业年利润总额较实施前增长14.8%，万元产值综合能耗下降11.8%，废水排放量和固废排放量较实施前分别减少17.41%和24.11%，对环境生态和人体健康有害的氨、四氯乙烯的排放量则较项目开始之初分别减少了17.73%和25%。提出了基于产品全生命周期的纸包装企业绿色生态发展模式，实施绿色包装管理创新之后，企业的经济效益和环境效益明显得到了大幅提升。

绿色包装；发展模式；产品生命周期评价；企业管理

随着“中国制造2025”的深入践行，生态设计、绿色制造成为纸包装行业的大势所趋。纸包装行业的发展不仅要考虑经济效益，也要考虑其生态特性。如何实现无污染无公害的“绿色包装”成为一个亟待解决的重大课题。

绿色包装指整个包装过程对生态环境和人体 健康不会造成污染与损害的包装[1]。绿色包装应符合可持续性发展的要求，在产品的全生命周期都以绿色包装的内涵为准则[2]，因此，绿色包装的评价方法[3—5]、绿色包装材料的选择方法[6]、绿色包装设计及实践[7—8]成为目前我国绿色包装领域的研究热点。

打造“绿色包装体系”是一个系统工程[9]，需要全产业链的协同[10]，需要从原材料、设计、制造、运输、回收等产品全生命周期各个环节的紧密配合，需要企业与上下游的衔接以及企业内部各部门的优化合作。目前对于企业可施行的绿色包装发展模式的相关研究还比较缺乏。文中以在浙江大胜达包装股份有限公司开展的绿色管理模式创新为例，总结经验，提炼出“基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式”的整体架构和4个关键环节，研究结果丰富和拓展了绿色包装相关的理论研究与实践探索。

1 基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式的整体架构

纸包装的全生命周期管理包括产品设计-材料选择-生产工艺-储存环节-运输环节-使用环节-循环回收-降解处理等环节，每个环节都会对环境产生影响，因此，推动包装绿色生态发展模式落地生根的关键在于企业要从战略高度落实产品全生命周期的理念，把推行绿色生态发展作为企业实现战略目标的重要抓手，构建基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式的整体架构，并就关键环节进行细化和规范。

该项目所构建的基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式见图1，具体包括“2个体系-4个关键环节”，2个体系指基于“整体理念”的绿色发展技术体系和基于生命周期评价（Life Cycle Assessment）的绿色生态评价体系，4个关键环节则是指设计环节践行绿色生态设计理念，采购环节建立绿色供应链体系，制造环节打造绿色制造体系，流通环节加强产品使用与循环回收。构建基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式的最终目标是生产生态产品引领市场，打造绿色工厂标杆，制定绿色标准规范行业发展，提升企业的社会责任体系建设。

图1 基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式

2 基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式的4个关键环节

基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式的4个关键环节包括设计环节、采购环节、制造环节和流通环节。厘清关键环节的绿色责任，并在全产品生命周期实现各个环节的紧密配合，是践行绿色生态发展模式的基础。

2.1 设计环节——绿色生态设计

在产品设计环节，从“整体理念”出发提出包括绿色材料选择、绿色印刷方式、包装结构优化等措施在内的绿色包装设计规划方案，加强绿色包装设计的入口把关。

1）采用绿色环保材料。绿色包装材料是新材料的重要分支和发展绿色包装的关键。在绿色材料选用方面，除了使用新型绿色环保材料之外，通过工艺技术改进提高现有纸质包装材料的性能，减少材料的使用量，提高材料强度也是极为重要的。现有多层复合瓦楞纸板多采用双层瓦楞芯纸结构进行强化，且对原纸定量要求较高。胡力萌等[11]通过改变传统的滚胶方式，采用“喷胶技术”，实现原纸的多层复合实时起楞，突破了高强瓦楞纸板对高定量、高质量原纸使用的依赖，可利用现有瓦线生产部分非常规和特殊瓦楞纸板产品。E楞微型瓦楞纸板具有硬度好、强度高、便于印刷、质轻价廉的优点，适合用作小型电子产品的外盒及内衬，深受博世、海康威视、大华等客户的青睐。利用微型瓦楞纸板制作的集合化包装和电子产品内衬，不仅达到了产品的安全运输要求，还可降低包装物料成本和运输成本，是理想的“绿色包装材料。

2）改变印刷方式。柔性版印刷在包装印刷行业应用广泛，特别是瓦楞纸箱印刷领域。目前国内使用的柔性印版大多数为固体感光树脂柔性版[12]。这种固体版材在制版和洗版过程中对环境和工作人员都会产生伤害。液体感光树脂制版采用水和中性清洁剂冲洗，对环境无危害，且冲洗废水可排放到城市排污系统中采用，推广使用液体感光树脂制版是提升包装印刷绿色环保性的重要举措。考虑到柔印技术会对瓦楞结构造成损伤，预印正逐步成为主要的生产方式。瓦楞纸箱预印的工作原理是先在面纸上印刷高档彩色图文，然后经瓦楞纸板生产线与瓦楞纸进行裱贴，最后模切成箱[13]。这种生产方式完全能够满足高档商品瓦楞纸箱对强度和印刷精美程度的要求，且生产效率更高。研究开发使用纸箱水性泼水剂、水性上光油代替过去的覆膜技术，其防潮、防水、防油等效果不亚于传统上光覆膜，该工艺在BBY电视机产品、荣威家用充气游泳类产品中得到广泛推广。由于纸箱泼水剂、上光油几乎不含溶剂，有机挥发物排放量较少，不仅成本比覆膜技术降低70%，还能减少对空气污染，改善工作环境，且便于后期废物回收处理。此外，不断提升生产用助剂、辅料（如油墨，淀粉，胶水，催化剂、涂料）等的质量和环保水平，同时探索生产用助剂和辅料进一步绿色化的路径和措施，助力绿色设计。

3）优化包装结构。目前广泛使用的绿色包装设计的方法包括可拆卸设计、模块化设计、少印刷设计、免胶带设计、减量化设计、循环再生化设计等[14]。优化包装结构不仅体现在设计理念上颠覆性的改变，还体现在细枝末节上的巧妙设计。如图2所示，某品牌快递纸箱在保证力学性能达标的前提下，通过将高度尺寸与宽度尺寸对调即可使单个纸箱减少9.2%的材料耗用量，每年可节省纸板用料约4000万m2。

2.2 采购环节——绿色供应链体系

在采购环节，加强对供应商的管控，提升原材料的质量和环保水平，着力于建立绿色供应链体系和原材料追溯体系。

1）打造绿色供应链。加强对供应商的管控，新增供应商需要经过资质审查、样本检验、小批量试机、评价审核、批量使用5个环节。资质审查阶段，除了基本的三证之外还需要提供STS环保报告，必要时采购部会同品质保证部组成调查小组对供应商的供货能力、质量管理体系、产品环保达标情况进行现场调查。

供货能力调查主要对供方的规格、组织结构、人员配备、生产能力、产品质量、生产和检测设备等方面的调查；质量管理体系调查按ISO 9001进行调查和评定；产品RoHS控制环保达标情况调查对供方产品是否符合欧盟RoHS指令、欧盟包材指令及其他公司环保要求的调查。

2）确定“身份追溯”体系，实现原材料追溯。采用生产记录单、标签、标牌、标识卡等标识方法，对原材料进行标识，实现产品的可追溯性，建立全产业链的材料追溯体系，其追溯的路径见图3。同时完善全自动立体仓库、仓库管理系统、出库及全自动装车系统、储物柜、托盘、料箱等信息并与企业ERP系统结合，实现生产管控一体化。

2.3 制造环节——绿色制造体系

在制造环节，通过绿色制造体系和管理标准的制定，到生产模式的改变，再到精准化管理理念的施行，共同构建绿色智能制造体系。

1）建立绿色制造体系和管理标准。欲善其事，先利其器。推进绿色制造体系的建设，构建绿色制造体系监控的标准与测量方法是企业实施绿色生态发展模式的关键。绿色制造体系的构建涉及部门较多，较为可行的方式是由公司总经理担任主要职务，公司其他领导担任委员，技术中心、生产部、规划发展部、技术质量部、市场营销部、计划财务部、组织部（人事部）、集团管理部、资产管理部等相关单位及部门领导为成员，共同组建绿色发展领导小组，协同各方共同实现绿色制造体系建设。

2）采用“端-端”生产模式，缩短工艺处理时间。纸包装“端-端”生产模式（图4）是指设计师获得一手的客户需求，基于绿色包装设计理念进行产品方案设计，原型打样并进行相关测试，测试通过后则直接柔印预印-制板-成箱后出货交付客户。整个流程始于客户需求，终于客户满意，不仅大大缩短了工艺处理的时间，也减少了材料损耗和能源消耗。

注：数据来源浙江大胜达包装股份有限公司

图3 原材料追溯路径

图4 纸包装“端-端”生产模式流程

3）打造智能制造体系，实现数据的互联互通。根据纸包装行业的特点，研发适用于纸包装制造的基于全生命周期管理理念的ERP系统，实现各个环节、各个部门数据的互联互通，是打造智能制造体系的技术保障。以浙江大胜达包装股份有限公司研发的Box-ERP系统为例（图5），该系统整合了“销售接单、工艺评审、物料规划、计划开单、生产制造、半成品管理、仓储管理、发运管理、车辆调度、回单管理、财务结算等”全部模块，并将设备运行数据与ERP数据打通，实现数据信息的有效收集、快速传递、资料共享，真正实现数据互联互通。

4）推进精准化管理，实现降本增效节能。精准化管理是一个以量化管理为基础，以不断改进为循环，以项目团队为单元的管理运营系统，是企业从经验型管理向规范化管理的最有效体系之一[15]。建立绿色制造体系，还必须从工艺质量、设备质量、消耗管理、安全管理等方面推进精准化管理。

精准化管理的要义即精（简化的）和准（量化的），因此，纸包装生产企业需要对流水线损耗、玉米淀粉消耗、油墨消耗、发货差错率、印刷机台完成率等提出简化的、可量化的管理指标，同时对流水线瓦楞辊问题和报废纸板问题，制定整改和再利用方案，并进一步加大节能减排，持续全面地开展清洁生产。

2.4 流通环节——使用与循环回收

在流通环节加强产品回收力度，实现资源再生，解决循环包装面临的问题。同时引入产品生命周期评价方法，对纸包装制品整个生产周期的绿色生态特性进行评估。

1）推进产品回收，实现再生资源化。流通环节的绿色可持续，其着力点不仅在流通环节，还包括设计环节、使用环节、运输环节和回收环节，必须各环节的协调协作。设计初期就需要充分考虑产品回收的可能性、回收价值的大小、回收处理方法、回收处理结构工艺性等一系列问题，以达到零部件及材料资源和能源的充分有效利用；在使用阶段，充分考虑使用者如何节省能源，减少污染，方便维护及延长相关包装用品的使用寿命；在运输阶段，根据不同商品的属性、特点、运输方式以及商品在运输过程中的破坏隐患合理设计包装方案，减少产品破损率，减少包装材料的消耗以及包装的环境负荷；在回收阶段，加大产品回收力度，实现其再生资源化，同时研发循环包装，通过精心设计以达到能多次周转和延长使用寿命的目的。

2）开展生命周期评价，建立环境影响数据库。通过引入产品生命周期评价方法对瓦楞纸制品生产周期的生态特性进行评估，可以明确瓦楞纸箱对环境产生影响的关键工序和关键物料，使得企业可以有针对性地进行改进提升。进一步地将生命周期评价方法导入产品设计方案、生产工艺和设备解决方案等环节的科学评价，有助于推进决策过程的科学化、标准化和绿色化。最终，以产品全生命周期资源环境数据库为依托，逐步构建产品生命周期评价体系，推动企业绿色转型发展。

注：资料来源于浙江大胜达包装股份有限公司

3）制定纸包装绿色标准，引领规范行业发展。标准及认证是现代市场竞争非常重要的构成，是特定行业与产品进入市场的通行证，同行业企业为寻求良好的行业秩序和行业发展环境的必然选择[16]。标准化并不是零和博弈，通过行业龙头企业的科技创新和标准制定，有利于规范并促进整个行业的健康发展。

由浙江大胜达包装股份有限公司牵头制定的标准《绿色环保快递用瓦楞纸箱》[17]以及参与制定的标准《GB/T 33764—2017 绿色产品评价通则》[18]，明确了绿色产品的评价指标体系及指标参照值，确定了绿色环保快递箱在原辅材料、结构设计、运输包装、存储回收等各个环节的规范和要求，这些标准的推出有助于引领和规范包装纸箱行业的有序发展和良性竞争。

3 基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式的实施效果

浙江大胜达包装股份有限公司自2016年开始实施绿色管理模式创新，推行基于产品全生命周期的纸包装绿色生态发展模式，取得了较好的经济效益和环境效益。

3.1 经济效益

实施绿色管理模式创新后，产量显著增加而资源和能源的消耗明显减少（见表1）。企业在2018年实现销售收入9.81亿，比2016年的7.16亿增长2.65亿；利润总额较2016年增长14.8%。公司万元产值综合能耗下降11.8%。公司总资产报酬率从2017年的6.3%提升至2018年的18.55%，提高193.7%。通过推行绿色生态设计，到2018年实现直接经济效益超过20 000万，推进节能降耗和清洁生产，单位产品能耗降低8%。

3.2 环境效益

通过建立瓦楞纸箱生产的资源环境数据库，收集整理了瓦楞纸包装制品在设计与制造过程中相关的原辅材料、能源的投入与产出清单，并定量分析产品系统对气候变化、水资源消耗、初级能源消耗、可吸入无机物、酸化、富营养化、臭氧层消耗、非生物资源消耗、光化学臭氧合成等的环境影响，见表2。结果发现：2018的废水排放量和固废排放量分别较2016年减少了17.41%和24.11%，而对环境生态和人体健康有害的氨、四氯乙烯的排放量则较2016项目开始之初减少了17.73%和25%。

表1 绿色生态发展的经济效益

注：2017年部分新设备刚刚上线，正处于调试期，因此“蒸气消耗、电消耗”指标略微偏高；数据来源于浙江大胜达包装股份有限公司

表2 绿色生态发展的环境效益

注：数据来源于浙江大胜达包装股份有限公司

4 结语

绿色、安全已成为现代包装可持续发展的必然趋势和选择。探索适合企业的绿色包装、生态发展新模式，构建一套相对完善的适应绿色管理理念的机制和组织架构，对于处于绿色转型升级阶段的中国企业极为必要。文中以浙江大胜达包装股份有限公司为例，总结开展绿色管理模式创新以来的经验，提炼出“基于产品全生命周期的绿色生态发展模式”的整体架构，并对“两个体系、四个关键环节”进行了详细阐述。研究结果可以为中国纸包装行业和纸制品生产企业的绿色发展提供有益的参考。

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Green Ecological Development Model of Paper Packaging Industry Based on Life Cycle Assessment

SUN Jun-jun1, E Yu-ping2, TIAN Ya-li1

(1.Zhejiang Great Shengda Packaging Co., Ltd., Hangzhou 311215, China; 2.Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

The work aims to solve the practical problems that the research on the ecological development model of green packaging is still insufficient in the field of green packaging research, and the research on the development model of green packaging that has been tested by enterprise is rare. With Zhejiang Great Shengda Packaging Co., Ltd. as an example, the innovation of green packaging management was carried out in enterprise and summarized for refinement. Then, the overall framework of the green development model of paper packaging based on the life cycle assessment was constructed, which consisted of ''2 systems'' and ''4 critical links'', and the innovative practice of green packaging management was carried out in enterprise. After implementation, the total profit of enterprise increased by 14.8% compared with the year before the implementation, the comprehensive energy consumption per RMB 10,000 of output value decreased by 11.8%, the discharge of waste water and solid waste decreased by 17.41% and 24.11% respectively, and the discharge of ammonia and tetrachloroethylene harmful to environment, ecology and human health decreased by 17.73% and 25% respectively compared with the beginning of the project. A green ecological development model of paper packaging enterprise based on the life cycle assessment is put forward. After the implementation of green packaging management innovation, the economic and environmental benefits of enterprise are significantly improved.

green packaging, development model; life cycle assessment; enterprise administration

F062.2

A

1001-3563(2022)01-0259-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.033

2020-03-13

浙江省基础公益研究计划（LGG19E080004, LGG19C160002）；杭州市萧山区重大科技计划（2018108）

孙俊军（1976—），男，高级工程师，主要研究方向为包装管理。

鄂玉萍（1982—），女，博士，浙江理工大学副教授，主要研究方向为绿色包装。