包装生命周期分析:它告诉我们什么，它没有告诉我们什么

2021年10月1日

什么是生命周期分析(LCA)?

众所周知，比较不同选择对环境的影响是非常复杂的。吃来自西班牙的有机番茄好，还是吃你所在州的非有机番茄好?使用加州生产的再生塑料更好，还是使用中国生产的原始纸更好?买二手家具好还是买FSC认证的木质家具好?

生命周期分析旨在更定量和系统地回答这些问题。Sphera (EcoEnclose用于LCA分析的两个软件解决方案之一)将LCA定义为:在产品或服务的整个生命周期内对环境的潜在影响的系统分析。

在运行LCA时，用户输入各种数据，包括材料的重量、使用的材料类型、包含的回收内容、使用的制造工艺、制造地点、运输距离和寿命结束场景。该软件(使用专有算法和假设)将提供不同的输出，以帮助用户在选项之间进行比较和决定。不同的LCA软件将提供不同的输出，但大多数将提供以下数据:

碳排放
化石燃料需求
水的使用
富营养化

虽然LCA软件通常不会声称某个产出点比其他产出点更重要，但考虑到碳排放是气候变化的主要驱动力，这是当今地球面临的最紧迫的环境问题，大多数LCA用户都优先考虑碳排放。

初级与深度lca

我们认为一个初步的LCA允许用户输入他们自己的信息，然后使用广泛的行业数据来提供相当快速的结果。用户拥有的数据越详细，输出就越准确和相关。

深度LCA是指用户收集有关其材料、产品和供应链的重要细节，包括原材料来源的具体信息、供应链中用于制造和运输的能源类型、产品和包装寿命结束趋势的准确数据等。这些深度lca通常由专家咨询公司进行，执行成本可能高达数万美元。

初步的LCA是讨论和决策的一个很好的起点，我们发现他们提出的方向输出与更深入的LCA输出的最终数据相当接近。但是，这些初步的lca绝不能用来提供关于产品或包装解决方案的碳足迹的具体公共数据点。也不应该用它们来计算公司的碳排放量，以达到抵消或核算的目的。

lca如何帮助生态封闭

EcoEnclose同时使用Trayak而且Sphera软件进行初步的LCA，帮助我们的生态盟友对他们的最佳包装策略做出更明智的决定。然而，LCA通常是我们决策的一个组成部分(有时很小)。

例如，在考虑100%消费后废纸邮寄器与更厚、70%消费后废纸邮寄器之间的权衡时，LCA可以帮助我们模拟这些选项之间的碳权衡。

我们的一些生态盟友已经要求进行lca，以帮助他们探索与环境之间的权衡100%回收聚邮筒和一个可堆肥的PLA邮筒。其他人只是想了解他们包装策略的总体碳足迹，以帮助他们确定减少碳足迹或开始抵消这些碳排放的步骤。

LCA的局限性

虽然LCA是一个很好的工具，在进行包装和产品开发决策时应该与其他工具一起使用，但也有一些重要的局限性需要考虑。

系统边界:虽然LCA是一个生命周期分析，但该分析必须假设周期的起点和终点。这些被称为系统边界，它决定将哪些单元过程包括在LCA研究中。定义系统边界有点主观，尽管软件和服务倾向于在边界上做一些类似的假设，这些假设被称为“分界点”。生命周期通常开始于原材料的提取点，结束于生命的结束，包括能源的产生(如果相关的话)。还有时间限制，例如产生的污染物影响的寿命等。这些截止点是LCA的必要组成部分，但也可能隐藏某些材料对环境影响的主要驱动因素。

假设和算法:LCA软件由复杂的算法和许多假设驱动。LCA软件最具挑战性的方面之一是，用户对驱动结果的公式和数据知之甚少，除非我们推送和请求详细信息。

例如，我最近进行了分析，以了解原始纸板和回收纸板的碳足迹。

令我惊讶的是，Trayak表明，原始纸板比回收纸板的碳足迹更低(这一事实与几乎所有关于这一主题的其他研究都相反)。在与Trayak谈论这种差异时，他们指出，许多类型的再生纸基材的数据都不够。当没有足够的数据可用时，该算法使用基于“行业平均纸张，无木，无涂层”的默认假设。每当默认假设被用于再生纸类型时，输出就不会是准确的。Trayak很高兴能在这个问题和差异上与我合作，从那以后，他给了我更多关于再生纸类型的详细信息，他们有基材特定的数据，以及系统默认为更广泛平均值的再生纸类型。

然后，我用Sphera软件进行了类似的分析，再次发现原始纸板的碳足迹比回收的替代品更低。经过一番推敲，我从他们那里了解到:再生纸需要一定的外部化石能源，因此188金宝搏安卓下载会排放上游的二氧化碳。相反，原始纸张的生产过程当然是能源密集型的，但在现代工厂中，能源是通过现场焚烧废木材产生的。所以，现代的综合造纸厂，不仅自己生产能源，还输出剩余能源。这种能量被认为是二氧化碳中性的，因为只有在树木生长过程中固定的碳量被释放出来。这引起了许多危险信号!这篇文章非常详细地描述了这一点．

这表明，Sphera软件将木屑视为废物，而不关心树木被砍伐时的来源或碳排放。虽然这可能是一个有效的假设，但这是LCA软件的一个严重限制，即在第一次输出数据时不能清楚地说明这些细节(并且需要进行大量的推动和协商才能访问这些信息)。

没有考虑到一些关键的环境问题:LCA的分析焦点和系统边界意味着关键问题没有被考虑在内。例如，在考虑可再生材料投入(如木材、甘蔗渣、玉米或甘蔗)时，分析没有考虑土地利用转换的影响(以及土地转换对碳排放和生物多样性丧失的影响)。

对于某些投入物，如玉米或甘蔗，这可能是一个重大的疏忽，因为将雨林和天然草原转化为农田对碳排放和生物多样性丧失产生了巨大的破坏性影响。

此外，LCA没有考虑垃圾和污染问题。尽管塑料污染是当今地球面临的一个关键问题，但目前还没有强有力的方法在LCA中量化这一问题。

这两个系统的输出永远不会相同:对我们来说，令人惊讶的是，Sphera和Trayak之间的结果经常有很大的差异。与我们交谈过的许多人倾向于认为LCA是坚如磐石的科学，其结果可以被视为事实。当我们第一次开始在系统中看到这些截然不同的结果时，我们感到惊讶。但是，这也让我们深入研究了这些算法是如何工作的。希望上述见解有助于消除lca应该被视为福音的误解。

那么生命周期分析应该用于什么?

我们认为，初步的生命周期分析(例如通过Trayak和Sphera等自我导向软件完成的分析)应该被视为评估包装决策过程中的一个初始数据点，而不是决策的决定因素。事实上，我们最喜欢的使用LCA的方法之一是创建一个基线，从中提出问题并确定我们想要进一步研究的地方。

例如，我们最近在评估基于甘蔗的可回收生物塑料的优点。生命周期分析结果表明，这种塑料的碳足迹非常低(在某些情况下是负的)。然而，LCA也表明，这对富营养化(在湖泊或其他水体中产生过度丰富的营养物质，从而产生破坏性的藻华)有极高的负面影响。这种脱节促使我们更彻底地研究甘蔗生产过程，以更好地了解这种作物在碳、土地利用、海洋和地球健康方面的长期利弊。

我们不认为LCA可以取代完善的可持续发展愿景和框架。

在EcoEnclose,我们的首要愿景是创造一个包装的未来这是循环和再生的。我们想象着有一天，商品可以无休止地回收或重复使用，任何原始材料都是由可再生资源制成的，这些资源的生产实际上可以加强土壤、水道、栖息地、空气质量和当地社区。

有了这个作为我们的北极星，我们非常优先考虑回收的内容。通过这个镜头，我们使用LCA来帮助我们变得更聪明，并在循环的边界内做出深思熟虑的决定，但我们不会让LCA的结果迫使我们放弃我们的愿景。例如，LCA会告诉我们，一个在海外生产的原始的、填埋的聚邮件的碳足迹比一个低100%再生纸邮筒美国制造。这些结果没有认识到线性经济的陷阱，也没有认识到塑料污染的巨大问题，我们不会让这些结果偏离我们的愿景。但我们利用这些结果来帮助我们更聪明地创造一个循环的、可再生的、低碳的(甚至是负碳的)未来。

我们已经看到了一些“令人惊讶的”LCA结果

以下是我们在Trayak和Sphera的LCA分析中看到的一些令人惊讶的数据。根据上面分享的观点，这些见解并没有改变我们的整体可持续发展战略，但它们帮助我们了解了研究和更好地理解什么，以及如何最好地探索和评估新材料和新技术。

塑料永远是赢家

许多使用LCA的人都希望比较纸质和塑料。塑料薄膜几乎总是在LCA中胜出，在很大程度上是因为塑料包装使用的材料比纸质包装少得多，却能实现相同的功能。以下是1000个6x9的100%回收聚类邮筒和1000个6.5x8.75“100%回收纸质邮筒的对比分析。这些结果是通过Sphera生成的，但在Trayak分析中发现了类似的趋势。

这些工具(Trayak和Sphera)表明再生纸通常比Virgin Options有更高的碳足迹

下面显示了1磅100%消费后纸板和1磅原始纸板之间的区别。在与Trayak一起深入研究了这个令人惊讶的结果后，我们了解到驱动消费后纸板的假设实际上与更广泛的纸张数据集有关-行188金宝搏安卓下载业平均纸张，无木，无涂层(这与100%回收纸板)．这凸显了如果没有进行广泛的研究，Trayak数据集的局限性会在不经意间推动用户做出错误的决定。这些结果来自Trayak。

可堆肥生物塑料总是失败

下面是一个比较10磅回收LDPE、10磅未加工LDPE和10磅聚乳酸的高水平分析。这一分析假设薄膜挤压是所采用的制造方法。这些结果(回收的LDPE优于所有LDPE, PLA的碳足迹比原始和回收的同类产品更高)在两个系统和所有塑料制造过程中都是正确的。这些结果来自Trayak。

WTE和堆肥纸比垃圾填埋有更高的碳足迹

以下是1磅纸质邮筒回收、填埋、转换为能源的比较。有趣的是，填埋纸张比能源转换或堆肥的碳足迹更低。这些结果来自Trayak。

填埋生物塑料的碳足迹比堆肥低

以下显示了10磅的PLA邮件是堆肥和垃圾填埋。有趣的是，堆肥PLA比填埋有更高的碳足迹。这些结果来自Trayak。