蒋南青陈劭锋/文
塑料因其产生的大范围污染和原本的化学成分得到很多批判，甚至被觉得是20世纪最糟糕的发明。在走向绿色、低碳、循环社会的进程中，与其它材料相比，塑料材料的优势正在逐步失去。通过科技变革开发塑料取代材料的呼声不断攀升。在此背景之下，包装市场也进而用纸质材料取代塑料材料来降低污染和碳排放。然而，我们如今对塑料这样认知，仍然能够防止他们针对塑料产品迅速下降的需求。近20年来，全球塑料产量翻了一番，其中高于一半的塑料是自2004年以来制造的。这也从侧面体现了塑料种类的广泛性。塑料产品的制造和使用必定会带给污染吗？以及研发使用金属的代替材料就必定能减污降碳吗？答案是否定的。我们觉得塑料不仅在日常生活中发挥着重要功用包括有助于降低食物浪费、保持食物质量时间等，而且也在增加资源效益、减少污染和温室气体排放方面具备很大的潜力。塑料污染的难题根本上是由现在回收再生系统的不健全导致，包括回收利用的经济性过高。这就必须我们采用机制加大塑料的回收再生力度，避免或降低塑料的环境泄露，不断优化塑料产品的环境绩效。
包装市场是金属的主要应用领域
塑料的应用主要集中在包装市场，这只是塑料产生最大的环境制约的领域。
从国际上来看，塑料包装材料来自于树脂，主要包含PP、PE、PVC、ABS和PS在内的五种主要树脂，约占塑料总产值的67-75%。近年来，主要用于金属包装制造的PE和PP树脂占树脂产量的40%-45%。PE主要分为HDPE、LDPE和LLDPE。PET是聚酯，主要用于化工工业制备纤维的制造，第二大用途是塑料包装。
自50年代以来，全亚洲有两个部门占塑料生产和使用的60%以上：包装市场和建筑部门（如右图图示），其中仅塑料包装就占整个塑料消费总额的44.8%。在塑料包装的消费中，食品是最大的部门，约占软包装的70%，其次是软饮料和医疗部门使用的设施包装、药品包装。
图1:2002-2014年按类别和市场中国高分子消费
在中国，在所有的金属包装中，包装膜几乎占50%，而在金属包装薄膜中，PE包装膜最大，占65.2%（如表1所示）。
虽然塑料的主要应用领域在包装市场，但从整个包装市场来看，纸质包装依然占主导地位。包装产品按材料划分，通常包括纸质、塑料、金属、玻璃和软木包装等5大类。目前，纸质包装为包装产业第一大类型，因其带有易加工、成本低、适于印刷、重量轻可折叠、无毒、无味、无污染等特点而作为现在行业上应用最广泛的包装材料，其次是金属包装材料。
纸质包装材料未必比金属包装材料低碳环保
塑料污染业已变成一个更加严峻的、全球性的环境难题和威胁。在中国范围内，从丛林到沟渠，从山脚到深水，从温带垃圾填埋场到北极雪地和南极的积雪，均发现存在着塑料污染，即使全球上最偏远的地区。塑料也是温室气体排放的来源之一。2015年，来自金属的温室气体排放量估计为17亿吨二氧化碳当量（CO2e），2050年将占世界碳排放的17%。
由于塑料污染的世界性和“臭名昭著”，业界出现了用纸质包装代替金属包装来减污降碳的倾向。其暗含的一个前提是纸质包装材料的环境影响比金属包装的环境制约低。事实上，传统纸质包装并非他们想象中的这样低碳环保，其原本只是一个高能耗、高污染产品。
主要因素如下：
首先，造纸产业属于高能耗、高污染、高排放市场。其所使用的燃料中化石能源占比高达80%以上，碳排放量占到全球碳排放数量近2%（2015年为1.67%），仅次于电力、石化、化工、建材、钢铁、有色等高耗能产业，因而作为我国首批列入碳交易的八大产业之一。而且造纸产业就会形成和排放大量的雾霾物，污染土壤和空气。
其次，纸质包装容易促使资源的供需压力和冲突。纸张来自于自然资源特别是森林资源。中国属于森林资源并不富足的国家。随着纸产品需求的降低，资源的供给压力在不断减少。2020年，全国纸及纸板生产量已达1.13亿吨，消费量1.18亿吨。预计今后一段时期内，纸及纸板的总量和消费量仍然会维持下滑趋势。与此同时，我国纸产品的制造和消费对国际行业的依赖度不断攀高。2003年以来，我国纸浆进口量仍然位于亚洲第一，而且需求量越来越大。其中，木浆进口量2020年已超过3064万吨，占我国木浆消耗数量的72.8%，，也造成整个行业的供需之间存在着较大分歧。通过增加废纸的循环运用，以及研发利用一些速生的动物如稻草、竹子等材料制做纸浆等代替途径，则有利于减轻市场的供需矛盾。然而，从长远看，随着禁废令的颁布和行业对回收废纸的竞争日渐激烈，造纸产业机遇与挑战并存。在双碳目标下，对于化工产业的低碳降碳要求加强，不仅使得造纸工业加快改革更新，而且也因而造纸企业越来越加强在纸浆制造、化学回收、漂白、余热回收、废纸利用、热电联产等制造过程中节能环保科技的开发和节能清洁材料的使用。
纸质包装材料与金属包装材料的环境制约孰高孰低？
如果纸质包装材料和金属包装材料就会带来资源环境难题，它们的环境制约究竟孰高孰低？答案不能局限某一环节或阶段，也不能一概而论，而需要从全生命周期（LCA)的视角的来探讨和入手。
中国环保署采取WARM模式即(LCA)来评价材料的环境制约。不同材料的排放因子即为制造一吨材料所排放的CO量如表2所示。具体公式为：
净排放量=是指生产原本的排放-（降低的碳库存+避免设备的排放）。
比如，塑料材料PET若降低源头使用，碳排放量每吨可降低排放2.39吨CO2当量，若是回收再生，则可以降低1.15吨CO2当量排放。
3参考中国环保署数据。采用的电力排放因子不同。
从表中可以看见，尽管纸由于具备很好的再生性能，而很可能作为金属包装的的代替途径。但是，如果考量到纸张和金属的硬度比，因为纸比塑料沉，对于同一产品包装，纸的排放环境足迹（EF）要比塑料高。在回收再生阶段，虽然纸的减排量更高，但同时纸的EF值数值大，其净排放量仍比塑料高。而在焚烧阶段食品塑料包装材料，则其排放量相对较低。因此，使用纸在后端处理环节更具备优势，而在上游制造和再生环节的排放则达到塑料。
如果用聚乳酸（PLA）代替金属，在同样包装量的长度系数下，PLA生产阶段的排放低于塑料，而在填埋处置情况下，PLA碳排放则低于金属。
在食品市场，也使用铝罐作为包装，其制造阶段的排放低于金属。但在再生阶段，铝罐减排量显著更高。玻璃再生阶段的减排量则超过塑料。
麦肯锡2022年报告——《塑料的气候影响》选择了200多种不同的包装材料产品，进行全生命周期非常。结果看到，一个典型的纸制袋子的承载能力至少降低25%，但比典型的HDPE袋重约６倍（55克比8克）。因此，纸制杂货袋由于其较高的原材料使用和运输排放，比HDPE袋的制造排放高２倍。如果算上用于废弃后处理和使用中的妨碍（如使用“双层袋”），则HDPE和纸袋之间的温室气体影响变化进一步缩减至五倍。
报告还检测了三种塑料杯（EPS、PET和PP）的温室气体影响，并将其与纸和可重复使用的玻璃杯进行非常（如表3所示）。结果证实，EPS杯子因为体积轻而温室气体排放量最低。纸杯的温室气体排放量与EPS杯相同，因为其制造排放量低。而纸杯的淋膜中含有至少5%LDPE被视为金属混合材料，像袋子房子的蜂蜜盒、LDPE衬里可以使杯子能够盛装液体。可重复使用的玻璃杯排放对清洁过程十分脆弱，尤其是选用低温水与常温水。假设一个玻璃杯可重复使用多达500次，可在商用洗碗机中每批次50个用热水冲洗。与使用常温水相比，使用冷水的温室气体排放量是使用常温水的五倍。可重复使用的玻璃杯与EPS和杯子相比，用环境水冲洗的温室气体影响较小。
PET瓶子具有最低的排放，这是由于其轻量特性，包括比铝罐、玻璃都轻。但相比这两种材料食品塑料包装材料，PET回收再生率低，而且在焚烧时会排放碳，而铝和玻璃则没有。由于制造过程的排放影响更大，因此PET的排放最低。
塑料包装材料减排的出路在何方？
基于以上预测，识别塑料的环境和气候制约，需要进行全生命周期预测，不能仅限于某一环节或阶段。而面对塑料的环境制约根本上要加强塑料的再生利用力度，提升金属回收再生率，而不是简洁地用纸质材料进行取代。其中有很大的潜力可挖，因为目前有90.5%没有回收。另一方面，要在金属制造过程中开展电力清洁化改革。如果金属制造过程中引入100%可再生能源，则可以降低51%排放。
（蒋南青博士，中华环保联合会绿色循环普惠专委会秘书长。陈劭锋教授，中国科大学技术战略咨询研究院研究员）
