第三节
包装消耗能源的环境效应

能源属于资源，与环境的关系尤为重要。能源推动经济发展，虽有利于环境改善的方面，但在能源获得和利用的过程中，也会改变原有的自然环境或产生大量的废弃物，使人类的生存环境受到破坏和污染。

煤炭在开采过程中会造成矿山生态环境的破坏，威胁生物栖息环境。主要包括对地表的破坏、引起岩层的移动、矿井酸性排水、煤矸石堆积、煤层甲烷排放等。煤炭在消费过程中产生大量二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳、烟尘和汞等污染物，是造成大气污染和酸雨的主要原因；所排放的温室气体，会造成全球性的温室效应，引起全球气候变化。

油田勘探开采过程中的井喷事故、采油废水、钻井废水、洗井废水、处理人工注水产生的污水的排放；气田开采过程中产生的地层水，含有硫、卤素以及锂、钾、溴、铯等元素，其主要危害是使土壤盐渍化；油气田开采过程中的硫化氢排放；炼油废水、废气（含二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、烃类、一氧化碳和颗粒物）、废渣（催化剂、吸附剂反应后产物）排放；海上采油影响海洋生态系统，石油因井喷、漏油、海上采油平台倾覆、油轮事故和战争破坏等原因泄入海洋，对海洋生态系统产生严重影响；在交通运输业，机动车消费石油过程中会产生尾气，排放一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅等污染物，对大气造成严重污染。

水电是一种相对清洁的能源，但其对生态环境仍有多方面的不利影响，主要表现在：截流造成污染物质扩散能力减弱，水体自净能力受影响；淹没土地、地面设施和古迹，影响自然景观，尤其是风景区；泥沙淤积会使上游河道截面缩小，河床抬高，下游河岸被冲刷，引起河道变化；改变地下水的流量和方向，使下游地下水位升高，造成土壤盐碱化，甚至形成沼泽，导致环境卫生条件恶化而引起疾病流行；建设过程采挖石料和填土，破坏自然环境；泄洪道变流装置的安装会造成对鱼类等水生生物的破坏，截流阻断鱼类洄游等；会改变河流水深、水温、流速及库区小气候，对库区水生和陆生生物产生不利影响；可能会诱发地震；小水电站还会向生物圈排放一些温室气体（特别是由于水库中生物质的腐烂而产生的甲烷）等。

核能对环境的影响主要来自两个阶段：核燃料生产和辐射后燃料的处理。由于人类无论何时何地都处于各种来源的天然放射性辐射之中，通常燃料生产过程的放射性污染较轻，一般不构成严重危害，但仍须予以充分注意。人类对反应堆已有了一定的安全保障措施，但世界范围内的民用核能计划的实施，已产生了上千吨的核废料。这些核废料的最终处理问题并没有完全解决，在数百年内仍将存在放射性危害。

可再生能源开发利用整体上较传统化石能源来说，更加清洁安全，但是开发利用可再生能源仍然会带来一些环境问题。如风能开发中，风机会产生噪声和电磁干扰，并对景观和鸟类产生负面影响等。太阳能开发也会产生不利环境影响，主要是占用土地、影响景观等。此外，制造光伏电池需要高纯度硅，属能源密集产品，本身需要消耗大量能源。含镉光伏电池的有毒物质排放虽然在安全范围之内，但公众仍担心对健康的危害。生物质能利用对环境的不利影响，主要是占用大量土地，可能导致土壤养分损失和侵蚀，生物多样性减少，以及用水量增加。用汽车运输生物质会排放污染物。另外，农村居民使用薪柴和秸秆等生物质能作炊事和供热燃料的传统利用方式引起的室内空气污染，对居民健康产生严重危害。地热资源开发利用的环境影响主要是地热水直接排放造成地表水热污染；含有害元素或盐分较高的地热水污染水源和土壤；地热水中的CO ₂ 和H ₂ S等有害气体排放到大气中；地热水超采造成地面沉降等。海洋能是洁净的能源，对环境不会产生大的不利影响。但潮汐电站会对海岸线生态环境带来一定影响；波浪能发电装置能起到使海洋平静的消波作用，有利于船舶安全抛锚和减缓海岸受海浪冲刷，但波浪能发电装置给许多水生物提供了栖息场所，促使其繁殖生长，可能会堵塞发电装置；海洋温差发电装置的热交换器采用氨作工质，氨可能会污染海洋环境；建在河口的盐差能发电装置，还要解决河水中的沉淀物和保护海洋生物的问题。

改革开放以来，由于经济高速增长，我国已成为世界第二大能源生产国和消费国，能源在使用的过程中会不可避免地产生SO ₂ 、NO _x 、烟尘等物质，这些物质若不加以处理直接排入大气，会造成环境的破坏；同时我国目前能源结构的主体还是消耗煤碳，因此二氧化碳排放量大，居世界第二位，所以节能减排任务重。

包装工业能源消耗大，在消耗能源过程中不仅有能源获取时对环境产生的污染，而且还有其自身生产、运输过程中消耗电能而对环境排放产生的污染，所以包装工业要努力节约能源，节能减排，同时建设脱硫脱硝除尘设施，实现达标排放，为保护生态环境作出贡献！

一、纸包装生产对能源的消耗

纸包装的原材料大多是木材、禾草与回收废纸，在造纸过程中，主要的能源消耗（约85%）用于从木材中分离出纤维和烘干纸张。表3-6为生产1t木材、纸浆纸、塑料所消耗的能量。

纸包装可以循环再生使用，但是它不利于利用能量。纸包装与玻璃和金属再循环相比，其蕴含的能量可视为一种有价值的“易燃物”，其燃烧释放出的能量可用于产生机械能或电能。

二、塑料包装生产对能源的消耗

塑料树脂的种类有许多，但用于包装的只有少数几种，其中聚乙烯的比例约为65%。原油是生产塑料的主要材料，塑料与原材料石油一样，会有一定的含热量，并且有较高的热量值。

塑料包装制品的制造，首先是先将塑料树脂加热到熔化状态，然后通过一些加工工序（如挤压、吹塑、拉伸等）获得所需的造型。表3-6中列出一些塑料加工消耗能量的数据，这些加工过程需要通过机械来实现，而这些机械要靠电能来控制。塑料包装的再循环与再使用存在很多困难，用于食品包装的塑料材料的再循环已被禁止。塑料包装材料的再使用同玻璃包装材料类似，即回收后再熔化并重新制成新的包装造型。当然塑料包装废品也可以用来制造其他产品，如花盆、垃圾袋等。塑料能够以单体的形式再循环或利用，使其含有的能量得以恢复，但是其循环成本是非常高的。

三、金属包装生产对能源的消耗

金属包装中常用的材料是马口铁、白铁皮（镀锌薄钢板）、镀铬薄钢板、铝等。铝主要用来制造二片罐包装碳酸饮料等，铝箔是用于阻挡光线的材料，马口铁、白铁皮（镀锌薄钢板）、镀铬薄钢板等主要用于食品包装或用于制造喷雾罐。表3-7为生产1t玻璃和金属包装的能量消耗。金属用于食品包装，其内壁要涂上涂料，这些涂料也会增加包装的能量消耗，但它没有包含在总的能耗中。生产金属包装所消耗的能量主要取决于所用材料的种类。

由于金属包装结构方面的原因，金属包装重复使用的效果不太理想。但是，金属包装可以再生利用，分离比较容易。例如，用电解的方法分离锡，从1000kg的锡铁废料中可以得到980kg铁与5.2kg锡，需要75kW的电能与约30L的燃料。铁和铝废料被送回熔化炉回收后，可以被重新制造成新的包装容器，在制造过程中，需要新的能量消耗。

四、玻璃包装生产对能源的消耗

玻璃包装生产能耗见表3-7。生产不同有色透明玻璃的能量消耗几乎是相同的，微小的差别主要是玻璃上色时原材料生产的能耗差异。玻璃生产中需加入20%～25%的碎玻璃，一般80%的碎玻璃由厂家自己产生的废品提供，其他20%来自家庭废品或分散收集的玻璃废品。在玻璃制造过程中，碎玻璃使用量的增加会降低能耗，如果碎玻璃的使用量达到40%，能耗将减少25%。

对于回收的玻璃包装，估算其平均寿命对于重新使用它们是很有用处的。玻璃包装的平均寿命可以根据玻璃包装的损失量进行计算。例如假设产品到用户手中直至回收的整个过程中，损失量为 a %，则100个包装每循环一次，将有（100– a ）个瓶子得到回收；即每一次循环和每100个瓶子中有 a 个新瓶投入使用。因此每批次包装在平均 n = 100/ a 个来回后将全部被新瓶子代替。每个玻璃包装消耗的能量会随着返回数量的增加而减少。

对于可回收的包装，消费者送到包装公司所消耗的能量可以忽略不计。因为一般消费者会返回商店再次购物，商店的经营者也会到供销商那里去取货，故其附加能量消耗也可以忽略不计。

此外，包装辅料的生产，比如缓冲材料、护棱、护角、胶带、捆扎材料等，也需要消耗一定的能源。包装运输中需要消耗大量的资源，包装的“重量”是影响运输成本的主要因素。包装运输的方式有空运、海运、火车运输、卡车运输等。几种运输方式相比，空运效率高、能耗高、费用昂贵，海运慢、能耗较低、费用便宜。单位重量的平均能量消耗率，用kW和10 ⁶ J表示。表3-8给出了各种运输方式的运输效率和平均能耗，它说明随着载重量的增加，公路运输相对能耗较低。