《Resources, Conservation and Recycling》：Material flow analysis of End-of-Life disposition of polyethylene-based packaging and alternatives in China
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提高中国包装废弃物回收率需关注材料特性与回收系统协同优化。研究采用物质流分析发现聚乙烯（PE）包装回收率最低（35%），而铝罐（95%）、纸箱（80%）等结构简单、回收体系成熟的品类回收率显著更高。对比显示中国PE包装回收率低于欧盟但优于美国，工业包装占比大（60.46% PE用于包装），快递袋（16.4%）等复杂制品多焚烧处理。研究提出需建立产品分类回收机制，加强全产业链协作，制定差异化环境政策。
张雪梅|唐圆圆|王佳宇|张伟倩|Experience Nduagu|Richa Kirti|Timothee Roux|陈伟强
中国科学院城市环境研究所区域与城市生态国家重点实验室，中国厦门361021
摘要
随着中国包装消费的持续增长，改善产品生命周期（EoL）管理对于资源回收和环境保护至关重要。本研究采用物质流分析方法，追踪并比较了聚乙烯（PE）、纸张、金属和玻璃包装在主要应用中的EoL处理情况。结果显示，PE包装的回收率最低，仅为35%，而纸张为69%，金属为67%，玻璃为66%。具有简单成分和成熟回收系统的包装——如铝罐（95%）、饮料玻璃瓶（92.9%）、瓦楞箱（80%）、工业级PE薄膜（例如拉伸膜和重型袋，>80%）以及食品级高密度聚乙烯（HDPE）瓶（70%）——具有更高的回收率。相比之下，复杂或受污染的包装类型，包括化学桶（15%）、柔性家用PE包装（<10%）、快递袋（16.4%）和牛皮纸购物袋（15%）大多被焚烧。这些结果强调了需要特定材料的数据、包装价值链上的协调行动以及有针对性的、基于数据的政策，以加强中国的包装废物管理。
引言
塑料已成为消费品中的重要材料，极大地改善了现代生活。其轻便、耐用和可适应的特性使得产品能够安全高效地长途运输（Avery等人，2025年）。此外，塑料包装有助于延长食品和其他易腐物品的保质期，而其相对于其他材料的较低重量使得运输更具成本效益和能源效率（White和Lockyer，2020年）。包装行业是塑料树脂最大的应用市场，同时也是塑料废物的主要来源之一（Insights，2026年），全球约40%的塑料废物来自包装产品（Samborska，2024年）。聚乙烯（PE）是塑料包装中用量最大的材料（Avery等人，2025年）。然而，与其广泛的应用相比，PE的回收率仍然相对较低，这表明在废物管理和资源利用方面存在显著差距（Zhang等人，2024年）。特别是，当PE柔性包装与复杂的材料结构、高污染水平以及与现有回收系统的兼容性不足相关时，其在回收过程中面临明显的技术和系统性挑战。这构成了限制塑料回收率提高的结构性瓶颈。中国是世界上最大的PE消费国，2023年占全球消费量的34%（Richardson，2024年；Zhang，2024年）。2022年，中国的PE总产量达到2532万吨，其中线性低密度聚乙烯（LLDPE）占44.76%，高密度聚乙烯（HDPE）占43.52%，低密度聚乙烯（LDPE）占11.72%（中国塑料工业协会，2023年）。同年，PE的表观消费量为3806万吨（中国塑料工业协会，2023年）。从最终用途结构来看，薄膜应用占比最大，达到58.1%，主要用于包装薄膜、购物袋和多层复合袋。然而，由于其高产量和较短的使用寿命（Hahladakis和Iacovidou，2018年），PE包装显著增加了消费后塑料废物的量，使其成为减少包装废物和资源回收的重点目标。
物质流分析（MFA）作为一种研究材料和资源流动的重要方法，能够系统地量化和追踪不同生命周期阶段的材料流动、库存和排放（Graedel，2019年）。迄今为止，中国关于塑料MFA的研究已经相当广泛。现有研究要么将塑料作为一个总体类别在宏观层面进行分析（Jian等人，2022年；Luan等人，2021年；Xia等人，2024年），要么深入研究个别聚合物类型（Chu等人，2021年；Liu等人，2020年；Zhou等人，2013年）。然而，专门针对塑料包装行业的物质流分析仍然有限。少数可用的研究主要集中在特定子领域，如电子商务包装（Tang等人，2024年）和饮料容器（Batista等人，2019年；Ma等人，2020年），而最近一项涵盖整个塑料包装行业的研究仅提供了三种树脂基包装类别的粗略分类（Tuo等人，2026年）。值得注意的是，尽管PE包装产品的产量很大，但系统性的MFA研究仍然缺乏。此外，尽管现有研究已经考察了塑料包装和替代材料（例如纸基和金属基包装）的生命周期（Zhang等人，2026年；Zhou等人，2024年），但不同材料之间的EoL处理比例的系统性比较仍然不足。这可能导致在评估环境影响时过度依赖基于简化EoL处理假设的研究结果，同时忽视了现实世界废物管理结构的差异，从而影响评估的客观性和可靠性。
尽管现有的关于塑料包装的研究取得了重要进展，但在分析分辨率、产品覆盖范围和材料流分析的评估视角方面仍有许多改进空间。在研究规模方面，以往的研究主要在行业或国家层面描述了塑料的使用情况，对包装行业内部结构的细分较少。这限制了捕捉特定包装产品类型之间的材料流动差异以及识别其不同的废物管理需求的能力。为了解决这一限制，本研究进行了更高分辨率的分析，重点关注包装中使用的主要树脂——PE，并进一步将流动细分为特定最终用途的包装产品，从而为差异化管理策略和更有针对性的政策设计提供了数据基础。在产品覆盖范围方面，现有研究主要集中在消费后包装流，如电子商务和饮料包装，而工业塑料包装的EoL处理比例仍了解不足。通过纳入消费和工业来源的包装产品，本研究填补了关键的数据空白。关于PE包装产品的MFA案例研究进一步补充了相关文献，并提供了更全面的塑料包装流动特征描述。从比较的角度来看，以往评估塑料包装和替代材料的研究主要依赖于生命周期评估（LCA）框架，并强调了环境影响结果，而对产品和特定应用EoL处理结构及现实世界管理系统的细节关注较少。本研究通过比较PE包装和替代材料的EoL处理比例，关注了EoL处理结构。这些结果可以与新的或现有的生命周期知识结合使用，以评估替代可行性和环境性能。通过提供更详细的塑料包装流动描述，并从EoL处理比例的角度评估系统，本研究为行业发展、利益相关者决策和政策制定提供了新的见解，从而有助于改进中国的包装系统。因此，本研究的主要贡献总结如下：
(1)这是首项针对中国PE包装及其替代品管理的MFA研究，从而扩展了包装相关MFA研究的地理和材料范围。
(2)它系统地研究了特定的家用和工业包装产品，填补了现有文献中缺乏详细产品级别数据的空白。
(3)本研究为PE包装和替代材料开发了一个基于物质流的比较框架，提供了进行稳健生命周期比较所需的宝贵EoL处理数据，反映了现实世界的废物管理实践。
数据收集
数据收集
数据集采用了自上而下和自下而上的综合方法编制。自上而下的方法涵盖了聚合物和塑料的生产、贸易流动、废物产生、跨境废物转移以及消费后管理，而自下而上的方法通过解决不一致性和填补数据空白来补充这一框架。本研究使用的数据主要来源于统计年鉴、行业报告、学术文献以及专家咨询和实地调查。
基于PE的包装产品整个生命周期的物质流
在生产阶段，中国2022年生产了2532万吨PE树脂，并记录了806万吨的净进口量。大约60.46%的PE树脂供应用于制造包装产品。在消费阶段，中国净进口了25万吨基于PE的包装产品。PE包装市场分为九种具体产品类型（见表1），包括六种柔性包装——柔性食品袋、一次性袋、快递袋等。
各地区包装材料的EoL处理比较
与发达经济体相比，中国在PE塑料包装的回收和再利用方面具有巨大的改进潜力。2022年，中国PE塑料包装的回收率为35%，而52%被焚烧，8%被填埋，5%被错误处理并释放到环境中。虽然低于欧盟的水平，但明显高于美国。欧盟仍然是塑料包装领域的全球领导者。
结论
本研究对中国包装EoL路径进行了产品特定的物质流评估，比较了PE、纸张、金属和玻璃包装在主要应用中的情况。结果表明，EoL处理率存在显著差异，这些差异不仅由材料类型决定，还受到应用方式、产品设计、污染程度以及回收系统成熟度的影响。具有简单结构和成熟回收渠道的包装——如铝罐、饮料玻璃瓶等——
CRediT作者贡献声明
张雪梅：撰写——原始草稿、可视化、方法论、调查、正式分析、数据管理、概念化。唐圆圆：调查、正式分析、数据管理。王佳宇：撰写——审阅与编辑、数据管理。张伟倩：撰写——审阅与编辑、项目管理。Experience Nduagu：撰写——审阅与编辑、验证。Richa Kirti：撰写——审阅与编辑、验证。Timothee Roux：撰写——审阅与编辑、验证。陈伟强：
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
