屈曉亮，劉吉舟，趙志強(qiáng)

(天津冰利蓄冷科技有限公司 天津300350)

1 綠色生鮮冷鏈包裝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 生鮮冷鏈物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛

冷鏈物流的適用范圍包括蔬菜、水果，肉、禽、蛋，水產(chǎn)品、花卉產(chǎn)品[1]。加工食品包括速凍食品、禽、肉、水產(chǎn)等包裝熟食，冰淇淋、奶制品、巧克力，快餐原料，特殊商品即藥品。其中生鮮食品冷鏈物流占比90%以上。

2015—2020 年，我國(guó)生鮮電商發(fā)展快速上升。2019年，生鮮電商行業(yè)規(guī)模達(dá)到2796億元。2020年，新冠肺炎疫情暴發(fā)帶動(dòng)了生鮮電商模式的超高速發(fā)展，當(dāng)年生鮮電商行業(yè)規(guī)模上升至 4585億元，同比增長(zhǎng)高達(dá)63%(圖1)。

圖1 2015—2020我國(guó)生鮮電商行業(yè)規(guī)模及增速Fig.1 Scale and growth rate of fresh food e-commerce industry in China from 2015 to 2020

今后隨著“凈菜到家”模式的興起，我國(guó)生鮮電商市場(chǎng)規(guī)模還會(huì)進(jìn)一步拓展，雙碳目標(biāo)和新的食品冷鏈物流衛(wèi)生規(guī)范的實(shí)施，也為綠色生鮮冷鏈包裝技術(shù)的發(fā)展提出了更高的要求和更大的機(jī)遇。

1.2 沒(méi)有全程的冷鏈覆蓋及包裝

我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品采摘后無(wú)法在第一時(shí)間預(yù)冷、分級(jí)、包裝、標(biāo)準(zhǔn)化，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品損耗高，遠(yuǎn)超歐美等國(guó)。據(jù)冷鏈行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年產(chǎn)出的生鮮農(nóng)產(chǎn)品缺乏有效冷鏈，由腐爛造成的損失可達(dá) 20%～30%。另?yè)?jù)農(nóng)業(yè)部有關(guān)專家測(cè)算，我國(guó)糧食、馬鈴薯、水果、蔬菜的產(chǎn)后損失率分別為 7%～11%、15%～20%、15%～20%和 20%～25%，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家平均損失率，折算經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3000億元以上，相當(dāng)于670多萬(wàn)公頃耕地的投入和產(chǎn)出被浪費(fèi)掉。

電商配送到家模式除易腐的海鮮、肉類(lèi)等物品基本配備了全程冷鏈和專用包裝外，大多數(shù)大宗生鮮物品輸送仍為粗放的堆垛，缺少適宜的包裝物，更無(wú)全程冷鏈。

1.3 國(guó)內(nèi)尚未形成體系化的冷鏈包裝技術(shù)支撐

目前國(guó)家郵政快遞和以順豐、京東快遞為代表的民營(yíng)體系均建立了“綠色包裝研發(fā)機(jī)構(gòu)”，其中均含有冷鏈包裝技術(shù)。但由于上述研發(fā)機(jī)構(gòu)組建時(shí)間不長(zhǎng)、技術(shù)積累不多，還不足以支撐我國(guó)目前超高速發(fā)展的生鮮快遞物流業(yè)務(wù)。

同時(shí)，以高校和科研機(jī)構(gòu)為代表的創(chuàng)新機(jī)構(gòu)目前在冷鏈包裝技術(shù)方面的研發(fā)主要呈分散、基礎(chǔ)性的狀態(tài)，也沒(méi)有提供更多的成熟技術(shù)和適用產(chǎn)品。

2 綠色生鮮冷鏈包裝技術(shù)能力與需求分析

2.1 我國(guó)綠色生鮮冷鏈包裝技術(shù)研發(fā)能力狀況

2.1.1 國(guó)家層面

國(guó)家郵政局于 2018年開(kāi)始建設(shè)國(guó)家郵政體系“研發(fā)中心”工作，在其建設(shè)體系中包含有“冷鏈技術(shù)”和“綠色包裝技術(shù)”兩大技術(shù)體系。截至目前，兼有綠色冷鏈包裝技術(shù)職能的機(jī)構(gòu)仍是空白。

北京印刷學(xué)院是我國(guó)最早創(chuàng)建的以印刷和包裝為核心學(xué)科的專業(yè)院校，目前在其重點(diǎn)學(xué)科所屬的“印刷與包裝工程學(xué)院”基礎(chǔ)上專門(mén)成立了“北京綠色印刷包裝產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院”，這些機(jī)構(gòu)成為引領(lǐng)國(guó)內(nèi)該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的創(chuàng)新機(jī)構(gòu)。但目前跨學(xué)科與冷鏈技術(shù)交叉仍屬起步階段。

2.1.2 地方層面

隨著應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的需求，目前國(guó)內(nèi)許多省市高校設(shè)立了包裝專業(yè)，專門(mén)設(shè)有包裝工程學(xué)院的高校僅有武漢大學(xué)、西安理工大學(xué)、湖南工業(yè)大學(xué)和天津科技大學(xué)，其中又以天津科技大學(xué)歷史最為悠久、培養(yǎng)的人才和推出的成果最多。但涵蓋冷鏈技術(shù)的成果較少，且應(yīng)用性偏低。

2.1.3 產(chǎn)業(yè)層面

京東旗下的京東物流集團(tuán)與《每日經(jīng)濟(jì)新聞》于2018年1月聯(lián)合組建了“中國(guó)智慧物流研究院”，重點(diǎn)開(kāi)展了綠色包裝技術(shù)替代應(yīng)用和白色包裝的減量研究。

順豐旗下的順啟和(深圳)科技有限公司于2019年 6月正式運(yùn)營(yíng)的“順啟和包裝實(shí)驗(yàn)室”，涵蓋材料測(cè)試、安全運(yùn)輸、冷鏈和理化分析 4個(gè)專業(yè)方向，首次向社會(huì)展示了其在物流包裝測(cè)試領(lǐng)域的領(lǐng)先實(shí)力和實(shí)體建設(shè)專業(yè)化實(shí)驗(yàn)室的雄心。

國(guó)內(nèi)兩大快遞物流巨頭均在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研發(fā)方面做了重大布局，為產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展樹(shù)立了表率。但需指出的是，冷鏈包裝、綠色冷鏈均剛剛起步，對(duì)現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的服務(wù)與支撐尚需技術(shù)和時(shí)間的積累。

2.2 我國(guó)綠色生鮮冷鏈包裝技術(shù)需求分析

2.2.1 白色污染的減量應(yīng)用研究

環(huán)保專家徐容認(rèn)為，由于包裝在生產(chǎn)、運(yùn)輸、回收、焚燒等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生碳排放，發(fā)貨商家、物流企業(yè)應(yīng)盡可能避免對(duì)包裹進(jìn)行過(guò)度包裝。

目前冷鏈包裝涉及的白色污染物主要指一次性使用的泡沫箱、封裝膠帶和緩沖包裝。白色泡沫箱＋冰排(袋)一直是生鮮冷鏈終端配送的主要工具，隨著我國(guó)生鮮電商市場(chǎng)規(guī)模的快速增長(zhǎng)，每年相應(yīng)產(chǎn)生近3億個(gè)泡沫箱、10億冰袋的冷鏈耗材和幾十億米的膠帶[2]。在行業(yè)經(jīng)營(yíng)成本可接受的范圍內(nèi)，目前的應(yīng)對(duì)措施主要放在可循環(huán)使用的技術(shù)和產(chǎn)品上。

2.2.2 食品級(jí)蓄冷材料的應(yīng)用研究

在蓄冷材料及產(chǎn)品方面，主要有兩類(lèi)蓄冷液，即聚乙烯醇-硼砂蓄冷劑和相變蓄冷劑，目前市場(chǎng)用量最大的冰包、冰板絕大多數(shù)使用的是聚乙烯醇和硼砂制成的凝膠型蓄冷劑；而相變蓄冷劑由于存在過(guò)冷現(xiàn)象和相分離的問(wèn)題，需要相應(yīng)的控制技術(shù)，制作難度和成本較高，因而較少得到應(yīng)用。

由于我國(guó)《食品衛(wèi)生法》和《食品添加劑衛(wèi)生管理辦法》中明令禁止硼砂作為食品添加劑使用，聚乙烯醇-硼砂制成的蓄冷劑在應(yīng)用上須注明“不可食用”的標(biāo)記。盡管目前在生鮮快遞中仍在大量使用該類(lèi)蓄冷劑，但經(jīng)營(yíng)者和消費(fèi)者均企盼全部改用食品級(jí)材料制成的蓄冷劑。

2.2.3 生物基包裝材料的研究

目前市場(chǎng)廣泛使用的保溫箱體按用量劃分主要為泡沫箱、EPP箱、紙箱、塑料箱，其中泡沫箱占絕對(duì)量比，只有紙箱是生物基材料的。但目前的紙箱在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和保溫性能上均達(dá)不到理想生鮮冷鏈保溫箱的要求。由此，研發(fā)高強(qiáng)度生物基結(jié)構(gòu)材料成為這一領(lǐng)域的首要目標(biāo)，主要開(kāi)發(fā)內(nèi)容為：①生物基可降解包裝高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料；②生物基可降解包裝耐水性包裝材料；③低成本生物基可降解包裝材料制造工藝技術(shù)。

3 天津市相關(guān)科研與產(chǎn)業(yè)能力水平分析

3.1 相關(guān)科研創(chuàng)新資源及能力分析

目前，天津科技大學(xué)的包裝學(xué)科在國(guó)內(nèi)有巨大的影響力和較多的成果；天津商業(yè)大學(xué)在國(guó)內(nèi)制冷學(xué)科領(lǐng)域排名前列，并且擁有包裝專業(yè)，均設(shè)在機(jī)械工程學(xué)院內(nèi)部。天津還擁有中國(guó)包裝科研測(cè)試中心這一專業(yè)的國(guó)家級(jí)包裝檢測(cè)研發(fā)機(jī)構(gòu)。天津冰利蓄冷科技有限公司被認(rèn)定為“天津市食品冷鏈物流裝備技術(shù)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。此外，南開(kāi)大學(xué)、天津大學(xué)在化學(xué)、化工學(xué)科擁有突出的科研實(shí)力及人才儲(chǔ)備?？梢哉f(shuō)，天津市在綠色生鮮冷鏈包裝技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)方面已處于國(guó)內(nèi)的第一梯隊(duì)。

同時(shí)，天津冰利蓄冷科技有限公司經(jīng)過(guò)多年的研究，成功開(kāi)發(fā)出了由全部食品級(jí)原材料配方制成的水合鹽結(jié)合的相變蓄冷劑，并突破性解決了過(guò)冷和相分離現(xiàn)象，成為了國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)食品級(jí)相變蓄冷劑量產(chǎn)應(yīng)用的廠家。該公司在此基礎(chǔ)上研制的“柔性蓄冷軟包材”成為盒馬鮮生、大潤(rùn)發(fā)、京東 7Fresh、美團(tuán)等國(guó)內(nèi)生鮮電商巨頭唯一使用的新型蓄冷軟包材。

因此，我市在綠色生鮮冷鏈包裝技術(shù)研發(fā)、關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)和新產(chǎn)品應(yīng)用方面已走在了國(guó)內(nèi)前列。

3.2 發(fā)展機(jī)遇分析

近 5年來(lái)，我國(guó)冷鏈物流行業(yè)需求量、發(fā)展態(tài)勢(shì)迅猛(圖2)，2020年需求量達(dá)到2.65億噸，同比增長(zhǎng)12.77%，其中食品冷鏈物流需求量最高，占比高達(dá)90%，化工和醫(yī)療的占比相對(duì)較小。而在整個(gè)食品冷鏈物流中，蔬菜、水果和肉類(lèi)的需求量比重大，占比分別為28%、24%和20%[3]，該領(lǐng)域是今后 5年社會(huì)投資發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。

圖2 2016—2020年我國(guó)冷鏈物流需求量Fig.2 Demand for cold chain logistics in China from 2016 to 2020

從對(duì)國(guó)內(nèi)外冷鏈蓄冷、保冷技術(shù)及產(chǎn)品的專利檢索情況看，目前天津瀛德冷鏈技術(shù)有限公司(天津冰利蓄冷科技有限公司母公司)擁有的專利量在國(guó)際上排名第 10位，前 9位均為國(guó)內(nèi)外的巨型企業(yè)，表明天津市在冷鏈蓄冷、保冷技術(shù)及產(chǎn)品上具有較強(qiáng)的創(chuàng)新引領(lǐng)能力。

從創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合度看，以天津冰利蓄冷科技有限公司為代表的新技術(shù)公司與南開(kāi)大學(xué)、天津商業(yè)大學(xué)、天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)等高校均有合作，表明天津市在創(chuàng)新資源與產(chǎn)業(yè)資源融合方面也走在了國(guó)內(nèi)前列。

3.3 重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)定位分析

從冷鏈技術(shù)檢索情況看，國(guó)內(nèi)針對(duì)冷鏈蓄冷技術(shù)的研究還處于發(fā)展階段，自 2002年開(kāi)始專利技術(shù)申請(qǐng)量逐年上漲，到 2020年達(dá)到峰值，專利技術(shù)主要集中在保溫集裝箱、保溫車(chē)、各類(lèi)保溫箱、冷庫(kù)等技術(shù)和產(chǎn)品，含有重大突破和引領(lǐng)的技術(shù)極少。

基于上述技術(shù)分布情況，以及根據(jù)天津市的發(fā)展定位和具有的資源稟賦，綠色生鮮冷鏈包裝技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)放在以下幾個(gè)方面：①替代一次性使用的可循環(huán)使用包裝產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)；②食品級(jí)可相變蓄冷材料及相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)；③可降解生物基包裝材料及包裝產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)；④生鮮產(chǎn)品“最初一公里”的適用技術(shù)和產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)；⑤相關(guān)的制造裝備和工藝技術(shù)業(yè)態(tài)；⑥相關(guān)產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)和技術(shù)外包服務(wù)業(yè)態(tài)。

今后國(guó)家對(duì)食品冷鏈物流發(fā)展的要求體現(xiàn)在“綠色、低碳、高質(zhì)量和可循環(huán)”上，更需要科技的支撐引領(lǐng)作用，天津在這方面大有作為。

4 發(fā)展綠色生鮮冷鏈包裝技術(shù)的對(duì)策建議

4.1 堅(jiān)守綠色、低碳發(fā)展方向，蓄積相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

環(huán)保專家徐容認(rèn)為，包裝在生產(chǎn)、運(yùn)輸、回收、焚燒等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生碳排放[3]，故應(yīng)以我國(guó)鄭重承諾的實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)和堅(jiān)持綠色發(fā)展的國(guó)策為方向，以近期國(guó)家多部門(mén)出臺(tái)的《關(guān)于加快推進(jìn)快遞包裝綠色轉(zhuǎn)型的意見(jiàn)》《關(guān)于推動(dòng)電子商務(wù)企業(yè)綠色發(fā)展工作的通知》《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品冷鏈物流衛(wèi)生規(guī)范》等產(chǎn)業(yè)政策和規(guī)范為指引，對(duì)天津市綠色生鮮冷鏈包裝技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行針對(duì)性布局，利用已有的良好基礎(chǔ)，力爭(zhēng)兩三年內(nèi)在該技術(shù)領(lǐng)域成為技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)效益雙豐收的領(lǐng)跑者。

4.2 加強(qiáng)政策引導(dǎo)和發(fā)展環(huán)境的打造

食品冷鏈物流已成為今后 5年社會(huì)投資發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域，因此應(yīng)抓住產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)口期，加大產(chǎn)業(yè)的投資力度，同時(shí)政府部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的支持和關(guān)鍵企業(yè)的培育，在人才、資金、發(fā)展環(huán)境等方面營(yíng)造濃厚的創(chuàng)新發(fā)展氛圍，盡快在該領(lǐng)域打造出一批天津市的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和布局制造業(yè)高地建設(shè)方面貢獻(xiàn)力量。

4.3 組織創(chuàng)新鏈的建設(shè)和重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的培育

在當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來(lái)越倚重技術(shù)創(chuàng)新和組織創(chuàng)新的背景下，應(yīng)在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈的組織和培育方面下大力氣，通過(guò)設(shè)立政府專項(xiàng)資金和吸引社會(huì)資金共同支持的方式，打造一支能夠貫穿從基礎(chǔ)研究到技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用研發(fā)的創(chuàng)新鏈，真正從基礎(chǔ)層面、長(zhǎng)遠(yuǎn)層面支撐產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。同時(shí)，還應(yīng)通過(guò)培育重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)逐步打造重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈。

4.4 加強(qiáng)人才培育，支撐產(chǎn)業(yè)研發(fā)高地建設(shè)

在當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展面臨發(fā)展困境的局面下，作為以高端制造重振雄風(fēng)的天津市，還應(yīng)充分發(fā)揮擁有高端職業(yè)院校資源方面的優(yōu)勢(shì)，號(hào)召并組織社會(huì)資源有預(yù)見(jiàn)性地盡早培養(yǎng)一大批高水平的制造業(yè)操作型人才隊(duì)伍，為核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)真正實(shí)現(xiàn)發(fā)展和騰飛打下可靠基礎(chǔ)。