artikel

Duurzaam ontwerpen met EnvPack

Algemeen

Duurzaam ontwerpen met EnvPack

De behoefte aan duurzame verpakkingen is groot. Met EnvPack hebben de ontwerpers van verpakkingen nu een instrument in handen om in een vroeg stadium van het ontwerp de milieuprestatie van verpakkingen te bepalen. Dit artikel is verschenen in VMT 3 van 22 maart 2019.

Vanwege de toenemende vraag naar duurzame verpakkingen is het KIDV, Kennisinstituut Duurzame Verpakkingen opgericht. Het instituut heeft samen met het TiFN het wetenschappelijk programma ‘Sustainable packages’ opgezet. In dat kader heeft TNO een bijdrage geleverd door het ontwikkelen van EnvPack, een tool voor de milieugerichte levenscyclusanalyse (LCA) van het verpakkingsontwerp.

Het bleek dat verpakkingsontwerpers in opleiding over het algemeen weinig in handen kregen om duurzaamheid in hun ontwerpen mee te nemen. De integratie van LCA, waarmee de milieuprestatie van een product wordt berekend, wordt vanwege drie redenen in het hoger onderwijs bemoeilijkt:

  1. De complexiteit van LCA voor grote (product)- ketens met een waaier aan milieueffecten.
  2. Het verzamelen van de benodigde data kan veel inspanning vragen. Dit geldt vooral wanneer de volledige levensloop van de verpakking van wieg tot graf wordt bekeken.
  3. LCA wordt veelal laat in het ontwerpstadium toegepast. Dit geeft weinig ruimte meer voor aanpassing van het verpakkingsontwerp.

EnvPack

Ontwerpers en ontwikkelaars van verpakkingen kunnen met EnvPack checken of hun beoogde innovaties werkelijk duurzaam zijn. De tool geeft onder meer inzichten in de milieuaspecten van verschillende delen van de verpakking en voor inzamel- en recyclingscenario’s.


Oplossing

EnvPack is ontwikkeld om deze drie knelpunten te ondervangen. De tool bevat drie vooraf ingevoerde product-verpakkingscombinaties:

• een niet-koolzuurhoudende drank verpakt in PETfles, aluminium bus, karton;
• een douchegel verpakt in zwarte en lichtgekleurde HDPE-flacon, PET-flacon, aluminium bus;
• een tomatensoep verpakt in karton, stazak, stalen blik, glazen pot.

Bijzonder is dat deze vergelijking met meerdere beoordelingsmethoden kan worden gedaan. Zo worden er vier perspectieven geboden:

  1. Focus op de eigenlijke milieueffecten, zoals het broeikasgaseffect. Met schaduwprijzen worden alle effecten onder één noemer gebracht.
  2. Focus op de uiteindelijke schade aan natuurlijke hulpbronnen, de mens en ecosystemen. De drie zogenaamde eindpunten worden door weging optelbaar gemaakt.
  3. Methode die zich richt op de circulaire economie.
  4. Totale energievraag in de keten.

Vergelijking

Voor elk van deze vier perspectieven laat EnvPack de top vijf zien van de meest bijdragende verpakkingselementen, zoals body, dop en etiket, alsook de vergelijking met de opgenomen bestaande verpakking voor het product. Voor deze vergelijking kan de gebruiker kiezen voor een spindiagram, met de vergelijking per milieueffect, alsook voor een staafdiagram, waarbij de milieueffecten tot één score zijn samengevoegd.

Voor de drankenverpakking, die ook onderweg (on-the-go) kan worden gebruikt, is het mogelijk om naast het afvalscenario voor in het huishouden het afvalscenario te kiezen voor gebruik buitenshuis. Hierbij verdwijnt een deel van de verpakkingen in het zwerfvuil. Voor iedere verpakking wordt een materiaalspecifiek Nederlands afvalscenario meegenomen: inzameling met restafval + nascheiding en gescheiden inzameling zijn hier naar rato in opgenomen. Een ander vernieuwend onderdeel is dat de gebruiker ervoor kan kiezen om het verpakkingsgerelateerde productverlies mee te nemen. Dit is de hoeveelheid product die na normaal gebruik in de verpakking overblijft. Bij dikvloeibare producten – soep en douchegel – is dit 2 tot 4 procent van het verpakte volume. Voor de drankenverpakking schommelde dit rond de 1 procent. Als het productverlies is meegenomen, wordt deze extra milieubelasting met de tool zichtbaar gemaakt.

EnvPack figuur 1
Toepassing in onderwijs

EnvPack is twee keer toegepast op de HAS Hogeschool in Den Bosch tijdens een crash course duurzame verpakkingen en een keer in een minor op de Haagse Hogeschool. Over de ervaringen op de Haagse Hogeschool volgt nu meer. De studenten kregen de opdracht om voor een van de producten een milieuvriendelijker verpakking te ontwerpen. Hun eigen ontwerp kon in de tool worden ingevoerd en wat betreft milieuprestatie worden vergeleken met de bestaande verpakkingen. Tijdens de minor werkten vier groepen van vier studenten tien weken lang aan het verpakkingsontwerp voor een nieuwe Zonnatura on-the-go verpakking voor een niet-koolzuurhoudende drank.

Om te leren werken met EnvPack voerden de studenten aan het begin van de minor een aantal bestaande verpakkingen in en vergeleken deze met de in EnvPack opgenomen referentieverpakkingen. Daarna begonnen ze met het ontwerpen van hun eigen verpakking en beoordeelden ze de milieuprestatie daarvan met behulp van de tool. De studenten kozen voor de volgende strategieën: toepassen van biobased of gerecyclede materialen, optimaliseren van een bestaande verpakking en hervulbaar maken van de verpakking. Opmerkelijk was wel dat de milieuprestatie van de uit biobased PET gemaakte verpakking duidelijk minder goed was dan de bestaande verpakking. Dit vanwege uitputting van zoetwatervoorraden, de vorming van fijnstof en de effecten van landgebruik.

De andere drie ontwerpen lieten wel een betere milieuprestatie zien. Bijvoorbeeld de dunwandige PET-fles met honingraatstructuur – voor extra stijfheid – realiseerde een betere milieuprestatie dan de best presterende bestaande verpakkingen. Bij evaluatie van de toepassing van EnvPack tijdens de minor bleek dat de kennis over LCA en milieueffecten veelal beperkt tot zeer beperkt was. De studenten en de leraren ervoeren het toepassen van LCA in een vroeg ontwerpstadium wel als een voordeel en vonden de tool toepasbaar voor praktische ontwerpopgaven.

Toepassing in bedrijven

EnvPack is bruikbaar gebleken tijdens het ontwerpproces en het toepassen ervan wordt als prettig ervaren. Daarnaast geeft het onder meer inzichten in de milieuaspecten van verschillende delen van de verpakking en voor verschillende inzamel- en recyclingscenario’s. Tijdens verschillende verdiepingsbijeenkomsten van het KIDV toonde het bedrijfsleven interesse. Uitbreiding en aanpassing van de tool is tijdens de ontwikkeling van EnvPack relatief eenvoudig gebleken.

Ook zou de tool voor specifieke bedrijven met specifieke product-verpakkingscombinaties kunnen worden aangepast. Getoetst is dit bijvoorbeeld voor meerlaagse folieverpakkingen voor kaas. Ontwerpers en ontwikkelaars van verpakkingen in het bedrijfsleven kunnen met EnvPack checken of hun beoogde innovaties werkelijk duurzaam zijn.
EnvPack figuur 2


Milieueffecten als externe kosten

Met meer dan een dozijn milieueffecten in een methode, zoals in de ReCiPe midpoints die TNO gebruikte, wordt het moeilijk om bij niet-eenduidige resultaten – minder uitputting van water maar een hoger broeikaseffect – verschillen tussen alternatieven op waarde te schatten. De milieueffecten brengen schade aan mens, milieu en hulpbronnen toe die echter niet in de kosten van de verpakking zijn meegenomen. Door nu de schadekosten aan de niet-beprijsde effecten te koppelen, kunnen alle milieueffecten onder een noemer worden gebracht: de euro. Voor uitputting van zoetwater is bijvoorbeeld bepaald wat de economische schade is wanneer zoetwater minder beschikbaar is. Een m3-equivalent – een maat voor de schaarste – zoetwater kost de maatschappij 5 euro en 17 cent. Voor het broeikaseffect, uitgedrukt in CO2-equivalenten, is de prijs 25 euro per ton. In figuur 1 is een voorbeeld gegeven van toepassing van schaduwkosten.


T. Ligthart is research scientist en T. Ansems is senior scientist bij TNO, 088 866 2057, tom.ligthart@tno.nl

Reageer op dit artikel