淺談PCB行業(yè)中減少碳排放的方法

·摘要·

本文就PCB行業(yè)雙碳戰(zhàn)略提出節(jié)能減排方向及方法。企業(yè)碳排放可從四部分進(jìn)行探討分析：能源使用分析→碳盤查→碳排放占比分析→碳減排方向。

2020年我國(guó)在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上明確提出二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2021年碳達(dá)峰、碳中和首次被寫(xiě)入中國(guó)政府工作報(bào)告。2022年全國(guó)兩會(huì)上，***總理在報(bào)告中提出，有序推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和工作；落實(shí)碳達(dá)峰行動(dòng)方案。推動(dòng)能源革命，確保能源供應(yīng)；立足資源稟賦，堅(jiān)持先立后破、通盤謀劃，推進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型。本文就PCB行業(yè)雙碳戰(zhàn)略提出節(jié)能減排方向及方法。企業(yè)碳排放可從四部分進(jìn)行探討分析：能源使用分析→碳盤查→碳排放占比分析→碳減排方向。

一、能源使用分析

PCB生產(chǎn)是高能耗行業(yè)，開(kāi)展碳排放減排工作是十分有必要的。PCB行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用的能源主要是電、蒸汽、天然氣和自來(lái)水。電力主要使用在設(shè)備設(shè)施運(yùn)行動(dòng)力，主要消耗在曝光機(jī)、壓機(jī)、水平線、電鍍線等生產(chǎn)設(shè)備以及空壓機(jī)、冷凍機(jī)等生產(chǎn)輔助設(shè)備；蒸汽主要用于加熱、員工生活；天然氣主要用于鍋爐加熱。自來(lái)水主要用于車間生產(chǎn)線清洗、冷卻水補(bǔ)充、純水制備等。

二、碳盤查分析

PCB工廠需要進(jìn)行碳排放行動(dòng)路徑，首先要清楚自己的排量是多少，如何有效地根據(jù)排量制定具有針對(duì)性的措施。圖1為碳盤查分析步驟。

圖1 碳盤查分析步驟

2.1 碳盤查

確定組織邊界，識(shí)別盤查溫室氣體排放源。PCB工廠溫室氣體盤查排放的溫室氣體七種：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、三氟化氮（NF3）、氫氟碳化物（HFCS）、全氟碳化物（PFCS）、六氟化硫（SF6）；計(jì)算排放量形成溫室氣體盤查報(bào)告。根據(jù)企業(yè)溫室氣體核算設(shè)定范圍1、2、3。其中，范圍1定義：直接溫室氣體排放，主要來(lái)源公司直接排放。范圍2定義：能源產(chǎn)生的間接溫室氣體排放，主要是企業(yè)購(gòu)買的能源（電力、天然氣等）產(chǎn)生的間接排放；范圍3定義：其它間接溫室氣體排放，主要是外購(gòu)原料上游排放、相關(guān)的運(yùn)輸活動(dòng)及運(yùn)輸外購(gòu)的原料或商品等。

2.2 碳目標(biāo)及路徑規(guī)劃

根據(jù)排查結(jié)果制定目標(biāo)及路徑規(guī)劃，開(kāi)展內(nèi)部評(píng)估，對(duì)減碳行動(dòng)規(guī)劃節(jié)能減排措施；對(duì)碳排放減排行動(dòng)提供具體建議。

2.3 溫室氣體管理體系

建立溫室氣體排放數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和管理體系；搭建自上而下的碳管理架構(gòu)，形成常態(tài)化碳管理溝通機(jī)制，評(píng)估和披露目標(biāo)達(dá)成情況。

2.4 規(guī)劃節(jié)能減碳措施

針對(duì)范圍1、2、3進(jìn)行識(shí)別的結(jié)果，企業(yè)采取節(jié)能減碳措施實(shí)現(xiàn)減碳目標(biāo)，減碳節(jié)能的主要方法有：改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高設(shè)備綜合效率，采取節(jié)能、節(jié)電管理等措施。

三、碳排放占比分析

（1）根據(jù)PCB工廠進(jìn)行碳排查，根據(jù)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的直接或者間接溫室氣體排放確定邊界，圖2為PCB行業(yè)范圍1、范圍2、范圍3碳排放量的基本占比。

圖2 PCB行業(yè)范圍1、范圍2、范圍3碳排放量的基本占比

（2）能源碳排放占比分析：電力能源占比約70%左右，電力主要用能：生產(chǎn)設(shè)備、動(dòng)力設(shè)施等。天然氣、蒸汽、工業(yè)水等能源使用占比5%左右，生產(chǎn)工藝過(guò)程產(chǎn)生碳排放占比5%左右。踐行碳達(dá)峰、碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)，能源是主戰(zhàn)場(chǎng)，電力是主力軍。

四、碳排放方向

PCB行業(yè)節(jié)能減排的重點(diǎn)應(yīng)該是生產(chǎn)設(shè)備及輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，對(duì)于PCB工廠雙碳減排，我們需要在技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能進(jìn)行分析：

4.1 技術(shù)方法減少碳排放

（1）淘汰替換高耗能設(shè)備設(shè)施，采用新型節(jié)能設(shè)備，以技術(shù)手段推動(dòng)企業(yè)節(jié)能減排

就技術(shù)層面而言，生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施對(duì)PCB行業(yè)節(jié)能減排具有決定性的作用。隨著社會(huì)對(duì)行業(yè)節(jié)能降耗、減排的要求不斷提高，只有通過(guò)技術(shù)更新，淘汰高能耗設(shè)備設(shè)施。

①使用新型高能效磁懸浮離心凍水機(jī)替換傳統(tǒng)離心式凍水機(jī)，采用磁懸浮技術(shù)，降低機(jī)械損耗；制冷運(yùn)行更加高效、節(jié)能。運(yùn)動(dòng)部件少，無(wú)復(fù)雜的油路系統(tǒng)、油冷卻系統(tǒng)等。日常維護(hù)費(fèi)用低、運(yùn)行噪音與振動(dòng)低，節(jié)能效果達(dá)到20%~30%。

②高能效空壓機(jī)替換低能效空壓機(jī)，采用變頻控制調(diào)速；使用最優(yōu)的螺桿線速度及壓縮效率，提高產(chǎn)氣量，節(jié)能效果達(dá)到18%~30%。

（2）通過(guò)對(duì)設(shè)備設(shè)施技術(shù)改造持續(xù)推行各項(xiàng)節(jié)能降耗管理措施，不斷減少碳排放量

推動(dòng)重點(diǎn)用能設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)節(jié)能改造升級(jí)，運(yùn)用新技術(shù)對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改造；以改善或提高設(shè)備的性能、精度及生產(chǎn)率，減少能耗及碳排放量。

①對(duì)空壓機(jī)余熱回收進(jìn)行改造，熱水供生產(chǎn)線使用，取消生產(chǎn)線電加熱器。

②阻焊、字符烘箱改造安裝新型廢氣除塵洗滌機(jī)項(xiàng)目。洗滌機(jī)是采用新型工藝、廢氣凈化率高及烘箱廢氣降溫防火而減少安全隱患。主要由進(jìn)風(fēng)道預(yù)冷卻、自激旋渦水幕清洗裝置、水氣分離裝置、溢流排放裝置等構(gòu)成。高溫或含塵廢氣在自激旋渦清洗裝置中能實(shí)現(xiàn)氣液（水）充分混合并相互沖擊、清洗，粉塵物質(zhì)被液（水）捕捉或吸收進(jìn)入液（水）中；通過(guò)溢流排放裝置排出，被凈化的氣體經(jīng)過(guò)水氣分離裝置排出。應(yīng)用于PCB行業(yè)烘爐、 烘箱等高溫廢氣降溫清洗處理，可實(shí)現(xiàn)降溫阻火、清除毛毛物、提高管路通風(fēng)效率，并能改善末端設(shè)備活性炭使用效果和維護(hù)工作。改造后廢氣處理工藝流程：烘箱→廢氣除塵洗滌機(jī)→廢氣塔噴淋清洗→廢氣塔活性碳吸附→廢氣排放。在活性炭吸附法的基礎(chǔ)上，大大提高了VOCs 的綜合去除效率，如圖3所示。

圖3 新型雙級(jí)自激式濕式廢氣除塵洗滌機(jī)

（3）優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備設(shè)施工藝參數(shù)(加熱、凍水溫度、水洗流量等)，降低設(shè)備能耗

采用新技術(shù)、新工藝、新材料對(duì)現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施、工藝條件及生產(chǎn)服務(wù)等進(jìn)行優(yōu)化提升，淘汰落后產(chǎn)能。實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步、提高生產(chǎn)效率、推進(jìn)節(jié)能減排。在生產(chǎn)中不滿負(fù)荷生產(chǎn)的情況下，安排高能耗設(shè)備進(jìn)行停機(jī)。在保證質(zhì)量的前提下，加強(qiáng)工藝管理，合理安排設(shè)備流程。對(duì)設(shè)備設(shè)施凍水機(jī)參數(shù)優(yōu)化調(diào)整；空壓機(jī)參數(shù)優(yōu)化調(diào)整等；

（4）加強(qiáng)精益生產(chǎn)管理，提高設(shè)備稼動(dòng)率，加大產(chǎn)出來(lái)達(dá)到節(jié)能的效果

進(jìn)一步推進(jìn)精益管理深入到生產(chǎn)每一道工序、每一臺(tái)設(shè)備、每一個(gè)崗位、每一位員工；搭建全面精益生產(chǎn)管理體系，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量效益雙提升。完善數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，充分發(fā)揮其設(shè)備自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢(shì)，并使用SCADA系統(tǒng)來(lái)衡量設(shè)備效率、稼動(dòng)率的統(tǒng)計(jì)。計(jì)劃根據(jù)訂單、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及交貨期進(jìn)行合理的生產(chǎn)安排，優(yōu)化生產(chǎn)流程提升產(chǎn)能，如VCP、MCP組合做板模式，減少型號(hào)轉(zhuǎn)型時(shí)間，減少設(shè)備待機(jī)提高產(chǎn)能。推行TPM活動(dòng)，完善設(shè)備保養(yǎng)制度；對(duì)設(shè)備進(jìn)行自主保全、專業(yè)保全等以降低設(shè)備故障率，提高設(shè)備嫁動(dòng)率。

（5）提高工藝能力，精減流程等模式節(jié)能

工藝流程是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)路線，通過(guò)對(duì)工藝流程的研究及優(yōu)化；提高生產(chǎn)工藝能力，盡可能地挖掘設(shè)備的潛能，以達(dá)到產(chǎn)量高、能耗低和效益高的生產(chǎn)目標(biāo)。如鉆孔參數(shù)優(yōu)化改良提高鉆孔效率、提升電鍍線穩(wěn)定性降低鍍銅時(shí)間等。產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程精減，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及具體設(shè)計(jì)，產(chǎn)品流程制作上可做相關(guān)優(yōu)化以求效率、成本及節(jié)能的優(yōu)化。

（6）建立數(shù)字化能源管理

加強(qiáng)信息技術(shù)在能源消費(fèi)與碳排放等領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)部署，建立甲級(jí)能源管理中心，提升碳排放的數(shù)字化管理、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、智能化管控水平。促進(jìn)企業(yè)構(gòu)建碳排放數(shù)據(jù)計(jì)量、監(jiān)測(cè)、分析體系，通過(guò)系統(tǒng)找出設(shè)備、車間照明、空調(diào)使用中可改善項(xiàng)目；采取制定管理制度、培訓(xùn)等措施教導(dǎo)全廠員工正確使用設(shè)備、自覺(jué)關(guān)閉閑置電源等實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

（7）引進(jìn)使用清潔能源，減少碳排放

清潔能源開(kāi)發(fā)利用，大力提升新能源消納能力。加快推動(dòng)“碳達(dá)峰、碳中和”工作，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展。以光伏、風(fēng)能、地?zé)崮転榇淼目稍偕鍧嵞茉矗蛟陔娏κ袌?chǎng)購(gòu)買綠電、工廠儲(chǔ)能等。

4.2 管理方法減少碳排放

（1）積極推動(dòng)品質(zhì)、效率改善活動(dòng)：提高員工操作效率，提高良率，增加設(shè)備單位能耗產(chǎn)出。

（2）在工序加強(qiáng)節(jié)能宣傳：通過(guò)廣泛的、形式多樣的宣傳教育活動(dòng)，提高員工的節(jié)能意識(shí)。

（3）辦公設(shè)備節(jié)能：做到“一走四關(guān)”，即人走燈關(guān)、熱水器關(guān)、空調(diào)關(guān)、電腦關(guān)；會(huì)議室使用后及時(shí)關(guān)閉照明、空調(diào)、投影儀等用電設(shè)施。

（4）節(jié)約用水：珍惜水資源，縮短用水時(shí)間，做到人走水停，提倡一水多用，杜絕“跑冒滴漏”和“長(zhǎng)流水”現(xiàn)象。

（5）空調(diào)節(jié)能：合理設(shè)置空調(diào)溫度，溫度務(wù)必設(shè)定在26℃或以上；溫度每降低1℃耗電增加10%；夜間將宿舍空調(diào)調(diào)成睡眠模式。

五、結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)更新在企業(yè)雙碳戰(zhàn)略中起到關(guān)鍵作用，只有加快節(jié)能減排技術(shù)更新，提高公司能源有效利用率；降低產(chǎn)品能源單耗，確保“十四五”節(jié)能減排的目標(biāo)。企業(yè)積極履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展模式，做到真正的“綠色生產(chǎn)”，推動(dòng)“工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型”，繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

審核編輯 ：李倩