浅谈PCB行业中减少碳排放的方法
·摘要·
本文就PCB行业双碳战略提出节能减排方向及方法。企业碳排放可从四部分进行探讨分析：能源使用分析→碳盘查→碳排放占比分析→碳减排方向。
2020年我国在联合国大会上明确提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。2021年碳达峰、碳中和首次被写入中国政府工作报告。2022年全国两会上，***总理在报告中提出，有序推进碳达峰、碳中和工作；落实碳达峰行动方案。推动能源革命，确保能源供应；立足资源禀赋，坚持先立后破、通盘谋划，推进能源低碳转型。本文就PCB行业双碳战略提出节能减排方向及方法。企业碳排放可从四部分进行探讨分析：能源使用分析→碳盘查→碳排放占比分析→碳减排方向。
一、能源使用分析
PCB生产是高能耗行业，开展碳排放减排工作是十分有必要的。PCB行业生产过程中使用的能源主要是电、蒸汽、天然气和自来水。电力主要使用在设备设施运行动力，主要消耗在曝光机、压机、水平线、电镀线等生产设备以及空压机、冷冻机等生产辅助设备；蒸汽主要用于加热、员工生活；天然气主要用于锅炉加热。自来水主要用于车间生产线清洗、冷却水补充、纯水制备等。
二、碳盘查分析
PCB工厂需要进行碳排放行动路径，首先要清楚自己的排量是多少，如何有效地根据排量制定具有针对性的措施。图1为碳盘查分析步骤。
图1 碳盘查分析步骤
2.1 碳盘查
确定组织边界，识别盘查温室气体排放源。PCB工厂温室气体盘查排放的温室气体七种：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、三氟化氮（NF3）、氢氟碳化物（HFCS）、全氟碳化物（PFCS）、六氟化硫（SF6）；计算排放量形成温室气体盘查报告。根据企业温室气体核算设定范围1、2、3。其中，范围1定义：直接温室气体排放，主要来源公司直接排放。范围2定义：能源产生的间接温室气体排放，主要是企业购买的能源（电力、天然气等）产生的间接排放；范围3定义：其它间接温室气体排放，主要是外购原料上游排放、相关的运输活动及运输外购的原料或商品等。
2.2 碳目标及路径规划
根据排查结果制定目标及路径规划，开展内部评估，对减碳行动规划节能减排措施；对碳排放减排行动提供具体建议。
2.3 温室气体管理体系
建立温室气体排放数据统计和管理体系；搭建自上而下的碳管理架构，形成常态化碳管理沟通机制，评估和披露目标达成情况。
2.4 规划节能减碳措施
针对范围1、2、3进行识别的结果，企业采取节能减碳措施实现减碳目标，减碳节能的主要方法有：改进生产工艺，提高设备综合效率，采取节能、节电管理等措施。
三、碳排放占比分析
（1）根据PCB工厂进行碳排查，根据企业在生产过程中产生的直接或者间接温室气体排放确定边界，图2为PCB行业范围1、范围2、范围3碳排放量的基本占比。
图2 PCB行业范围1、范围2、范围3碳排放量的基本占比
（2）能源碳排放占比分析：电力能源占比约70%左右，电力主要用能：生产设备、动力设施等。天然气、蒸汽、工业水等能源使用占比5%左右，生产工艺过程产生碳排放占比5%左右。践行碳达峰、碳中和的战略目标，能源是主战场，电力是主力军。
四、碳排放方向
PCB行业节能减排的重点应该是生产设备及辅助生产系统，对于PCB工厂双碳减排，我们需要在技术节能和管理节能进行分析：
4.1 技术方法减少碳排放
（1）淘汰替换高耗能设备设施，采用新型节能设备，以技术手段推动企业节能减排
就技术层面而言，生产设备设施对PCB行业节能减排具有决定性的作用。随着社会对行业节能降耗、减排的要求不断提高，只有通过技术更新，淘汰高能耗设备设施。
①使用新型高能效磁悬浮离心冻水机替换传统离心式冻水机，采用磁悬浮技术，降低机械损耗；制冷运行更加高效、节能。运动部件少，无复杂的油路系统、油冷却系统等。日常维护费用低、运行噪音与振动低，节能效果达到20%~30%。
②高能效空压机替换低能效空压机，采用变频控制调速；使用最优的螺杆线速度及压缩效率，提高产气量，节能效果达到18%~30%。
（2）通过对设备设施技术改造持续推行各项节能降耗管理措施，不断减少碳排放量
推动重点用能设备设施系统节能改造升级，运用新技术对原有设备进行改造；以改善或提高设备的性能、精度及生产率，减少能耗及碳排放量。
①对空压机余热回收进行改造，热水供生产线使用，取消生产线电加热器。
②阻焊、字符烘箱改造安装新型废气除尘洗涤机项目。洗涤机是采用新型工艺、废气净化率高及烘箱废气降温防火而减少安全隐患。主要由进风道预冷却、自激旋涡水幕清洗装置、水气分离装置、溢流排放装置等构成。高温或含尘废气在自激旋涡清洗装置中能实现气液（水）充分混合并相互冲击、清洗，粉尘物质被液（水）捕捉或吸收进入液（水）中；通过溢流排放装置排出，被净化的气体经过水气分离装置排出。应用于PCB行业烘炉、 烘箱等高温废气降温清洗处理，可实现降温阻火、清除毛毛物、提高管路通风效率，并能改善末端设备活性炭使用效果和维护工作。改造后废气处理工艺流程：烘箱→废气除尘洗涤机→废气塔喷淋清洗→废气塔活性碳吸附→废气排放。在活性炭吸附法的基础上，大大提高了VOCs 的综合去除效率，如图3所示。
图3 新型双级自激式湿式废气除尘洗涤机
（3）优化生产工艺流程、设备设施工艺参数(加热、冻水温度、水洗流量等)，降低设备能耗
采用新技术、新工艺、新材料对现有设备设施、工艺条件及生产服务等进行优化提升，淘汰落后产能。实现技术进步、提高生产效率、推进节能减排。在生产中不满负荷生产的情况下，安排高能耗设备进行停机。在保证质量的前提下，加强工艺管理，合理安排设备流程。对设备设施冻水机参数优化调整；空压机参数优化调整等；
（4）加强精益生产管理，提高设备稼动率，加大产出来达到节能的效果
进一步推进精益管理深入到生产每一道工序、每一台设备、每一个岗位、每一位员工；搭建全面精益生产管理体系，实现质量效益双提升。完善数据管理系统，充分发挥其设备自动化程度高的优势，并使用SCADA系统来衡量设备效率、稼动率的统计。计划根据订单、产品结构及交货期进行合理的生产安排，优化生产流程提升产能，如VCP、MCP组合做板模式，减少型号转型时间，减少设备待机提高产能。推行TPM活动，完善设备保养制度；对设备进行自主保全、专业保全等以降低设备故障率，提高设备嫁动率。
（5）提高工艺能力，精减流程等模式节能
工艺流程是实现产品生产的技术路线，通过对工艺流程的研究及优化；提高生产工艺能力，尽可能地挖掘设备的潜能，以达到产量高、能耗低和效益高的生产目标。如钻孔参数优化改良提高钻孔效率、提升电镀线稳定性降低镀铜时间等。产品生产工艺流程精减，根据产品结构及具体设计，产品流程制作上可做相关优化以求效率、成本及节能的优化。
（6）建立数字化能源管理
加强信息技术在能源消费与碳排放等领域的开发部署，建立甲级能源管理中心，提升碳排放的数字化管理、网络化协同、智能化管控水平。促进企业构建碳排放数据计量、监测、分析体系，通过系统找出设备、车间照明、空调使用中可改善项目；采取制定管理制度、培训等措施教导全厂员工正确使用设备、自觉关闭闲置电源等实现节能。
（7）引进使用清洁能源，减少碳排放
清洁能源开发利用，大力提升新能源消纳能力。加快推动“碳达峰、碳中和”工作，实现经济社会绿色发展。以光伏、风能、地热能为代表的可再生清洁能源，或在电力市场购买绿电、工厂储能等。
4.2 管理方法减少碳排放
（1）积极推动品质、效率改善活动：提高员工操作效率，提高良率，增加设备单位能耗产出。
（2）在工序加强节能宣传：通过广泛的、形式多样的宣传教育活动，提高员工的节能意识。
（3）办公设备节能：做到“一走四关”，即人走灯关、热水器关、空调关、电脑关；会议室使用后及时关闭照明、空调、投影仪等用电设施。
（4）节约用水：珍惜水资源，缩短用水时间，做到人走水停，提倡一水多用，杜绝“跑冒滴漏”和“长流水”现象。
（5）空调节能：合理设置空调温度，温度务必设定在26℃或以上；温度每降低1℃耗电增加10%；夜间将宿舍空调调成睡眠模式。
五、结束语
技术更新在企业双碳战略中起到关键作用，只有加快节能减排技术更新，提高公司能源有效利用率；降低产品能源单耗，确保“十四五”节能减排的目标。企业积极履行企业社会责任，推动可持续发展模式，做到真正的“绿色生产”，推动“工业绿色转型”，继续引领行业的可持续发展。
审核编辑 ：李倩
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