（环境科学专业论文）电子行业元器件清洁生产审核方法研究及指标体系的建立.pdf

a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h ed e m a n df o re l e c t r o n i cp r o d u c t sa n dt h e i ra m o u n to f u s a g e i n c r e a s ep r o g r e s s i v e l yy e a rb yy e a r t h u st h ea m o u n to fe l e c t r o n i cp r o d u c t sa n dt h e i r p r o d u c i n gc o m p a n i e sa r ei n c r e a s i n gd a ya f t e rd a y a n dt h er e n e w a lo fe l e c t i d l l i c p r o d u c t si sr a p i d a l t h o u g ht h ep r o d u c t i o np r o c e s si sr e l a t i v e l y “c l e a n ，d u et ot h e l a r g ep r o d u c t i o nl o ts i z e ，m a s s i v er e s o u r c e sa n de n e r g yh a v eb e e nc o n s u m e di nt h e l i f ec y c l e ，e s p e c i a l l yb yt h o s ew a s t ep r o d u c t se n t e r i n gt h e p r o d u c t i o np r o c e s sb u tn o t q u a l i f i e df i n a l l y t h e yn o to n l yc o n s r w l er e s o u r c e sa n de n e r g yl i k eq u a l i t yp r o d u c t s ， b u ta l s oc a u s ed i f f e r e n td e g r e e so f p o l l u t i o n , l e a v i n gag r e a td e a lo fe w a s t e ，w h i c hi s d i f f i c u rt od e a lw i t ha n dd i s p o s e i ti sv e r yi m p o r t a n tt od oc l e a n e r p r o d u c t i o na u d i t s o fe l e c t r o n i ci n d u s t r yb e c a u s eo ft h e i n c r e a s i n g l ys e r i o u se n e r g y i ne l e c t r o n i ci n d u s t r yt oc l e a n p r o d u c t i o na u d i t s ，w ef i n dt h ef o l l o w i n gq u e s t i o n s ： s t a t i s t i c a ld a t an o ti n t e g r a t e d ，p r o d u c t sa s s o a e dd i v e r s e l ya n dp r o d u c t i o np r o t e s s e s d i f f e r e n t l y t h u si ti sd i f f i c u l tf o re a c hc a t e g o r yt oc o u n tt h ev o l u m eo fe n e r g y c o n s u m p t i o n a l lt 1 1 ea b o v ep r o b l e m sh a v ea u g m e n t e dt h ed i f f i c u l t yo fc l e a n e r p r o d u c t i o na u d i tt oe l e c t r o n i ci n d u s t r y a n o t h e rt h i n gi st h a tt h e r eh a sn o tb e e nc l e a n e r p r o d u c t i o ni n d i c a t o rs y s t e me s p e c i a l l yt oe l e c t r o n i ci n d u s t r ya th o m ea n da b r o a d a sa r e s u l t , i ti sd i f f i c u l tt os e tt h el e v e lt os o m ee l e c t r o n i c se n t e r p r i s ei nt h es a m ei n d u s t r y t h i sp a p e rs u m m a r i z e st h ef o l l o w i n gc h a r a c t e r i s t i c so f e l e c t r o n i c si n d u s t r y ：m o r e t o x i ca n dh a z a r d o u ss u b s t a n c e si nr a wa n da u x i l i a r ym a t e r i a l s ，e x c e s s i v el i n k sa r l d l o n gf l o w , m o r es t r i c tp r o c e s sc o n t r o l ，l e s s 6 r u n sb r a v e st h ed r i p p i n g ”m o r et o x i c w a s t e s ，v a r i e t y , l a r g ey i e l da n dl a r g eq u a n t i t yo fw a s t e s t h eg r e ys y s t e ma n a l y s i si st h em e t h o dw h i c ha i m sa tt h ep o o ri n f o r m a t i o n q u e s t i o ns p e c i a l l y w i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so fe l e c t r o n i ci n d u s t r yc o m b i n e da n dt h e p r o b l e m sf i n d i n gi nc l e a n e rp r o d u c t i o na u d i t s ，t h ep a p e rh a ss o l v e dt h ef o i l o 、析n g q u e s t i o n s ：f i r s t l y , f i n d i n gt h em e t h o dt oa n a l y z et h em a i nr e a s o n sf o ry i e l d ；s e c o n d l y t h em e a s u r eo fp r o f i ta n dl o s sa n a l y s i st ot e c h n i c a lt r a n s f o r m a t i o np l a n ；t h i r d l y , w a y t oi d e n t i f yt h eb o t t l e n e c k si ne n e r g yu t i l i z a t i o n i na d d i t i o n ，t h ep a p e rh a se s t a b l i s h e d a s i m p l ei n d e x e ss y s t e mf o rc l e a n e rp r o d u c t i o n k e yw o r d s ：c l e a n e rp r o d u c t i o na u d i t e l e c t r o n i ci n d u s t r y y i e l d g r e ys y s t e m i n d e x e ss y s t e mf o rc l e a n e rp r o d u c t i o no fe l e c t r o n i ci n d u s t r y i i 南开大学学位论文使用授权书 根据南开大学关于研究生学位论文收藏和利用管理办法，我校的博士、硕士学位获 得者均须向南开大学提交本人的学位论文纸质本及相应电子版。 本人完全了解南开大学有关研究生学位论文收藏和利用的管理规定。南开大学拥有在 著作权法规定范围内的学位论文使用权，即：( 1 ) 学位获得者必须按规定提交学位论文( 包 括纸质印刷本及电子版) ，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生学位论文， 并编入南开大学博硕士学位论文全文数据库：( 2 ) 为教学和科研目的，学校可以将公开 的学位论文作为资料在图书馆等场所提供校内师生阅读，在校园网上提供论文目录检索、文 摘以及论文全文浏览、下载等免费信息服务；( 3 ) 根据教育部有关规定，南开大学向教育部 指定单位提交公开的学位论文；( 4 ) 学位论文作者授权学校向中国科技信息研究所和中国学 术期刊( 光盘) 电子出版社提交规定范围的学位论文及其电子版并收入相应学位论文数据库， 通过其相关网站对外进行信息服务。同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。 非公开学位论文，保密期限内不向外提交和提供服务，解密后提交和服务同公开论文。 论文电子版提交至校图书馆网站：h t t p ：2 0 2 1 1 3 2 0 1 6 1 ：8 0 0 1 i n d e x h t m 。 本入承诺：本人的学位论文是在南开大学学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩； 提交的学位论文电子版与纸质本论文的内容一致，如因不同造成不良后果由本人自负。 本人同意遵守上述规定。本授权书签署一式两份，由研究生院和图书馆留存。 作者暨授权人签字： 2 0 年月日 南开大学研究生学位论文作者信息 馆，非公开学位论文须附南开大学研究生申请非公开学位论文审批表。 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名： 年月日 第一章绪论 第一章绪论 第一节论文研究的背景及意义 1 1 1 研究背景 随着电子产品需求的增大，电子行业迅速崛起。电子产品生产技术越来越 高，更新速度缩短，产品向微型发展的趋势加大，电子产品生产企业如雨后春 笋，遍及全国各地，人们对电子产品的依赖性越来越强。中国电子元器件行业 近年来发展稳定，产品产量约占全球总产量的3 0 左右，位居世界前列。半导 体器件、集成电路和印刷电路是中国元器件产品中的亮点。2 0 0 6 年，中国已超 越日本和美国，跃升为全球最大的集成电路市场。2 0 0 7 年我国通信设备、计算 机及其它电子设备制造业的企业达2 9 8 1 0 家，其中，电子元件制造的企业达到 1 2 8 1 2 个。电子产品的迅速发展也带来了相应的环境问题。据统计，整个欧洲每 年产生电子垃圾约6 0 0 万吨。而美国仅淘汰的电脑即将达到3 亿一亿台， 我国也不例外。截至2 0 0 5 年，我国平均每年淘汰近7 0 0 0 万部手机。据保守估 计，我国每年要容纳全球7 0 的电子垃圾。物料流失多、污染严重、处理费用 高。 另外，电子产品生产过程中，原材料毒性高( 如氯化物、溴化物、重金属、 光敏物质、酸、塑料添加剂等) ，电子产品生产排出的废水的腐蚀性和毒性都很 强，如果不经严格处理，会严重污染自然水体和排放渠道。废气中含有大量氟 化物、酸碱废气、v o c 及一些剧毒气体物质。调查发现，长期呼吸这种废气使 癌症发病率、流产和婴儿先天缺陷比例增大【lj 。固体废物的污泥中含多种重金属， 高浓度废液中含大量有机污染物。曾有专家预侧，至l j 2 0 1 0 年全球p c 数量达到1 3 亿台时，一年多排放的废气将达5 4 0 0 万吨。 从硅谷环境恶化以及新的环境问题可以看到：高技术产业普遍采用的生产 经营方式的“清洁 意味着“无尘埃 ，其目的是在制造半导体的过程中保持原 材料、零部件以及机械等都处于“超净 状态，而工作人员及其周围环境的“清 洁度 则似乎是另外的问题。半导体工业使用多种有毒化学品、气体和放射性 物质，这些物质虽属微量，但却具有复合化学污染的潜在危险性。另外，电子 行业技术变革的速度快，由于生产工艺的变化和“企业秘密 的壁垒，环境保 第一章绪论 护工作往往跟不上l l j 。 一直以来，人们对绿色环保的关注大多集中在汽车等热门行业，一方面因 为这些行业与人们的日常生活息息相关；另一方面，它们也是众所周知的能源 消耗“大户 。其实，作为众多高科技、电子和制造业的基础半导体产业同 样在绿色节能发展趋势中扮演着举足轻重但却并未为人所充分认识。电子产品 在制造、生产、储运、使用、报废的过程中不可避免地会消耗资源和产生废弃 物，如何减低对环境的负面影响，是衡量一家企业社会责任感的重要标志，也 是在面临越来越严格的环保法规时获得竞争优势的砝码之一【2 j 。 1 1 2 研究意义 随着社会环境问题日益严峻，节能降耗、绿色环保已经成为诸多产业发展 的新坐标。清洁生产是一种全新的发展战略，他借助相关理论的技术，在产品 的整个生命周期的各个环节采取“预防”措施，将生产技术、生产过程、经营 管理及产品等方面与物流、能量、信息等要素有机结合起来，并优化运行方式， 从而实现最小的环境影响、最少的资源能源使用、最佳的管理模式以及最优化 的经济增长水平。更重要的是，环境是经济的载体，良好的环境可更好的支撑 经济的发展，并为社会经济活动提供所必须的资源和能源，从而实现经济的可 持续发展1 3 j 。 ( 1 ) 电子行业开展清洁生产是实现可持续发展战略的需要 2 1 世纪议程将清洁生产看作是实现可持续发展的关键因素，号召工业 提高能效，开发更清洁的技术，更新、替代对环境有害的产品和原材料，实现 环境和资源的保护和有效管理。清洁生产是工业生产实现可持续发展的必要途 径。 ( 2 ) 开展清洁生产是控制环境污染的有效手段 电子产品包含多种重金属等有毒污染物质，电子垃圾无害化处理困难，如 果不从源头控制污染，将来人们将为这一行为付出沉重的代价。 ( 3 ) 开展清洁生产是提高组织市场竞争力的最佳途径 开展清洁生产的本质在于实行污染预防和全过程控制，是实现经济、社会 和环境效益的统一，是提高组织的市场竞争力的根本要求和最终归宿。 清洁生产审核主要指对已建企业，主要是工业企业，运用以文件支持的一 套系统化的程序方法，进行生产全过程评价、污染预防机会识别、清洁生产方 2 第一章绪论 案筛选的综合分析活动过程。它是支持帮助企业有效开展环境预防性清洁生产 活动的工具和手段，也是企业实施清洁生产的基础。 一般，清洁生产审核过程主要从八个方面进行考察：原辅材料和能源方面、 生产工艺方面、产品方面、生产过程控制方面、设备方面、废弃物方面、管理 方面、员工素质方面。在对电子行业进行清洁生产审核的过程中，发现电子行 业与一般行业相比具有生产工艺及设备先进，生产过程控制较为严格；产品数 量大、品种多、质量要求高、成品率低；三废排放量少但毒性和腐蚀性大；产 品废弃后污染大，可回收价值高等特点。本文在采纳传统方法的基础上，充分 考虑电子行业的特点，研究新的修正及补充方法对电子行业进行清洁生产审核。 本文针对电子行业，研究相应的模型和方法，从而对该类企业进行审核。 再者，通过清洁生产审核的实践证明，没有清洁生产指标体系作对比，很难对 具体的某个企业的清洁生产水平做出评价。因此，进行电子行业清洁生产指标 体系的研究工作，将为该行业的清洁生产审核工作提供科学依据。 1 1 3 研究内容与技术路线 首先，收集电子行业相关数据资料，总结得出该行业的特点，从而分析出 企业成品率影响因素大小、技改方案盈亏、产值和可变费用的动态等。其次， 在实地调研、行业数据分析及专家咨询的基础上，选取电子行业生产的重要指 标进行定量和定性分析，从而建立行业指标体系。本文的技术路线如图1 1 所 示。 3 第一章绪论 图1 1 技术路线 第二节清洁生产的提出 1 2 1 人类思维方式的逐步转变 自工业革命以来，工业化大生产不仅以前所未有的速率增加世界物质财富， 壮大工业化国家力量，也以前所未有的规模消耗着全球有限的自然资源，制造 出有损于自然生态和人类自身的污染物。但是，长期以来，人类对工业化大生 产的这种负面作用缺乏足够认识。许多工业污染物或任其自流，让自然界稀释、 化解；或为降低眼前污染物浓度，先经人为“稀释 ，再行排放，最后靠自然界 消纳。这种做法通常被称之为“稀释排放 。 工业化初期采取“稀释排放 ，环境尚能承受。但是，自然界的容量和自净 能力是有限的，超越这个限度必然引发严重后果。所以，至2 1 世纪5 0 年代， 4 第一章绪论 包括伦敦光化学烟雾、日本水俣病在内的些恶性环境污染事件相继发生。面 对事实，人们开始意识到问题的严重性，各工业化国家不得不由“排污 转向 “治污 ，即针对生产末端产生的污染物开发行之有效的治理技术。这也就是人 们常说的“末端治理”。和“稀释排放 相比，“末端治理 是一大进步，不仅 有助于消除污染事件，也在一定程度上减缓了生产活动对环境污染和生态破坏 的势头m 】。 随着工业化的进一步迅速扩展，污染物急剧增加，“末端治理 也很快显出 其局限性。很多情况下，末端治理需要投入昂贵的设备费用、惊人的维护开支 和最终处理费用，其工作本身还要消耗资源、能源，并且这种处理方式会使污 染在空间和时间上发生转移而产生二次污染。人类为治理污染付出了高昂而沉 重的代价，收效却并不理想【4 】。 2 0 世纪7 0 年代，环境问题不断恶化的同时又发生了全球性的石油危机，迫 使工业化国家纷纷采取废物资源化政策，发展废物“循环回收利用”技术，节 约资源与能源，减少废物的产生和排放。但是由于技术和经济因素，不是所有 的工业废物都能找到循环利用途径，特别是种类越来越多、成分越来越复杂的 化学废物，其分离技术复杂、成本高，难以进行循环回收利用；同时很多废物 在收集、储存、运输和回收加工处理过程中存在相当的环境风险，仍然可能对 人类与环境造成危害1 7 j 。 进入2 0 世纪8 0 年代，人们回顾了过去几十年工业生产与环境管理实践， 深刻认识到“稀释排放 、“末端治理、“循环回收利用 等“先污染后治理 的污染防治方法不但不能解决日益严重的环境污染问题，反而继续造成自然资 源和能源的巨大浪费，加重环境污染和社会负担。面对这种情况，人类开始醒 悟到，与其治理“末端 污染，不如开发替代产品，调整工艺过程，优化系统 配置，使污染物减至最少。这导致并催生了清洁生产的出现以及大规模的实践 7 1 。 清洁生产与末端治理的不同点如表1 1 所示。 5 第一章绪论 思想方法 污染物消除在生产过程污染物产生后再处理 产生时代1 9 8 0 年代末期1 9 6 0 1 9 8 0 年代 控制过程生产全过程，产品生命周期污染物达标排放控制 控制效果 产污量 排污量 资源利用率 资源耗用 产品产量 产品成本 经济效益 治理污染费用 污染转移 目标对象 比较稳定 明显减少 减少 增加 减少 增加 降低 增加 减少 无 全社会 产污量影响处理效果 间接可推动减少 减少 无显著变化 增加( 治理污染消耗) 无显著变化 增加( 治理污染费用) 减少( 用于治理污染) 随排放标准严格，费用增加 有可能 企业及周围环境 人类对污染治理方法的转型7 1 如图1 2 所示。 6 第一章绪论 废弃物产生后再控制 控制使废弃物少产生 图l2 人类对污染治理方法的转变 1 2 2 清洁生产的定义 1 9 9 8 年在第五次国际清洁生产研讨会上，清洁生产的定义得到进一步的完 善。联合国环境规划署对清洁生产的定义为：清洁生产是将综合性预防的环境 战略持续地应用于生产过程、产品和服务中，以提高效率，降低对人类和环境 的危害。对生产过程来说，清洁生产是指通过节约能源和资源，淘汰有害原料， 减少废物和有害物质的产生和排放；对产品来说，清洁生产是指降低产品生命 周期，即从原材料开采到寿命终结的处置的整个过程对人类和环境的影响；对 服务来说，清洁生产是指将预防性的环境战略结合到服务的设计和提供服务的 活动中。 我国于2 0 0 2 年6 月2 9 日颁布的中华人民共和国清洁生产促进法也给 出了清洁生产的定义。即：清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源 和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削 减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染 7 稀释排放 利用自然环境的自净和稀释能力 上 末端治理 减少浓度与数量以不破坏自然环境的自净和稀 释能力 上 i 循环回收利用 i i 减少末端治理的代价 i l l 一一一一一一一一一一一一一一一l 一一一一一一一一一一一一一一一j 清洁生产 通过开发替代产品，调整工艺过程，优化系统 配置，使污染物减至最少 第一章绪论 物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。 这两个定义虽然表述不同，但内涵是一致的。 从清洁生产的定义可以看出，实施清洁生产体现了四个方面的原则【8 】： ( 1 ) 减量化原则，即资源消耗最少、污染物产生和排放最小。 ( 2 ) 资源化原则，即“三废”最大限度地转化为产品。 ( 3 ) 再利用原则，即对生产和流通中产生的废弃物，作为再生资源充分回 收利用。 ( 4 ) 无害化原则，尽最大可能减少有害原料的使用以及有害物质的产生和 排放。 总之，清洁生产的核心是：“节能、降耗、减污、增效 ，这是可持续发展 的要求，是相对于粗放的传统工业生产模式而产生的一种新模式，也是世界工 业发展的一个大趋势。 1 2 3 清洁生产的内容 “清洁生产 的内容相当广泛。如：企业通过技术改造削减排污量，降低 能源消耗，既提高了经济效益，又减少了对环境的污染。通过清洁生产，大量 降低工业用水和矿产资源的消耗；推广“绿色产品 的使用。清洁生产的主要 内容可以概括为三个方面，即清洁的能源、清洁的生产过程和清洁的产品【9 】。 ( 1 ) 清洁的能源。它包括常规能源的清洁利用，如城市煤气化供气等；对 沼气等再生能源的利用；新能源的开发以及各种节能技术的开发利用。 ( 2 ) 清洁的生产过程。尽量少用、不用有毒有害的原料；采用无毒、无害 的中间产品；选用少废、无废工艺和高效设备；尽量减少或消除生产过程中的 各种危险性因素，如高温、高压、低温、低压、易燃、易爆、强噪声、强震动 等；采用可靠、简单的生产操作和控制方法；对物料进行内部循环利用；完善 生产管理，不断提高科学管理水平。 ( 3 ) 清洁的产品。产品设计应考虑节约原料和能源，少用昂贵和稀缺的原 料；利用二次资源作原料；产品在使用过程中以及使用后不含危害人体健康和 生态环境的因素；产品包装合理；产品使用后易于回收、重复使用和再生；使 用寿命和使用功能合理。 8 第一章绪论 第三节国内外清洁生产研究动态 1 3 1 国外清洁生产的发展状况 1 9 8 9 年5 月联合国环境规划署的工业与环境计划活动中心( 切怔pi e p a c ) 格局u n e p 理事会会议的决议，制订了清洁生产计划，在全球范围内推进清 洁生产。 自1 9 9 0 年以来，联合国环境署已先后在坎特伯雷、巴黎、华沙、牛津、汉 城、蒙特利尔等地举办了六次国际清洁生产高级研讨会。在1 9 9 8 年1 0 月韩国 汉城第五次国际清洁生产高级研讨会上，出台了国际清洁生产宣言。这是对 作为一种环境管理战略的清洁生产的公开承诺。 美国：清洁生产最早是由美国一家化学公司资源搞起来的。该公司从自身 的多年环保实践中感受到末端治理为主的传统做法的种种弊端，认识到源削减 的重要性，主动在公司内开展污染预防活动，取得了非常好的效果。这一经验 在美国推广开来，进而在世界各地展开。1 9 9 0 年1 0 月美国国会通过了污染预 防法。该法正式宣布：污染预防是美国的基本国策，是美国用预防污染取代末 端治理政策的重大举措。污染预防法确定的目标是：在可行的情况下，污染 应在源头预防或削减，而不是产生后再去控制。同时，在环保局的指导下，开 展了著名的“绿灯计划”、3 3 5 0 计划、能源之星电脑计划等一系列清洁生产活 动，成效非常显著。美国国家环境保护局增设了污染预防办公室，建立了污染 预防信息交换中心和污染预防研究所，编辑出版了企业污染预防指南和制药、 机械维修、洗印等行业的污染预防手册，广泛启动清洁生产示范项目，鼓励中 小企业以创新的方式开展污染预防，并及时交流、推广污染预防工作中取得的 经验【1 口1 姐。 德国：由于对清洁生产极为重视，因此，在取代和回收有机溶剂与有害化 学品方面进行了许多工作。对物品回收做了很严的规定，物品回收最初集中在 包装品上面，现已适应包括汽车、计算机、机床等范围极为广泛的产品。物品 回收的要求，赋予德国工业界在设计容易循环使用的产品以及生产过程中增设 回收和再利用等方面以强大的动力【l 3 1 。 荷兰：早在1 9 8 8 年就开展了“用污染预防促进工业成功项目( p s m a ) ， 在食品加工、电镀、金属加工、公共运输和化学工业等5 个行业1 0 家企业中开 展污染预防研究。结果表明，工业企业废物减量与排放预防的潜力很大，仅仅 9 第一章绪论 通过“加强内部管理”就能使废物消减2 5 一3 0 ，若能改进工艺、革新技术， 还能进一步消减3 0 一8 0 。1 9 9 0 年，荷兰出版了颇具影响的废物与排放预防 手册，使清洁主产有章可循，逐步走入正圳1 0 , 1 4 j 。 印度：在联合国工业发展组织的支持下，于1 9 9 3 年在草浆造纸、纺织印染、 农药加工等行业实施企业废物消减示范项目( d e s i i 迮) 。示范结果表明，许多 企业都有自身可以把握的废物消减机会，不一定非要依靠发达国家的技术支持。 换句话说，企业应立足使用本国的清洁技术。印度的这一经验不仅有助于本国 拓展清洁生产，对第三世界国家也是一个启示【1 0 , 1 5 】。 1 3 2 国内清洁生产的发展 我国在2 0 世纪7 0 年代提出。预防为主、防治结合胆的工作原则，提出工 业污染要防忠于未然。8 0 年代对工业界重点污染源进行治理有进展。9 0 年代以 来强化环保执法，在工业界大力进行技术改造，调整不合理工业布局、产业结 构和产品结构，对污染严重的企业推行“关、停、禁、改、转”的工作方针。 1 9 9 2 年提出，新建、扩建、改建项目的技术起点要高，尽量采用能耗、物耗少， 污染少的清洁生产工艺。1 9 9 3 年明确提出，工业污染防治必须从单纯的末端治 理转向生产全过程控制，实行清洁生产，从而确定了清洁生产在我国工业污染 控制中的地位。1 9 9 7 年4 月，国家环保总局制定并发布了关于推行清洁生产 的若干意见，为指导企业开展清洁生产工作，国家环保总局还编制了企业清 洁生产审核手册以及啤酒、造纸、有机化工、电镀、纺织等行业的清洁生产 审核指南。 2 0 0 0 年国家经贸委公布了关于国家重点行业清洁生产技术导向目录( 第 一批) 。2 0 0 2 年，六届人大第2 8 次常务会通过了中华人民共和国清洁生产促 进法，为我国广泛推行清洁生产提供了法律保证。 2 0 0 4 年8 月1 6 日，为全面推行清洁生产，规范清洁生产审核行为，通过并 发布了清洁生产审核暂行办法公布，自2 0 0 4 年1 0 月1 日起施行。 2 0 0 7 年6 月，国务院印发了发展改革委会同有关部门制定的节能减排综 合性工作方案，明确了2 0 1 0 年中国实现节能减排的目标任务和总体要求。方 案指出，到2 0 1 0 年，中国万元国内生产总值能耗将由2 0 0 5 年的1 2 吨标准 煤下降到1 吨标准煤以下，降低2 0 左右；单位工业增加值用水量降低3 0 。 “十一五 期间，中国主要污染物排放总量减少1 0 ，全国设市城市污水处理 1 0 第一章绪论 率不低于7 0 ，工业固体废物综合利用率达到6 0 以上【l 3 1 。 2 0 0 8 年3 月5 日十一届全国人大一次会议开幕。温家宝总理作政府工作报 告1 1 2 的内容，以及部署0 8 年任务的l 6 篇幅，都说的是一个话题- 节能减 排。 总之，清洁生产在中国蕴藏着很大的市场潜力。随着市场竞争的加剧、经 济发展质量的提高，我国企业开展清洁生产的积极性会越来越高，这也必将拉 动需求市场的发展，预计在今后几年中，清洁生产将会在中国形成个快速生 长期，为进一步促进中国经济的良性增长和可持续发展做出积极的贡献。 第二章电子行业清洁生产研究 第二章电子行业清洁生产状况 随着现代电子技术的发展和电子产品的广泛应用，不论是日常消费电子产 品还是工业用电子设备，电子工业产品的社会拥有量迅猛增长，更新换代迅速。 随着电子产品的广泛应用，电子工业产品的社会拥有量迅猛增长，更新换代迅 速。电子工业是中国乃至世界各国发展最迅速的产业【16 1 。 第一节电子行业的特点 2 1 1 电子元器件分类 电子元器件是电子产品的基本组成单元，电子产品的发展水平主要取决于 电子元器件的发展和换代。电子元器件是具有独立电路功能、构成电路的基本 单元。随着电子技术的发展，元器件的品种越来越多、功能越来越强，涉及范 围也在不断扩大，跨越了元件、电路、系统传统的分类，跨越了硬件、软件的 基本范畴。 电子元器件行业包括电子器件、电子元件两大细分行业。电子器件包含电 子真空器件、光电子器件等；电子元件包含印刷电路板、电子敏感元件及传感 器等。 电子元器件可分为有源元器件和无源元器件两大类。有源元器件的特点是： 必须有电源才能支持其工作，且输出取决于输入信号的变化，如晶体管、场效 应管、集成电路等均为有源元器件。无源元器件是一种只消耗元器件输入信号 电能的元器件，本身不需要电源就可以进行信号处理和传输，如电阻、电容、 电感、开关件、接插件、熔断器等均属于无源元器件。通常，把有源元器件称 为器件。无源元器件称为元件。 电子元器件按照产品专业类别划分大致可以分为电容器、电阻电位器、磁 性材料与器件、电感器件、电子变压器、混合集成电路、电子陶瓷及器件、压 电晶体、控制继电器、电接插元件、电声器件、微特电机与组件、光电线缆、 印制电路板、敏感元器件及传感器共1 5 个细分行业【1 7 1 。 1 2 第二章电子行业清洁生产研究 2 1 2 电子元器件行业的特点 电子工业是国民经济支柱产业之一，也是新兴科学技术发展产业。电子工 业在9 0 年代得到了迅速的飞跃发展，已逐步形成了经济信息化为核心的电子信 息产业，以微电子为基础的计算机、集成电路、半导体芯片、光纤通信、移动 通信、卫星通信等产品为发展主体的产品生产格局。中国正在逐步成为世界的 电子制造中心，电子行业要想在激烈的竞争胜出，除了成本、价格上的优势， 必须要走产品创新、提升企业管理的水平。 从我国国内经济发展角度看近年来我国电子元器件制造业发展呈现以下一 般特征： ( 1 ) 我国电子元器件制造业快速发展已成为国民经济的重要增长点。 ( 2 ) 我国电子元器件制造业在整个电子信息产业中占有重要地位已成为支 撑电子信息产业发展的基础部门。 ( 3 ) 我国电子元器件制造业的对外贸易快速增长已成为拉动我国对外贸易 发展的重要产业部f - i t l 8 1 。 由于高新技术不断创新，产品更新换代越来越快，给电子行业制造企业带 来速度竞争力和新的市场竞争力。为了适应市场与客户的需求，企业迫切需要 改变那种受限于过去的管理模式，建立新的竞争优势。与其他行业的生产相比， 电子产品的突出特点有： ( 1 ) 电子产品具有体积小、质量小的特点。这使它在知识、技术、信息的 密集程度上高于其他产品。正因为如此，电子产品的应用可以大大提高生产效 率和工作效率，降低能源消耗，获得较大的经济效益【l 舛。 ( 2 ) 产品门类多，品种型号繁杂、产量基数大、采购及装配比较复杂，废 品量大。仅根据原电子部编制的电子产品分类和编码统计，电子元器件除集成 电路以外的产品就有2 0 6 个大类2 5 1 9 个小类，其中电真空器件1 3 大类2 6 0 个 小类；半导体分立器件( 包括激光、光电子器件等) 1 8 大类3 7 9 小类；电子元 件1 7 个专业，1 6 1 大类1 2 8 4 小类。电子材料有1 4 大类5 9 6 小类。随着电子 技术、电子器件的发展，根据人们需求的不同，电子产品的种类在不断地增加、 性能在不断地完善。 ( 3 ) 电子产品使用广泛。目前已广泛应用于国防、科技、家庭、国民经济 各个部门以及人民生活等各个领域。因使用部门、使用条件及运载工具的不同， 电子产品可以用于高空、地下、沙漠、海洋等场合；也可以在恶劣的气候和环 1 3 第二章电子行业清洁生产研究 境下工作。 ( 4 ) 电子产品设备的可靠性高。可靠性高，意味着产品的故障率低。因此 在科研、军事及航天等高新领域得到广泛的应用。 ( 5 ) 使用寿命长。大部分成型的电子产品正常的使用寿命都是在几千小时 以上。 ( 6 ) 一些电子产品设备的精度高，控制系统复杂。当代科学技术的许多进 步和人类征服自然的辉煌成绩，往往都是由于电子设备的高精度和高度自动化 带来的成果。例如：卫星通信地面站要求直径31 1 1 的抛物天线自动跟踪数万千 米高空的人造卫星不发生偏差，这要求有非常高的精度【1 蛐0 1 。 ( 7 ) 电子产品的技术综合性强。它不仅涉及电气、电子技术等，还涉及精 密机械、化学、光学、声学和生物学等多学科知识。 ( 8 ) 生产过程中存在大量易耗品，手工无法精确分摊费用，成本信息不准 确。另外，原辅材料含有多种有毒有害物质。 ( 9 ) 生产批次多，流程长。电子元器件企业生产管理过程多数采用混合制 造模式，产品加工过程以批量生产为主，生产过程以批为流动单位，在线生产 的批次繁多。电子产品生产技术和设备差异很大。如不同的显示器件，不同的 元件，就是不同的电容器、电阻器、敏感元器件，当然同类产品不同阶段，也 需不同的生产技术和方式。一种电子元器件就有一种生产线，一代元器件产品 就是有一代生产线。 ( 1 0 ) 产品质量要求高，过程控制要求严格。一个电子元器件的质量将影 响整个电子设备的质量，并且要求电子元器件可以在各种恶劣工作环境下工作， 因此，对电子元器件的质量和可靠性要求很高。客户通常要求电子元器件企业 能够对原材料、半成品和产品进行质量跟踪追溯。电子元器件企业通常非常注 重质量控制流程，通过对物流和生产过程进行批号管理，对产品质量的每一个 节点都进行严格的控制，可以实现质量的过程可追溯，确保产品质量。 ( 1 1 ) 车间一般为“超净 车间，“跑冒滴漏现象较少。如对生产厂房的 温度、湿度、空气的清洁度都有很高的要求，其目的是在制造半导体的过程中 保持原材料、零部件以及机械等都处于“超净 状态。 ( 1 2 ) 三废毒性大。首先，电镀、清洗、机械加工、铍陶瓷生产线等工序 会产生各种高浓度的工业废水。废水的腐蚀性和毒性都很强，高浓度废液中含 大量有机污染物，如果不经严格处理，会严重污染自然水体和排放渠道。其次， 1 4 第二章电子行业清洁生产研究 废气中含有大量v o c 及一些剧毒气体物质。再者，电子产品原材料繁多复杂， 含有铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚等许多有毒有害物质，同时 含有多种贵金属，废品作为电子废弃物处理处置难度大。 ( 1 3 ) 升级换代迅速，产品设计信息从设计环节传递到制造环节效率不高。 电子产品的高新技术不断地发展，促使电子产品生命周期正在进一步缩短，加 速了电子产品的更新换代。有的电子产品制造商以适应新的发展思路，将分散 的设计、开发、制造、装配进行革新和整合，使电子产品更趋向于使用标准的 零部件组合产品，向以较低的价格提供更多不同的产品。 ( 1 4 ) 成品率有待进一步提高。提高成品率可减少原材料和能源消耗量及 电子废弃物产生量；成品率不仅是决定产品成本的主要因素，而且其高低还预 示着产品可靠性的高低【2 1 2 3 1 。因此，可将成品率作为衡量电子产品生产企业清 洁生产水平高低的一个度量【l 引。 第二节国内外电子行业清洁生产的发展 电子元器件是电子信息产业的基础，加快其发展速度，提高技术水平，是 电子信息产业发展的关键。国际上，开发电子元器件的新品种，对关键技术及 工艺进行攻关，给电子整机的发展及更新换代创造了条件【2 4 j 。 2 2 1 国外发达国家电子行业清洁生产发展 在降低电子产品能耗方面国外发达国家发展较快。早在1 9 9 9 年欧盟出台了 第一个电源适配器的行为规范作为欧盟的能效政策，实施随后出台了宽带通讯 设备、数字电视服务、交流不间断电源等行为规范。特别是2 0 0 5 年4 月1 3 日 欧洲议会通过了用能产品环保设计大纲指令简称e u p ( e n e r g y u s i n gp r o d u c t s ) 。 指令旨在提升能源效益，界定产品设计的大原则和准则，把产品对环境的不良 影响减至最低。同时该指令将与欧盟电气、电子设备中限制使用某些有害物 质指令r o h s ( mr e s t r i c t i o no f t h eu s eo f c e r t a i nh a z a r d o u ss u b s t a n c e si ne l e c t r i c a l a n de l e c t r o n i ce q u i p m e n t ) 和关于报废电子电气设备指令w e e e 指令( w a s t e e l e c t r i c a la n de l e c t r o n i ce q u i p m e n t ) 配合对电子产品等用能产品的设计、制造、 运输、使用、回收等全生命过程提出生态化的标准要求，如图2 1 所示。美国 环保署和美国能源署联合发起的一个通过高能效产品和活动促进保护环境和节 约资源的计划美国能源之星。据统计，美国仅通过能源之星计划在2 0 0 6 年 1 5 第二章电子行业清洁生产研究 节省的能源相当于2 6 0 0 万辆汽车的温室气体的排放量，节约了1 4 0 亿美元 1 2 5 - 2 6 1 o 图2 1 欧盟e u p 指令与r o l l s 和w e e e 指令关系 面对庞大的废旧电子产品污染源，不少发达国家在享受现代化生活的同时 开始进行反思。w e e e 指令规定电子电气设备生产者必须对其电子产品承担回 收处理、减排责任的同时，r o l l s 指令作为w e e e 指令的有利补充。进一步明确 了电子产品中某些含有害物质铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚对 环境的排放。此外，其它发达国家也相继颁布了类似的环保法规：如美国加州 的加州法案限制使用六种有害物质、日本的电子电气设备特定化学 物质的含有标示方法和j m d s 、韩国的电器电子产品和汽车资源再生法案 等。这些法规的实施将促进世界范围内的电子产品污染防治进程，同时给我国 电子信息产品出口贸易设置技术壁垒。 2 。2 2 我国电子行业清洁生产发展 2 2 2 1 生产状况 自上世纪9 0 年代起我国电子元器件制造业快速发展且成效显著己成为支撑 我国电子信息产业发展的重要基础。目前国内电子元器件按生产企业有数千家 紧密关联的上下游企业，有几万家总产值约占电子信息产业的1 5 t 1 7 】。 1 6 第二章电子行业清洁生产研究 经过2 0 多年的发展我国电子信息产业已从新兴产业成长为国民经济的先导 产业和支柱产业，年平均发展速度超过2 5 ；而作为基础产业的电子元件器件 制造业则对我国电子信息产业发展起到重要的支撑作用。近年来我国电子元器 件行业发展迅速，产品种类日益丰富，新型元器件已形成一定的产业基础，对 大生产技术和工艺逐渐有所掌握，初步形成了一些新的增长点，有相当规模的 企业呈现出一些新的趋势和特点【1 7 1 。 2 0 0 7 年第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数核算项目电子行 业产排污系数核算的统计数据如表2 1 所示。 表2 1 中国2 0 0 7 年主要产品及生产规模统计表 从历史上看，每一代新型电力电子器件的出现，总是带来一场电力电子技 术的革命。以功率器件为核心的现代电力电子装置，在整台装置中通常不超过 总价值的2 0 - 3 0 ，但是，它对提高装置的各项技术指标和技术性能，却起着 十分重要的作用i l 引。 据国家统计局统计，1 9 9 7 年电子及通讯设备制造业投资额( 固定资产投资 与更新发行投资之和) 达2 4 0 5 4 亿元，增长2 7 3 5 ，增长幅度居全国第8 位， 投资总额数居第5 位。1 9 9 8 年，中国信息产业继续保持快速发展劲头，按新组 建的信息产业部统计，全年通信业务达2 2 9 5 亿元，比1 9 9 7 年增长2 5 4 ，通 信固定资产投资达到1 7 5 4 亿元，增长3 9 2 。1 9 9 8 年，中国通信新增增加值 占新增国内生产总值的比重由1 9 9 7 年的2 4 提高到4 9 。1 9 9 7 年，中国电子 1 7 第二章电子行业清洁生产研究 信息产业总值3 8 0 0 亿元，居世界第7 位，1 9 9 8 年达4 6 0 0 亿元【2