迈向净零电子：释放制造设施能源效率的潜力
关于 RMIRMI是一个独立非盈利组织，成立于1982年，最初名为落基山脉研究所，通过市场驱动的解决方案改造全球能源系统，以实现1.5°C的未来并为一劳永逸地创造一个清洁、繁荣、零碳的未来。我们在全球最关键的地区开展工作，并联合企业、政策制定者、社区和非政府组织，以确定和扩大能源系统干预措施，力争到2030年将气候污染减少至少50%。RMI在科罗拉多州的巴尔茨和博尔德、纽约市、加利福尼亚州的奥克兰、华盛顿特区、尼日利亚的阿布贾以及中华人民共和国北京设有办事处。 联系人作者与致谢图片来源于iStock.com，除非另有说明。版权和引用作者按字母顺序列出作者。除非另有说明，所有作者均来自RMI。魏力，光绪王，和孟王走向碳中和电子：释放制造设施中能源效率的潜力, rmi, 2025,https://rmi.org/insight/towards-net-zero-electronics/.rmi重视合作，旨在通过分享知识和见解来加速能源转型。因此，我们允许利益相关方在创意共享cc by-sa 4.0许可证下参考、分享和引用我们的作品。https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/.魏力,wli@rmi.org光绪王gwang@rmi.org丁立伟 李光辉 王梦王 3. 新建设施的最佳能源效率规划................241.为什么供应链能源管理在电子领域很重要走向碳中和电子：释放制造设施中能源效率的潜力尾注。 ........................................................................................31目录制造业................................................................. 52. 为现有设施进行节能改造.................................................... 9供应链能源效率在电子制造业中的重要性..............5 在最终组装、测试和包装 (FATP) 设施中管理能源效率.................7能源审计中的关键注意事项.....................................................................................10 系统调查以确定最佳节能潜力......................................................11 工艺空气系统.....................................................................................................................12 HVAC系统..............................................................................................................................15 生产系统.....................................................................................................................17 照明及其他设施设备........................................................................................19 项目实施与验收.................................................................................21 节能验证...............................................................................................................22新集成设计方法FATP设施的指导原则.........................24 集成设计实施：新FATP设施中提高能源效率的关键考虑因素...... . 27 建筑和设施布局........................................................................................................27系统和设备..............................................................................................................28 控制和监测.............................................................................................................28 走向碳中和电子：释放制造设施中能源效率的潜力1. 为什么供应链能源管理在电子制造业中很重要电子制造业供应链能源效率的重要性电子制造业正在经历快速增长，这得益于全球向数字化、自动化以及5G、物联网和人工智能（AI）等技术的转变。2023年，全球电子市场规模达1.275万亿美元，并以7.5%的速度增长，其中亚太地区和北美洲是需求驱动力。1在中国，电子制造业从2013年到2023年一直是收入最高的行业。2023年，中国的供应链市场达到37.72万亿元人民币（5.2万亿美元），约有41,200家电子制造公司。2电子工业在全球能源转型和应对气候变化方面发挥着关键作用；随着电子产品需求的增加，该行业的环境影响也在加剧，特别是在能源消耗和排放方面。据估计，电子工业在全球温室气体排放中占比超过4%。3通过推动能源技术的创新，该部门正帮助减少温室气体排放，并向一个更可持续、低碳的经济迈进。供应链碳排放管理在电子制造业中至关重要。消费电子供应商，包括半导体制造商、显示器制造商和最终组装商，占电子行业总排放量超过77%（见附件1）。这凸显了供应链上游活动对整体碳足迹的显著影响。有效管理这些供应链阶段中的能源使用对于该行业向净零排放迈进至关重要。这些数据强调了应对范围3排放的必要性，范围3排放包括在价值链中发生的所有间接排放，从原材料开采到最终产品的生产。能源效率是全球能源转型和应对气候变化的关键支柱，因为它能直接减少能源需求、温室气体排放和对化石燃料的需求。国际能源署（IEA）将能源效率称为实现气候目标的“第一燃料”，并表示它在国际能源署的可持续发展情景下，可以提供到2040年所需减排量超过40%。4提高广泛制造应用中的能源效率不仅减少了能源消耗，还提高了可再生能源的可行性，增加了能源安全，并降低了能源成本。麦肯锡公司进行的研究表明，在制造设施中可以节省25%到30%的能源，既不会降低质量，也不会牺牲工人安全，而且几乎不需要新的投资。5 4002000-2002100%2电子供应链中的减排成本与减排潜力RMI 图形。来源：净零挑战：供应链机遇，世界经济论坛，2021走向碳中和电子：释放制造设施中能源效率的潜力图2减排成本（美元/吨CO₂）e, 2030)采矿作业中的氢气自动化生产线用可再生能源装配线能效减排潜力（t COe, 2030)i负碳排放成本表明在实现净经济效益的同时减少排放的机会。能源效率是降低电子信息制造业排放的关键杠杆。通过实施能源效率措施（EEMs），相当一部分排放可以在几乎不花钱的情况下被消除。如展2所示，装配线的节能改进到2030年可将整个供应链排放减少高达20%，减排成本范围在每吨COe约-100美元至0美元之间。我领先的电子产品业务案例2公司证明，能源效率提升措施（EEMs）可以使现有设施节能高达30%，显著降低能源需求。这种经济高效的机会代表了电子制造商可以使用的最具影响力的策略之一，以应对其范围3排放。 走向碳中和电子：释放制造设施中能源效率的潜力·FATP是原始设备制造商（OEM）直接控制的阶段。因此，FATP设施所有者可以与OEM形成更好的能效合作和项目，并实现最佳效率结果，与更上游（间接）供应商相比，OEM通常无法直接管理这些供应商。此外，通过减少能源消耗和优化生产流程，能源效率可以显著降低制造成本。通过投资节能设备，如先进电机、照明系统和自动控制系统，制造商可以减少其整体能源消耗，从而降低水电费账单。此外，节能机器通常使用寿命更长，维护需求更少，从而减少停机时间和维修成本。根据国际能源署的数据，在其净零情景下，大多数能效提升措施已具备成本效益，这意味着能源成本节约大于所需投资。6根据美国能源部，一家制造公司内单个高耗能系统的能源效率审核所识别的平均能源成本节约为140万美元；对于中小型制造公司，每项审核的平均能源成本节约为16.5万美元。7·生产系统是最大的能源消费者，占比32%。在FATP设施中，这包括电子产品的最终组装（例如表面贴装技术[SMT]和穿孔组装）、测试和设备包装。这些操作需要大量能源来为生产机械（例如回流炉）和测试设备供电。·在FATP设施中解决能源效率所获得的经验可以很容易地扩展到其他拥有标准化系统的设施。一个FATP设施通常具有几个标准化系统，例如用于压缩干燥空气（CDA）和供暖、通风和空调（HVAC）的系统，这些系统在其他制造过程和设施中普遍使用。例如，CDA系统是工业部门的主要能源消耗者，占欧盟和中国工业用电量的约10%，以及美国、马来西亚和南非的9%。8一个FATP设施是一个制造工厂，产品组装的最终阶段在这里进行，包括组装部件、测试产品以确保其功能正常，以及将其包装以供运输。FATP设施通常与电子产品制造相关，例如智能手机和计算机。尽管FATP设施并不代表电子制造过程中能源和排放最密集的阶段，但它们在能源管理方面有几种重要作用，包括：·暖通空调系统约占总能耗的30%，包括整个设施中的空调、通风和温度控制。它通过调节温度、湿度以及颗粒物数量（尤其在生产线和办公空间等关键区域）来确保最佳工作条件。电能是FATP消耗的主要能源。这些设施中的能耗主要由三大系统主导：生产、暖通空调和工艺空气（参见附图3）：在最终装配、测试和包装（FATP）设施中管理能源效率·工艺空气系统由CDA、氮气和其他生产过程中必需的气体组成，占该设施28%的能源消耗。这些系统对于各种支持操作是必要的，例如表面处理、喷涂和吹扫。 10%32%28%走向碳中和电子：释放制造设施中能源效率的潜力RMI图形。来源：RMI分析展示3FATP设施中典型的能源消耗分解FATP生产过程典型能耗FATP设施故障SMT工艺包装最终汇编& 测试焊膏印刷预处理包装材料准备汇编(手动，自动)安放回流炉检查标签测试密封测试暖通空调系统空气处理系统照明和其他设施(incl. CDA, 氮气, 真空)电器（例如，电脑，显示器）支持基础设施FATP生产过程暖通空调系统空气处理系统照明及其他设施设备提高脂肪酰辅酶A合成酶（FATP）设施的能源效率面临着若干挑战。这些设施通常包含多样化的操作和设备，其复杂性使得在不干扰现有流程的情况下整合节能技术变得复杂。此外，升级机械和实施节能措施所相关的较高成本使得难以证明投资价值并展示明确的投资回报。再者，优化流程以提升能源效率，同时保持高产品品质并遵守监管标准，又增加了另一层难度。应对这些挑战需要一种平衡技术进步、成本考量以及运营效率的战略方法。剩余的10%涵盖其他系统，例如照明、办公运营和支持服务，这些对于日常设施运营至关重要，但对整体能源需求贡献较小。 附件4 现行能源管理及
