2025年04月18日

助力电子制造业零碳转型 落基山研究所发布《能效提升助力电子制造业迈向零碳》报告

2025年4月18日,落基山研究所发布《能效提升助力电子制造业迈向零碳》英文报告(以下简称“报告”),聚焦以组装、测试和包装(FATP)工厂为代表的电子制造业工厂的能源效率提升措施。报告旨在为电子制造业现有工厂和新建工厂达成能效目标提供一份高效易用的实用指南,同时也为暖通空调、压缩空气和照明等工业系统的能效提升提供参考。

《能效提升助力电子制造业迈向零碳》英文报告

在全球数字化、自动化及5G、物联网、人工智能等技术的驱动下,电子制造业正迎来新一轮快速增长。2023年全球电子市场规模达1.275万亿美元,主要需求集中在亚太和北美地区。中国作为全球电子制造中心,拥有约4.12万家电子制造企业,电子供应链市场规模达37.72万亿元,电子制造行业营收在各工业门类中占比连续12年保持首位。与此同时,电子制造业在能耗与碳排放方面的环境影响也日益凸显,全球范围内已有逾4%的温室气体排放来自该产业。通过推动能源技术创新,电子制造业有望持续助力能效提高和温室气体减排,促进制造业不断向可持续低碳经济模式转型。能效提升是电子制造业在短期内实现节能降碳的有效可行手段。国际能源署将能效称为实现气候目标的”第一燃料”,其《可持续发展情景》报告显示,到2040年,能效提升将成为实现全球40%以上所需减排量的关键途径。在制造业广泛提升能效,不仅能降低能耗,还能增强可再生能源适用性,保障能源安全并削减用能成本。电子制造行业的减排曲线显示,如在装配线中提高能效,到2030年可以实现在几乎不增加成本的情况下,供应链整体降碳20%,减排收益最高可达800元人民币/吨二氧化碳当量。

 

电子制造行业供应链减碳成本曲线(来源:Net-Zero Challenge: The Supply Chain Opportunity, World Economic Forum, 2021)

组装、测试与包装(Final Assembly, Testing and Packaging, 以下简称“FATP”)是电子制造行业供应链中最重要的环节之一。FATP工厂的设施设备,如暖通空调系统、压缩空气系统等在整个电子制造行业中十分常见,其能效提升的措施对于产业链上下游甚至其他制造业都具有较强的借鉴意义。

组装测试包装工厂的生产流程、设施以及能耗分布(来源:落基山研究所)

基于对我国30余家FATP工厂节能项目的总结分析,工艺用气(包含压缩空气、真空及氮气制造)和暖通空调(HVAC)系统分别贡献了43.5%和36.8%的节能空间,而生产设备仅贡献7.2%。这表明,对制造业工厂节能而言,HVAC、工艺用气等辅助系统的优化更值得重视。在国内某能效项目案例中,企业通过在FATP工厂实施能效提升改造,实现了30%的节能目标,其中HVAC和工艺用气系统的优化贡献占比最高。

FATP工厂不同系统的节能贡献(来源:落基山研究所)

具体到节能措施上,工艺用气系统中,更换空气压缩机和真空泵、采用无损干燥机和排水阀、管路检修均是实现最佳节能效益的措施,且项目回收期通常小于三年[1]。对于HVAC系统而言,为水泵和风机安装变频控制、制冷机组的群控逻辑升级等控制优化策略能够以少于两年的投资回收期带来极高的节能量。另外,制冷压缩机的更换、水系统的优化、以及在有供热需求的厂区通过热回收、热泵替代等手段优化锅炉也能达到较好的节能降碳效果。

报告还探索了新建工厂设计中建造高能效设施的关键策略。新建工厂可以采用一体化设计方法,通过多系统的统筹考虑和优化设计,力争采取一步到位实现减排目标的设施方案,避免后续频繁改造和设备更换。报告研究认为,在工厂设计中要充分考虑电、冷、热、气、水等各关键系统的运行,尽可能保证各要素以高效的方式生产并协同运作,实现能源效率的最大化。

 

新建工厂一体化设计的主要原则(来源:落基山研究所)

落基山研究所常务董事兼北京代表处首席代表李婷表示,“能效提升作为具备高经济性的减排手段,是包括制造业在内的工业领域可优先采用的减排措施。随着电子制造业在全球进一步发展,无论在已形成完整产业生态的地区如我国,或在正经历产业扩张的东南亚等地区,都可以继续深入推广能效措施,以期大幅降低碳排放并节约生产成本。未来,落基山研究所将持续和行业企业深度合作,进一步推广能效提升方案,促进行业深度脱碳,助力全球供应链的低碳转型。”

[1] 投资回收期受到设备年限、能源价格、生产情况等多方面因素影响,此处数值为项目组调研项目的平均值。