半导体企业碳审计方法
引言 半导体行业由于其生产过程中广泛使用的HFC,PFC气体以及较大的耗电、耗水量而成为推进碳减排重点关注的领域之一。而半导体企业作为低碳经济建设中的社会细胞,开展企业碳审计,进一步深入实践节能减碳,是对国家发展低碳经济战略的贯彻,是实践国家温室气体减排目标的率先实践,具有深远的发展意义[3]。目前对于半导体企业的碳审计方法仍然在不断地完善和探索中。
1 半导体企业碳审计步骤[4,5] 1.1 明确边界范围 半导体行业碳审计,首先明确企业开展审计的边界范围,包括组织边界和营运边界。组织边界主要是从企业集团的角度着眼,需涵盖旗下子公司、转投资公司、合资企业等各项握有权益的独立法人或非法人机构,具体计算可基于控制权或股权比例。运营边界主要就是公司的营运活动,确定运行边界包括识别与运行有关的温室气体(Greenhouse Gas,GHG)源与GHG汇。 1.3 选择量化方法与收集系数 量化方法包括将GHG活动数据与其排放或清除因子相乘(最常用方法),使用模型法,设备的关联性以及物料平衡法等,监测方法分为持续性监测和间歇性监测。由于计算大部分GHG的排放是由每单位燃料使用量乘以排放系数得来,因此排放系数是GHG核算过程中重要的因子。在选取排放系数时,优先采用现场实测或本土化的数据,其次采用本国的温室气体排放系数(如我国煤的温室气体排放系数),再次可选择IPCC报告中的缺省排放系数。 1.4 采集数据 搜集企业边界范围内各项活动数据如各种燃料或原料的使用单据,电费、水费单据,商务旅行里程,原材料和货物运输车辆以及公司通勤公车行驶里程或燃油消费量,废水废弃物的处理量等。 1.5 建立排放清单 收集和汇总了各GHG排放源、汇的活动强度和对应的排放系数后,即可进行GHG排放的量化计算和清单的建立。 1.6 说明不确定性 清单建立后,需说明清单中的不确定性。 2 半导体企业FC气体排放计算 半导体企业与其他类型企业开展碳审计的最大不同点在于半导体企业在生产过程中使用FC(PFC,HFC)气体,HFC和PFC是六大温室气体中的两类。因此,计算FC气体的排放及温室效应,成为半导体企业开展碳审计的重点之一。 半导体FC气体主要应用于含等离子腐蚀硅的材料和清洁已沉积硅的化学蒸汽沉积(CVD)工具膛壁。大多数FC排放来源于腐蚀或清洁过程中的消耗量,还有生产过程中使用的氟化合物一定比例会转化为副产品CF4,在另一些情况下会转化成C2F6,CHF3,C3F8。计算总排量为生产过程中使用FCi气体产生的排放量加上FCi使用中产生的副产品CF4、C2F6、CHF3、和C3F8的排放量。 FC气体计算的三种方法中,方法1最为简单,但是最不准确,一般应用在区域层面上的估算,不推荐企业层面FC排放的计算。方法2较详细,一般半导体公司均能提供各类FC气体的年使用量,部分管理完善的公司能提供广泛过程类型(腐蚀和情节)的FC气体使用量。方法3更为详细,在数据收集等方面要求较高,需要的投入较大。基于国内大部分半导体企业的FC气体管理现状,采用方法2更为适合。 2.2 FC气体排放讨论 以某半导体企业为研究对象,根据对FC气体使用的掌握情况,采用方法2-a和IPCC中相关的缺省系数,对该企业进行了FC气体排放。结果表明,C2F6排放所引起的二氧化碳当量占到总FC温室气体效应的69.4%,其次是CF4气体,占FC气体总排放效应的23.3%,SF6气体位居第三位,占3.3%,第四位是C4F8,占3.0%。 总体上看,该半导体企业与2003年半导体产业协会公布的各种FC排放比例相当。其中由于该半导体企业采取了对NF3气体的有效减排措施,因此导致NF3气体的排放比例低于台湾半导体协会公布比例。总之,C2F6,CF4,SF6成为半导体企业FC气体排放的前三位,尤其是C2F6,其占比遥遥领先,也因此成为半导体企业实施温室气体减排的重要抓手。 3 结论 半导体行业因其较大的耗电量,耗水量,尤其是其FC化学品的使用,成为发展低碳经济,实现温室气体减排背景下,重点关注的行业之一。半导体企业作为行业减排的细胞,开展企业碳审计,需要从明确边界范围,识别碳源与碳汇,选择量化方法与收集系数,采集数据,建立排放清单,说明不确定性等六大方面展开。选择IPCC中合适的方法与排放系数,对某半导体企业FC气体的碳审计表明,C2F6,CF4,SF6是半导体企业开展FC气体减排的重点对象。