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SK海力士响应时代号召:向净零碳排放目标迈出坚实一步

By 2021年01月07日 No Comments

 面对史上最长的梅雨、台风、前所未有的高温天气以及飓风等日益加剧的气候危机,企业的环保管理能力变得愈加重要。尤其是,随着全球主要国家自2021年起承担强制减排义务,跨国公司的减排工作不仅是为保护生态环境做出的努力,更是决定企业生存和发展的关键课题。

 SK海力士也对此做出了积极响应。2018年,SK海力士宣布ECO(ECO : Environmental & Clean Operation)Vision 2022(2022年环境与清洁愿景),为建立环保生产体系做好了准备。不仅通过各项碳减排活动,积极参与到应对全球气候危机的行动中,还作为该领域的领导者,正在构建可持续的绿色管理模式。

 SK海力士Newsroom采访SHE R&D Team的闵相根TL和Global Logistics Team的林相俊TL,了解了SK海力士在环境可持续性方面做出的努力以及未来工作计划。

ECO Vision 2022:面向SK海力士未来的环保型半导体工厂

 随着《京都议定书》1于2020年到期,新的全球气候协议《巴黎协定》在《联合国气候变化框架公约》2第21次缔约方大会(COP21)3上获得通过。占全球温室气体排放量90%以上的195个缔约方达成协议,分阶段减少温室气体排放量,实现将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内的长期目标。韩国政府将气候变化视为创造经济增长新动力的机会,2009年自愿提出“到2020年将温室气体排放量比照常情景(BAU)4减少30%”的目标。为此,韩国于2011年颁布《低碳绿色增长基本法》,为实现目标奠定了法律基础。2012年推行温室气体和能源目标管理制度,2014年制定温室气体减排路线图,2015年实行了碳排放权交易制度。

 

1 《京都议定书》(Kyoto Protocol):旨在控制温室气体排放、遏制全球气候变暖的国际公约。《京都议定书》规定发达国家应在第一承诺期(2008年至2012年)内将温室气体排放量在1990年的基础上平均减少5.2%。限排的温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)。
2 《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC,United Nations Framework Convention on Climate Change):世界各国限制包括二氧化碳在内的温室气体排放,以减缓全球气候变暖的公约。
3 缔约方大会(COP,Conference of Parties):负责监督和评审《联合国气候变化框架公约》实施情况的最高决策机构,每年举行一次缔约方大会,旨在讨论解决全球气候变化问题。
4 照常情景(Business As Usual,BAU):不采取任何人为措施减少温室气体排放的预计排放总量。

 碳排放权交易机制为一种配额交易机制,首先政府通过总量控制,向排放温室气体的企业发放较过去更少的排放份额,如果通过减排活动超额减排二氧化碳,则可以在市场上交易剩余的排放权。由于政府向企业发放的份额本身很小,因此自然而然地能使企业积极地减排温室气体,从而有效控制碳排放总量。

 尽管这种碳排放限制可能降低制造业的生产率和效率,但SK海力士摸索了除被动地参与政府政策之外,能先发制人地主动应对气候危机的战略。2018年,SK海力士宣布ECO Vision 2022,其中包括实现环保型半导体生产工艺的措施。

 ECO Vision 2022提出了各领域的具体实施目标,包括“环保活动”、“加强半导体生态系统”和“解决社会问题”。环保活动领域的主要目标之一是到2022年将温室气体排放量较2016年的BAU减少40%。为此,SK海力士正在推进三大战略:通过优化能源系统减少使用量和成本、通过技术开发和设备改进减少温室气体排放、建立不排放二氧化碳的替代能源基础设施。

 SHE R&D Team的闵相根TL表示:“SK海力士早已认识到减排温室气体的重要性。公司同意世界半导体理事会(WSC,World Semiconductor Council)的自愿减排目标,在2010年实现了较1997年减少10%全氟碳化物(PFCs)5排放量的目标。自2008年以来,公司参与碳信息披露项目(CDP,Carbon Disclosure Project),不断努力减少温室气体排放的结果,连续七年被评为‘最佳碳管理公司’。SK海力士还引进最佳可行技术(BAT,Best Available Technology)6和设备,采用多种方式尽最大努力减少温室气体排放。”

 

5 全氟碳化物(PFCs):由碳原子与氟原子组成的有机化合物,被广泛应用于半导体制造业。其全球变暖潜能值(GWP,Global Warming Potential)为二氧化碳的数千到数万倍,甚至有些物质在大气中的生命期长达5万年。
6 最佳可行技术(BAT,Best Available Technology):根据韩国环境部“关于温室气体和能源目标管理运营等的指南”,在温室气体减排和节能方面最有效、最经济且技术上最可行的活动或运行方法。

SK海力士减少温室气体排放的努力:从环保技术到电动车

 就像在家里随手拔插头一样,SK海力士的节能活动从减少能源浪费开始着手。其中最典型的例子是引进标准化的能源管理体系即ISO50001,以尽量减少维持建筑和设备运行所消耗的电量。与此同时,公司还改进工艺废气洗涤器,大幅减少从工厂排放的温室气体。除此之外,还将建立替代能源基础设施,最终打造不排放二氧化碳的“绿色工厂(Green Plant)”。公司还获得只有环保型半导体产品才能获得的环保产品标志(5项碳足迹认证和6项低碳产品认证)7。下面就让我们仔细来了解一下SK海力士为环境保护所做的努力。

 

7 环保产品标志:韩国环境部通过定量分析产品在原料采购、制造、使用、废弃等全过程中排放的污染物对地球环境的影响,向符合一定标准的产品赋予标志的认证制度。在碳排放方面通过生命周期评估(LCA,Life Cycle Assessment)透明公开对环境的影响程度,可获“碳足迹”认证;在获得“碳足迹”认证的产品中,采用低碳技术在现有产品基础上减少碳排放量,则获得“低碳产品”认证。

▶ Mission 1:优化厂区用能设备“防止能源流失”

 在产线24小时无休的半导体工厂,各种设备不间断地运转,而且在对产生热量的设备进行冷却的过程中会消耗大量电力,进而导致温室气体排放量的增加。因此,优化用能设备,防止能源流失,降低电耗可以说是企业向低碳环保转型的第一步。

 为此,SK海力士重新整顿了公司的能源管理体系。公司通过对各工厂用能情况的监控和持续的绩效指标管理,掌握了节能降耗工作效果。其结果,2014年公司获得英国标准协会(BSI,British Standards Institution)关于环保及能源管理的国际标准,即能源管理体系(ISO50001)8认证。

 基于ISO50001发现问题并实现节能的代表性案例就是“新风机组(OAC,Out Air Conditioner)能效改进项目”。将人工智能分析技术应用于循环洁净厂房室内外空气的新风机组后,大大降低该机组所消耗的电量,节省了27.5亿韩元的能源成本。

 

8能源管理体系(ISO50001):由能源使用者或能源供应者设定提高能源利用效率的管理目标,按照一定流程和方法,有系统地、持续地管理人力、物力资源和管理体系,以实现管理目标的经营活动体系。

▶ Mission 2:通过技术开发减少工艺气体和微细粉尘“减少温室气体排放”

 使用各种化学物质的半导体生产设备会用到导致温室效应的工艺气体,如全氟碳化物(PFCs)、六氟化硫(SF6)和氧化亚氮(N2O)。为此,SK海力士经过使用点洗涤器(POU,Point Of Use Scrubber)、中间湿式洗涤器(Middle Wet Scrubber)和主湿式洗涤器(Main Wet Scrubber)等三步骤分解工艺气体。

 其中,POU洗涤器是与生产设备直接相连,处理90%以上工艺气体的重要装置。为了保持一定的处理效率,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR,Fourier Transform Infrared spectroscopy)9定期进行性能检测。然而,过去使用的FT-IR设备因为在POU洗涤器室(Chamber)10内工艺气体被引入的空气稀释,很难取得工艺气体的准确浓度。甚至有些设备还得出比实际处理效率更好的错误数据。

 

9傅里叶变换红外光谱(FTIR,Fourier Transform Infrared spectroscopy):在光学系统中,用两个光束干涉仪代替一个分布式光谱仪,对干涉条纹进行傅里叶变换,获得红外吸收光谱的方法中,用傅里叶变换作为信号处理手段的技术。(傅里叶变换:一种计算函数近似值的算法,假设存在随时间(t)波动的量f(t),它包含各种频率成分,因此若能提取这些成分并将其重新排列为每个频率ω的成分强度分布f(ω),则更容易理解现象的本质。)
10室(Chamber):用于加热材料或专门在一定温度下使用的仪器。

 为了解决这个问题,SK海力士携手韩国标准科学研究院(KRISS, Korea Research Institute of Standards )共同研发了测量技术,这项技术使用四重质谱仪(QMS,Quardruple Mass Spectrometer)来检测POU洗涤器内部的空气稀释效应。也就是说,通过FT-IR设备测量POU洗涤器中的残余工艺气体浓度后,再利用QMS测量空气稀释度,从而取得准确的处理效率值。公司采用这种方式对生产车间内所有POU洗涤器进行了性能检测并完善了设备,利川工厂的全氟碳化物煤气(PFCgas工艺气体减排率比2015年翻了一番。

 除此之外,还开发了POU洗涤器的副产品之一、微细粉尘的主要来源之一,即氮氧化物(NOx)去除技术。将利用氧化还原反应11原理的脱硝(De-NOx)系统安装在中间湿式洗涤器上,就能使其处理现有湿式处理方法无法处理的氮氧化物。脱硝系统的氮氧化物去除率高达90%以上,今后将安装在利川M14工厂、新工厂M16和清州工厂。 闵相根TL透露,“QMS和脱硝系统将发挥一箭双雕的作用,不仅能处理温室气体,还能去除在处理温室气体的过程中产生的氮氧化物。”

 

1氧化还原反应:两种物质同时发生失去电子的氧化反应和得到电子的还原反应的化学反应。

▶ Mission 3:构建替代能源基础设施“建设清洁厂区”

▲在利川厂区内行驶的环保电动车

 众多车辆在SK海力士厂区内24小时来回穿梭。这些车辆负责工厂内部物流以及利川和清州厂区之间的跨厂区物流。沿着厂内和厂外40多条线路,100多辆大型柴油车每天往返运输各类物资1,600余次,行驶总里程长达2.3万公里。这些车辆每天排放8吨尾气,全年累计排放2,600吨。

 为了解决尾气排放问题,SK海力士从今年起用电动车取代行驶在厂区的货运车辆。去年年底,企业专用电动货车一上市,就立即进行了更换。考虑到市售电动货车的最大吨位为1吨,决定先从100辆车中逐步更换40辆1吨小货车。高排放老旧车10辆最先被更换,其中7辆在利川工厂,3辆在清州工厂。

 计划到今年年底,将在利川工厂和清州工厂分别修建一个和两个电动车充电站。在未来五年内,这些工厂的所有1吨货车将全部更换为电动车。届时,每年有望减少400吨温室气体排放。Global Logistics Team的 林相俊 TL表示:“一旦电动车的电池制造技术进一步发展,最终将2.5吨和5吨大型货车也更换为电动车,减排效果就会更明显。我们将持续掌握相关技术的趋势变化。”

ECO Vision 2022以“零碳排放”为目标为下一个十年做准备

 时光飞逝,公司宣布ECO Vision 2022至今已有三年。SK海力士迄今实施的项目都取得既定的成果。那么,下面就来看看SK海力士未来的气候危机应对战略是什么。

▲ SHE R&D Team 闵相根 TL

 ECO Vision 2022为一项五年计划,公司制定每年的具体目标分阶段实行。包括增设脱硝和光伏发电设备在内,ECO Vision 2022中的未完活动将按照2021年的短期目标和方向展开。

 此外,随着实现ECO Vision 2022目标的时间临近,SK海力士目前正在研究2022年以后的环境保护新中长期路线图。 闵相根TL表示:“公司正在制定使SK海力士成为‘净零碳(Carbon Net Zero)12’企业的长期计划,以建立绿色环保能源体系。公司已开始改善企业体质,力争成为亲自生产绿色能源的‘绿色工厂’公司,而不是被动地消耗有限的能源资源。”

 SK海力士已组建可再生能源工作小组,监测国内外有关可再生能源的政策,以新工厂和重要工厂为主逐步增加光伏发电设备。值得一提的是,最近在利川厂区安装了641千瓦(kW)规模的光伏发电设备。该设备目前每月生产约60兆瓦时(MWh)的可再生能源,为大楼内餐厅的照明设备提供电力。

 

12净零碳(Carbon Net Zero):通过可再生能源发电等温室气体减排和吸收活动来抵消导致全球变暖的温室气体排放,实现净排放量为零。

▲ Global Logistics Team 林相俊 TL

 不止于此,SK海力士还寻求方法减少在生产和销售过程中所使用的塑料消耗量。林相俊TL表示:“防止半导体芯片受损的外包装工艺会用到大量塑料。目前正与相关组织合作,寻找能替代塑料包材的环保材料。”

▲ (左起)Global Logistics Team 林相俊 TL 、SHE R&D Team 闵相根 TL

 在气候变化日益加剧的形势下,SK海力士领先一步,努力奋斗,力争成为环境友好型公司。最后,两位TL呼吁公司全体成员积极参与并努力实现这一变革。

 “温室气体减排不再是少数公司的课题,而是关乎人类生存的全球性议题。面对这一形势,每个人更应该抱着‘低碳减排,人人有责’的心态,在日常生活中做好举手之劳的环保行为。小至在办公室节约用电,大至参与由企业或政府推行的温室气体减排活动等,敬请各位同事多多关心和支持。”

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