梁 勇 司徒凯翘 陈勇志
(1.广州匠睿生态环境技术有限公司,广东 广州 511400;2.惠州泰和电路科技有限公司,广东 惠州 516006)
通过收集2019—2022年珠三角(广东)、长三角(上海、江苏、浙江、安徽)、中东部地区(江西、湖南、福建)、西南部地区(重庆、四川)、环渤海地区(天津、河北)等印制电路板(printed circuit board,PCB)行业重点发展区域的数据,将各区域获得环保部门审批的PCB 项目情况进行统计分析,以各地区的环保政策要求为切入点,从环保管理角度为PCB 制造企业后续新增投资、选址决策提供参考。
21世纪以来,全球制造业向亚太地区转移,其中以电子信息产业为首位。我国的电子信息产业发展速度持续加快,行业产值持续增长。2021年,中国PCB 产值在全球占比54.2%,排名首位。在整个PCB 产品中,多层板的产值占比最高,其次为挠性板和高密度互连板(high density interconnector,HDI)[1]。
PCB 是电子信息产业不可或缺的基础件,是承载电子元器件并连接电路的骨骼和血管,其技术水平的高低决定了一个国家电子信息产业的配套水平。我国制造业进入高质量发展阶段,一手抓传统产业转型升级,进行自动化、信息化、智能化升级改造;一手抓战略性新兴产业的发展,促进5G 通信、服务器与数据存储、人工智能、物联网、消费电子、新能源汽车等新兴产业加速成长。PCB 行业作为整个电子信息制造业产业链中承上启下的基础力量,产能需求与电子信息制造业一起迅速增长。
随着电子信息化产品向着大规模集成化、轻量化、高智能化方向不断发展,对PCB 产品也提出了不断向高精度、高密度和高集成化发展的要求[2]。通过缩小体积,提高PCB 性能、布线密度和灵活度,以适应下游各电子设备行业的发展。同时对PCB 行业提出了升级扩产的要求,全面提高生产管理能力、产品质量,加强新技术开发和应用,以应对复杂多变的市场竞争和市场需求。
近年来,随着我国对环保的高度重视,环保政策和环保管理要求日趋严格,这对我国印制电路板行业的新增投资决策产生了较大影响。
为了解我国PCB 行业新增(含扩建)产能投资分布情况,将各地对PCB 行业的环保政策和相关要求进行对比分析,从各地环保部门2019—2022年审批的PCB项目中收集到99个PCB建设项目,见表1。
表1 收集到的近年各地区建设项目统计情况一览
由表1 可知,我国已经形成珠三角、长三角、中东部、西南部、环渤海多个地区共同发展的局面,2019—2022年新增投资PCB 产能已占2018年产能的51.29%。近年来,我国的电路板行业和电子信息产业发展势头十分迅猛。
PCB 产业大多围绕与其相关的下游产业集中地区建设,如此分布可形成上下游产业集聚及完善的产业链配套,并可节约运输成本,方便市场开拓和技术进步。集中发展模式,可有效利用下游产业的人才资源,充分降低劳动力成本。专业园区的建设,可从规划上解决PCB 产业存在的环保管理和排水去向的难题,有助于企业长期稳定发展。
近年来,我国劳动力成本也呈快速上涨趋势。为了降低人力成本,减轻经营压力,PCB 企业正向两个方向努力:① 引进新工艺,大幅提高新设备自动化水平,减少用工人数;② 转移产业至人工成本更低的内陆地区,逐步发展培育产业集聚区和产业链配套。
从PCB 行业新增产能的主要分布区域可以看出,其发展与产业集聚、环保政策要求和人工成本的相关性非常明显。PCB 行业新增产能主要集中在珠三角、长三角和中东部地区,3个地区新增产能占比为96.16%,占据绝对优势。
PCB 生产工序多、工艺复杂,消耗原材料种类众多,生产过程中产生的废水种类繁多,涉及镍、银、铜等重金属,以及难降解的有机物。为节省水资源,均有中水回用要求。PCB 生产对水质要求较高,因此大量的环保投入、高要求的环保处理工艺、完善的环保管理及全面的环保监管认可,均构成对PCB 行业新增投资的环保壁垒,环保政策也是限制企业选址的重要因素。
PCB 生产厂家排放废水中含有镍(Ni)、银(Ag)、铜(Cu)等重金属,以及化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、氨氮、总磷等可生化物。由于在废水处理时需要对水中物质浓度指标、中水回用比例、排水总量等进行控制,同时还需对挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的总量进行控制,这样势必会提高PCB 企业运行和建设的成本。如珠三角和长三角中,深圳、苏州等PCB 发展的重点城市,因其环保政策要求的提高,限制了PCB 产业新增产能的发展。
PCB 企业在选址时,需考虑生产废水的处理和排放条件。废水可交由当地污水厂处理,这样极大减少后续运营时的环境风险,同时避免了废水直接排放、给企业带来自建污水处理设施及改造的困难以及增加额外投资。市政污水厂在长期运营过程中,面对环境风险和区域环境总量超标时,相较企业自行处理后直排水体有明显的优势。
从项目选址情况可以看出,除了在原址进行扩建的项目外,新建项目中90%以上PCB 企业都选址在工业园区内。该举措可保证企业在供水供电、污水处理方面有相应配套保障,同时与居民区保持一定的距离,还能避免后期周边可能新增规划居民区带来的厂群纠纷等不确定因素。
从各个区域的PCB 企业生产废水经企业自行处理后执行的排放标准宽严对比可以看出,在同样具备污水厂承接生产废水的情况下,其排放标准除了与所在区域的流域敏感性和地方排放标准直接相关外,主要与所在的工业园区相配套的市政污水厂纳污能力(如是否接纳含有重金属废水排入),以及对各污染物的接管浓度标准都有非常直接的关系。将各主要区域企业的废水外排标准与均在有配套的市政污水厂情况下进行对比,见表2。
(1)标准最宽松的为重庆荣昌区、安徽宣城、四川遂宁等地。所在的工业园区污水厂均在设计时已为入驻的PCB 企业进行充分考虑,企业可不设废水处理设施,只需将生产废水做好分类后直接排入各类废水专管,不需管控废水排放标准。
(2)标准比较宽松的为浙江杭州和宁波,江苏南京、扬州、南通、淮安,重庆万盛经开区,湖南益阳,江西吉安和抚州,四川绵阳,福建龙岩,河北秦皇岛等地。PCB 企业的生产废水对重金属排放有预处理的要求,按照《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)表2 新建企业标准和《电子工业水污染物排放标准》(GB 39731—2020)直接排放标准,镍和铜均为0.5 mg/L,银为0.3 mg/L,其他污染物可执行与污水厂的协议标准或《电子工业水污染物排放标准》(GB 39731—2020)间接排放标准,对于企业自建废水处理系统整体投入,以及运营期管理难度和要求不高。
表2 各地区电路板企业生产废水进入污水厂的排放要求一览
(3)标准比较严格的为广东珠海、江门等地。具备排入污水处理厂的条件,执行广东省《电镀水污染物排放标准》(DB 44/1597—2015)表2 珠三角排放限值。重金属指标:总镍和总银均为0.1 mg/L,铜为0.3 mg/L。对其他污染物略微放宽,执行表2 限值的200%,COD 为100 mg/L,氨氮为16 mg/L,总磷为1 mg/L。
(4)标准较为严格的为江西赣州、萍乡、吉安吉水县,江苏徐州和淮安涟水,广东佛山等地。在具备排入污水处理厂的条件下,仍按照直接排放的标准进行管理执行《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)表2 新建企业标准,其中镍和铜均为0.5 mg/L,银为0.3 mg/L,COD 为80 mg/L,氨氮为15 mg/L,总磷为1 mg/L。
(5)标准严格的为江苏苏州、无锡等地。在具备排入污水处理厂的条件下,由于各自所在区域的各种限制因素,执行《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)表3 特别排放限值标准、《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB 32/1072—2018),总镍和总银均为0.1 mg/L,铜为0.3 mg/L,COD 为50 mg/L,氨氮为4 mg/L,总磷为0.5 mg/L
(6)标准最严格的为广东惠州。在具备排入污水处理厂的条件下,由于区域地表水水体存在超标等限制因素,要求执行广东省《电镀水污染物排放标准》(DB 44/1597—2015)中表2 珠三角排放限值,COD、氨氮、总磷指标执行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)V 类水标准限值等极为严格的排放标准要求,总镍和总银均为0.1 mg/L,铜为0.3 mg/L,COD 为50 mg/L,氨氮2 mg/L,总磷为0.4 mg/L。
PCB 生产过程产生的废气主要包括颗粒物、甲醛、锡及其化合物、氯气、氨、氯化氢、硫酸雾、氰化氢、氮氧化物、氟化物、VOCs等,其中氯化氢、硫酸雾、氰化氢、氮氧化物属电镀废气污染物,均按《电镀污染物排放标准》(GB 21900—2008)执行;氨属恶臭污染物,均按国家《恶臭污染物排放标准》(GB 14554—93)执行;其他废气污染物(包括无机废气和甲醛、有机废气)则根据各地区情况,执行各地方的综合排放标准或按国家综合排放标准。
珠三角区域的无机废气和甲醛、有机废气均执行广东省的地方标准。
中西部地区的福建龙岩、湖南益阳、江西赣州,西南部地区的重庆市、四川省等地的无机废气和甲醛按国家的综合排放标准,有机废气按各地的地方标准执行。
长三角地区中,安徽宣城和江苏省最为严格。2021年8月之前有机废气参照执行天津市地方标准《工业企业挥发性有机物排放控制标准》DB 12/524,2021年8月之后江苏省《大气污染物综合排放标准》(DB 32/4041—2021)正式实施;无机废气和甲醛执行国家的综合排放标准。安徽宣城在2022年前,有机废气参照执行天津市地方标准DB 12/524执行,无机废气和甲醛执行国家的综合排放标准;在2022年后无机废气和甲醛、有机废气等废气污染物均参照上海市地标《大气污染物综合排放标准》(DB 31/933—2015)执行。浙江省无地方标准,按国家的综合排放标准执行,是所有地区中最为宽松的。
就各地无机废气污染物执行的标准而言,江苏省DB 32/4041—2021 最严格,其次为上海市DB 31/933—2015,再者为广东省DB 44/27—2001,国家综合排放标准GB 16297—1996最宽松。
因国家“十三五”和“十四五”规划对挥发性有机物的排放总量管控要求,以及低挥发性有机物含量涂料的使用要求,绝大多数PCB 企业的有机废气污染物均采取“吸附+催化燃烧或蓄热燃烧”处置方式。从排放标准来看,非甲烷总烃和VOCs 的排放浓度限值要求为20~120 mg/m3,重庆市的排放标准要求与国家综合排放标准一致,最为宽松;其余各地执行标准的宽松程度排序依次为福建省、广东省、湖南省、上海市、四川省、江苏省,最严格的为天津市。各地标准值详见表3。
表3 各地有机废气污染物的有组织排放标准限值对比一览
在本文收集的99 个项目中,单位产品的新鲜用水量均达到《清洁生产标准 印制电路板制造业》(HJ 450—2008)国际先进清洁生产水平(一级)的相关要求。我国PCB 制造业整体的生产设备环保水平已经得到明显的进步,可以适时推动清洁生产标准的修订,提出更高的环保要求。
本文通过对新增(含扩建)产能投资分布情况与各地环保政策要求进行对比,为PCB 企业选址提供参考,更有利企业的判断。同时PCB 企业决定选址时需要以自身上下游相关产业链的实际情况出发,综合考量运输成本、环保要求、政府扶持力度、人才资源和人力成本、园区配套的稳定性等各种因素的影响。如在废水处理方面,工厂废水依托污水厂处理更利于企业管理,除了要考虑生产废水是否可纳入污水厂处理以及纳管标准外,还要了解污水厂的经营主体性质,考虑后续废水处理费用频繁调整所带来的运营成本等不确定影响。
近年发布的国家标准《电子工业水污染物排放标准》(GB 39731—2020)对PCB 生产废水排放已有明确规定,如果地方要求低于国家标准,则需按国家标准要求执行。