基于大數據技術的電子產品節能環保分析與應用

張鵬

（中檢集團南方測試股份有限公司，廣東 深圳 518055）

1 研究背景

很多國家都對電子產品的節能與環保問題給予了足夠的重視，制定并頒布了很多政策與規定。中國是電子產品生產和消費大國，對廢棄電子產品進行回收處理，實現資源的循環利用，對保護生態環境和保障人體健康方面發揮著重要作用。隨著環境保護法的頒布與實施，國家和社會層面對電子產品環保更為重視，對電子電器產品類型管理更為全面，可以從生產設計、材料、零部件和生產工藝環節提出更高環保要求，有利電子產業鏈的健康發展，為中國電子產品進入歐美國家打開貿易壁壘，提高電子環保監督管理水平。大數據技術已經應用到更為廣泛的領域，采用大數據技術對電子產品節能與環保數據信息進行管理與應用是學術界十分關心的問題，值得深入分析與探討。

2 電子產品節能與環保規定分析

2.1 中國電子產品污染防控管理和歐盟RoHS 指令

將液晶電視機作為分析實例，為了驗證是否達到中國電子信息產品污染控制管理辦法和相應標準，能否滿足歐盟RoHS 指令要求，需要將液晶電視機進行拆解，劃分為外包裝、遙控器、框架、布線、電源開關、按鍵板、顯示板、主板等多個類型，再對每個類型進行細分并檢測Pb、Hg、Cd、Cr、Cr6+、PBBs、PBDEs材料物質含量是否超標，對具體的實驗測試結果進行分析，發現音視頻類電子產品鉛超標次數較為明顯，主要體現在貼片電阻和芯片2 類電子零部件，在對上述2 類電子產品進行選擇時應該慎慮考慮[1]。

2.2 中國廢棄電子產品回收管理和歐盟WEEE 指令

中國對廢棄電子產品采取資格許可證管理制度，為促進廢舊電子產品回收處理，設置專項基金，回收處理企業可以獲得政府部門的資金補貼。中國鼓勵電子產品制造商自行或委托其他機構對廢棄電子產品進行回收利用，規定禁止進口的廢棄電子產品，不可以進行處理，禁止采用國家規定已經淘汰的工藝和技術來處理廢棄電子產品。中國于2019 年發布《廢棄電器電子產品拆解處理資源產出率評價方法》《廢棄電器電子產品處理要求》。評價方法中明確了拆解處理資源產出率概念，如何進行數據計算，對不同拆解產物設置同的權重，可以為廢棄電器電子產品資源化利用提供依據[2]。北京市對廢棄電器電子產品進行分類并配置代碼，實現對廢棄電子產品的細化管理，建立起信息化管理平臺。2020 年，中國對固體廢物污染環境防治法進行修訂，將生產者責任進行明確，并寫入到相關法律文件中，在電器電子產品得到實施[3]。

歐盟頒布的WEEE 指令涉及10 大類電子電器設備，要求歐盟電子產品制造商或進品商品生產商為其銷售產品的回收和處理負責，該指令的頒布有利于提高廢舊音視頻設備的管理水平，促進廢舊電子產品的回收再利用，將電子產品制造形成的廢棄物數量降到最低，有利于電子產品全生命周期的管理。WEEE 指令于2018 年頒布新的回收率目標，規定為：小型電子設備為75%回收率；大型設備為85%；屏幕面積超過100 cm2的電子設備為80%[4]。再利用與再循環率目標規定為：小型設子設備為55%；大型設備為80%；屏幕面積超過100 cm2設備為70%。對認證符號的規定為：①標注生產商；②標識尺寸不低于7 mm，垃圾桶圖形尺寸不低于5 mm；③標識圖案與內容清晰可見，具有耐久性，受到電子產品尺寸等因素制約，可以將標識印在說明書或包裝上。

2.3 節能和能效指令與標準

歐盟現在實行最新關于電視能效ErP 指令技術要求有2 方面。

第一為開機功耗。電視和監視器開機功率計算公式為：

對于不享有ABC 津貼的OLED 顯示屏，corr 是10 的校正因子。

第二為待機和關機功耗。對于不同分辨率的電視機有著不同的能耗要求：①電視機應提供電源管理功能，由制造商提供，在上一次用戶交互后4 h 內，電視機應從on模式切換至待機模式或網絡待機模式或其他不超過待機或網絡待機模式下的適用功率需求要求的模式。在這樣的自動開關之前電視應顯示至少20 s 的警告信息，警告用戶即將切換，并可能延遲或暫時取消該開關。如果電視提供了一種功能，允許用戶縮短、延長或禁用中詳細描述的自動模式轉換的4 h 時間，則應出現一條警告信息，當選擇超過4 h 的延長或禁用時，必須請求增加能源使用和確認新設置。如電視機裝有房間顯示感應器，如在不超過1 h 內沒有檢測到任何人到場，則自動轉換為如（A）所詳述的任何模式。②其他電子顯示器。當輸入源沒有檢測到輸入超過10 s時，應在正常配置中配置為待機模式、網絡待機模式或另一種不超過備用或網絡待機模式的適用功率需求要求的模式。對于數字輸入平面白板和廣播顯示，時間為超過60 min。在觸發這樣的開關之前，應顯示警告消息，并在10 min 內完成開關。新標準劃分5 個等級，1 級是最高節能[5]。

2.4 能效標識

歐盟能源標識可以反映出耗電量、能源效率等信息，為分級比較標識，將能源效率水平劃分為7 個不同等級，A 級能源效率水平最高，G 級能源效率水平最低。電視產品在歐盟能效分級管理目錄內，可以按照能效指標公式進行計算，查找分級表中的能效指標就可以確定對應的能效等級。能效計算公式計算結果越小，相應的能效等級也就越高，分級制度對促進電視產品節能具有積極作用。

除此之外，美國推行能源之星等自愿能效標識。中國平板電視已經強制推行能效標識，1 級是最為節能等級[6]。

2.5 歐盟REACH 指令和PPW 指令

針對具有環境污染性的音視頻電子產品，REACH指令主要對PCB 電路板、電池和外殼等。PPW 指令將電子產品包裝根據材料劃分為4 大類：塑料、紙質、金屬、玻璃。音視頻電子產品主要采用塑料、紙板包裝方式。

2.6 無鹵素指令

歐盟新要求：①所有鹵化阻燃劑禁止在電子顯示器的外殼和支架中使用；②大于50 g 的塑料部件應清楚地標識部件材質類型，其中含有阻燃劑的塑料部件還需標識相應阻燃劑信息；③帶有顯示屏的電子顯示器，若其均質材料中鎘（Cd）的濃度超過歐盟RoHS指令2011/65/EU 規定的限值（0.01%），應張貼“Cadnium inside”標識，該標識應清晰可見、耐用、易讀、不可擦除。同時也應在顯示器內部適當位置加貼或模制該標識；若其均質材料中鎘（Cd）的濃度未超過歐盟RoHS 指令2011/65/EU 規定的限值（0.01%），則應使用“Cadmium free”標識[7]。

3 環保評價體系的構成

以液晶電視為例，創建環保評價指標體系應該結合電子產品環保相關法律、法規，還應該考慮環保評價給電子產品生產企業帶來的成本等。需要從設計、材料選擇、生產制造、包裝運輸、配送銷售、安裝維護、使用與回收、廢物處理等環節來進行評估。

強制性評價指標有：①RoHS 指標。對零部件有外殼、電感、電容、電阻、芯片、液晶屏等組件進行評價，組件中是否存在有害物質。根據中國RoHS 標準，產品均質材料有害物質需要小于規定值，生產企業需要應用多種技術措施來確保產品達到RoHS 要求。②回收處理指標。中國與歐盟都對廢棄電子產品回收管理進行了規定，出口產品應該滿足WEEE 批令。③能效指標。對國內銷售、出口歐盟和美國的，需要根據相應國家能效限定和等級規定進行評價。④出口歐盟需要結合化學品結合REACH 指令，挪威有害物質限用為PoHS，歐盟包裝廢物PPW。⑤無鹵素指令。歐盟限制溴類阻燃劑，全球范圍CFCs、Halon。⑥出口日本應該結合J-Moss[8]。

建議優先評價指標：①RoHS 指令中規定的有害物質；②環境標志指標規定環境管理物質含量；③ISO9001、ISO14001。

一般性評價指標：①消耗材料供方評價與管理。對助焊劑、錫絲、酒精、清潔劑等進行評價。A 類為沒影響或影響小材料，B 類為通過廠內驗證可以發現的材料，C 類為短期無法發現材料。②生產制造時有害、危害物質。③不合格和報廢品。④廢氣排放。⑤企業節能降耗。⑥供貨方評價。⑦材料檢驗。⑧產品質量檢驗[9]。

4 大數據技術在電子產品節能環保中的應用

所謂的大數據技術，是采集到海量的數據信息，對信息進行深度挖掘利用，獲得具有利用價值的信息數據。電子產品類型廣、數量多，為了滿足節能環保相關規定，需要采用大數據技術進行支持。比如，中國平板電視產品應該滿足環境保護法、再生資源回收管理辦法、能效限定值及能效等級、廢棄電器電子產品處理要求等數十項規定，還需要通過授權實驗室節能環保性能檢測，領取能效等級標識，獲得電子產品污染控制認證證書等。而需要出口到歐盟的電視產品還需要達到RoHS、Erp 指令等要求，在電子產品的整個生命周期內還會形成大量的環保、節能等數據信息，涉及到電子產品加工材料采購、檢驗、生產、流通、使用、廢棄等多個環節，還包括檢測、抽查、回收、報廢處理等。生產企業和監管部門在每個階段實現電子產品的節能、環保數據信息的上傳或下載，利用大數據技術可以實現對數據信息的實時采集，建立起類型齊全、數據準確的電子產品節能環保數據庫。應用分布式軟件管理系統將電子產品節能、環保數據涉及企業、機構等數據信息上傳到數據庫，利用DMS 大數據深度挖掘技術、DMQL 查詢語言，數據庫平臺中運行分布式算法，可以實時得到電子產品環保、節能認證情況，是否存在消費者投訴、造假等信息，還可以向消費者、新聞媒體、監管部門等提供信息查詢服務[10]。

將大數據技術作為核心，電子產品生產責任EPR聯盟支持以舊換新和社區回收，實現對廢棄電子產品多渠道的回收和集中處理，中國很多地區已經開展回收利用體系試點工作，創建消費、銷售、回收和處理信息追溯管理平臺，通過信息手段來對回收處理的全過程監管。

5 結語

綜上所述，電子產品節能環保事關生態環境保護和人體健康，應該從電子產品材料采購、加工制造、流通使用，廢棄處理等多個環節入手，深入研究中國、歐盟、美國等電子產品節能與環保規定，加強對音視頻產品零部件的選擇，避免選擇鉛含量超標產品。還需要加強對電子產品的全生命周期節能環保監管，確定回收率目標和再循環使用目標，明確電子產品標識。嚴格按照中國廢棄電子產品回收管理條例規定，明確生產者和代理人的回收處理義務，保證回收處理基金的正常繳納，鼓勵更多的民間資金加入到廢棄電子回收利用行業，對淘汰的處理工藝技術進行禁止，避免處理不當引起的生態環境污染。建立起電子產品能效管理制度，對滿足能效評價標準的企業頒發能效標識，合理劃分能源效率等級，嚴格管理電子產品鹵素材料使用，防止對人體和環境造成不良影響。將大數據技術應用到電子產品節能環保中來，對電子產品全生命周期進行監管，獲取到有價值數據信息，為制定管理策略和加強行業監管提供依據，可以檢測電子產品是否獲得實驗室性能認證，質量抽查是否合格，是否存在造假或違規行為，向廣大消費者和行政執法部門提供信息查詢服務，促進電子產品節能環保行業健康發展。