基于大数据技术的电子产品节能环保分析与应用

张鹏

（中检集团南方测试股份有限公司，广东 深圳 518055）

1 研究背景

很多国家都对电子产品的节能与环保问题给予了足够的重视，制定并颁布了很多政策与规定。中国是电子产品生产和消费大国，对废弃电子产品进行回收处理，实现资源的循环利用，对保护生态环境和保障人体健康方面发挥着重要作用。随着环境保护法的颁布与实施，国家和社会层面对电子产品环保更为重视，对电子电器产品类型管理更为全面，可以从生产设计、材料、零部件和生产工艺环节提出更高环保要求，有利电子产业链的健康发展，为中国电子产品进入欧美国家打开贸易壁垒，提高电子环保监督管理水平。大数据技术已经应用到更为广泛的领域，采用大数据技术对电子产品节能与环保数据信息进行管理与应用是学术界十分关心的问题，值得深入分析与探讨。

2 电子产品节能与环保规定分析

2.1 中国电子产品污染防控管理和欧盟RoHS 指令

将液晶电视机作为分析实例，为了验证是否达到中国电子信息产品污染控制管理办法和相应标准，能否满足欧盟RoHS 指令要求，需要将液晶电视机进行拆解，划分为外包装、遥控器、框架、布线、电源开关、按键板、显示板、主板等多个类型，再对每个类型进行细分并检测Pb、Hg、Cd、Cr、Cr6+、PBBs、PBDEs材料物质含量是否超标，对具体的实验测试结果进行分析，发现音视频类电子产品铅超标次数较为明显，主要体现在贴片电阻和芯片2 类电子零部件，在对上述2 类电子产品进行选择时应该慎虑考虑[1]。

2.2 中国废弃电子产品回收管理和欧盟WEEE 指令

中国对废弃电子产品采取资格许可证管理制度，为促进废旧电子产品回收处理，设置专项基金，回收处理企业可以获得政府部门的资金补贴。中国鼓励电子产品制造商自行或委托其他机构对废弃电子产品进行回收利用，规定禁止进口的废弃电子产品，不可以进行处理，禁止采用国家规定已经淘汰的工艺和技术来处理废弃电子产品。中国于2019 年发布《废弃电器电子产品拆解处理资源产出率评价方法》《废弃电器电子产品处理要求》。评价方法中明确了拆解处理资源产出率概念，如何进行数据计算，对不同拆解产物设置同的权重，可以为废弃电器电子产品资源化利用提供依据[2]。北京市对废弃电器电子产品进行分类并配置代码，实现对废弃电子产品的细化管理，建立起信息化管理平台。2020 年，中国对固体废物污染环境防治法进行修订，将生产者责任进行明确，并写入到相关法律文件中，在电器电子产品得到实施[3]。

欧盟颁布的WEEE 指令涉及10 大类电子电器设备，要求欧盟电子产品制造商或进品商品生产商为其销售产品的回收和处理负责，该指令的颁布有利于提高废旧音视频设备的管理水平，促进废旧电子产品的回收再利用，将电子产品制造形成的废弃物数量降到最低，有利于电子产品全生命周期的管理。WEEE 指令于2018 年颁布新的回收率目标，规定为：小型电子设备为75%回收率；大型设备为85%；屏幕面积超过100 cm2的电子设备为80%[4]。再利用与再循环率目标规定为：小型设子设备为55%；大型设备为80%；屏幕面积超过100 cm2设备为70%。对认证符号的规定为：①标注生产商；②标识尺寸不低于7 mm，垃圾桶图形尺寸不低于5 mm；③标识图案与内容清晰可见，具有耐久性，受到电子产品尺寸等因素制约，可以将标识印在说明书或包装上。

2.3 节能和能效指令与标准

欧盟现在实行最新关于电视能效ErP 指令技术要求有2 方面。

第一为开机功耗。电视和监视器开机功率计算公式为：

对于不享有ABC 津贴的OLED 显示屏，corr 是10 的校正因子。

第二为待机和关机功耗。对于不同分辨率的电视机有着不同的能耗要求：①电视机应提供电源管理功能，由制造商提供，在上一次用户交互后4 h 内，电视机应从on模式切换至待机模式或网络待机模式或其他不超过待机或网络待机模式下的适用功率需求要求的模式。在这样的自动开关之前电视应显示至少20 s 的警告信息，警告用户即将切换，并可能延迟或暂时取消该开关。如果电视提供了一种功能，允许用户缩短、延长或禁用中详细描述的自动模式转换的4 h 时间，则应出现一条警告信息，当选择超过4 h 的延长或禁用时，必须请求增加能源使用和确认新设置。如电视机装有房间显示感应器，如在不超过1 h 内没有检测到任何人到场，则自动转换为如（A）所详述的任何模式。②其他电子显示器。当输入源没有检测到输入超过10 s时，应在正常配置中配置为待机模式、网络待机模式或另一种不超过备用或网络待机模式的适用功率需求要求的模式。对于数字输入平面白板和广播显示，时间为超过60 min。在触发这样的开关之前，应显示警告消息，并在10 min 内完成开关。新标准划分5 个等级，1 级是最高节能[5]。

2.4 能效标识

欧盟能源标识可以反映出耗电量、能源效率等信息，为分级比较标识，将能源效率水平划分为7 个不同等级，A 级能源效率水平最高，G 级能源效率水平最低。电视产品在欧盟能效分级管理目录内，可以按照能效指标公式进行计算，查找分级表中的能效指标就可以确定对应的能效等级。能效计算公式计算结果越小，相应的能效等级也就越高，分级制度对促进电视产品节能具有积极作用。

除此之外，美国推行能源之星等自愿能效标识。中国平板电视已经强制推行能效标识，1 级是最为节能等级[6]。

2.5 欧盟REACH 指令和PPW 指令

针对具有环境污染性的音视频电子产品，REACH指令主要对PCB 电路板、电池和外壳等。PPW 指令将电子产品包装根据材料划分为4 大类：塑料、纸质、金属、玻璃。音视频电子产品主要采用塑料、纸板包装方式。

2.6 无卤素指令

欧盟新要求：①所有卤化阻燃剂禁止在电子显示器的外壳和支架中使用；②大于50 g 的塑料部件应清楚地标识部件材质类型，其中含有阻燃剂的塑料部件还需标识相应阻燃剂信息；③带有显示屏的电子显示器，若其均质材料中镉（Cd）的浓度超过欧盟RoHS指令2011/65/EU 规定的限值（0.01%），应张贴“Cadnium inside”标识，该标识应清晰可见、耐用、易读、不可擦除。同时也应在显示器内部适当位置加贴或模制该标识；若其均质材料中镉（Cd）的浓度未超过欧盟RoHS 指令2011/65/EU 规定的限值（0.01%），则应使用“Cadmium free”标识[7]。

3 环保评价体系的构成

以液晶电视为例，创建环保评价指标体系应该结合电子产品环保相关法律、法规，还应该考虑环保评价给电子产品生产企业带来的成本等。需要从设计、材料选择、生产制造、包装运输、配送销售、安装维护、使用与回收、废物处理等环节来进行评估。

强制性评价指标有：①RoHS 指标。对零部件有外壳、电感、电容、电阻、芯片、液晶屏等组件进行评价，组件中是否存在有害物质。根据中国RoHS 标准，产品均质材料有害物质需要小于规定值，生产企业需要应用多种技术措施来确保产品达到RoHS 要求。②回收处理指标。中国与欧盟都对废弃电子产品回收管理进行了规定，出口产品应该满足WEEE 批令。③能效指标。对国内销售、出口欧盟和美国的，需要根据相应国家能效限定和等级规定进行评价。④出口欧盟需要结合化学品结合REACH 指令，挪威有害物质限用为PoHS，欧盟包装废物PPW。⑤无卤素指令。欧盟限制溴类阻燃剂，全球范围CFCs、Halon。⑥出口日本应该结合J-Moss[8]。

建议优先评价指标：①RoHS 指令中规定的有害物质；②环境标志指标规定环境管理物质含量；③ISO9001、ISO14001。

一般性评价指标：①消耗材料供方评价与管理。对助焊剂、锡丝、酒精、清洁剂等进行评价。A 类为没影响或影响小材料，B 类为通过厂内验证可以发现的材料，C 类为短期无法发现材料。②生产制造时有害、危害物质。③不合格和报废品。④废气排放。⑤企业节能降耗。⑥供货方评价。⑦材料检验。⑧产品质量检验[9]。

4 大数据技术在电子产品节能环保中的应用

所谓的大数据技术，是采集到海量的数据信息，对信息进行深度挖掘利用，获得具有利用价值的信息数据。电子产品类型广、数量多，为了满足节能环保相关规定，需要采用大数据技术进行支持。比如，中国平板电视产品应该满足环境保护法、再生资源回收管理办法、能效限定值及能效等级、废弃电器电子产品处理要求等数十项规定，还需要通过授权实验室节能环保性能检测，领取能效等级标识，获得电子产品污染控制认证证书等。而需要出口到欧盟的电视产品还需要达到RoHS、Erp 指令等要求，在电子产品的整个生命周期内还会形成大量的环保、节能等数据信息，涉及到电子产品加工材料采购、检验、生产、流通、使用、废弃等多个环节，还包括检测、抽查、回收、报废处理等。生产企业和监管部门在每个阶段实现电子产品的节能、环保数据信息的上传或下载，利用大数据技术可以实现对数据信息的实时采集，建立起类型齐全、数据准确的电子产品节能环保数据库。应用分布式软件管理系统将电子产品节能、环保数据涉及企业、机构等数据信息上传到数据库，利用DMS 大数据深度挖掘技术、DMQL 查询语言，数据库平台中运行分布式算法，可以实时得到电子产品环保、节能认证情况，是否存在消费者投诉、造假等信息，还可以向消费者、新闻媒体、监管部门等提供信息查询服务[10]。

将大数据技术作为核心，电子产品生产责任EPR联盟支持以旧换新和社区回收，实现对废弃电子产品多渠道的回收和集中处理，中国很多地区已经开展回收利用体系试点工作，创建消费、销售、回收和处理信息追溯管理平台，通过信息手段来对回收处理的全过程监管。

5 结语

综上所述，电子产品节能环保事关生态环境保护和人体健康，应该从电子产品材料采购、加工制造、流通使用，废弃处理等多个环节入手，深入研究中国、欧盟、美国等电子产品节能与环保规定，加强对音视频产品零部件的选择，避免选择铅含量超标产品。还需要加强对电子产品的全生命周期节能环保监管，确定回收率目标和再循环使用目标，明确电子产品标识。严格按照中国废弃电子产品回收管理条例规定，明确生产者和代理人的回收处理义务，保证回收处理基金的正常缴纳，鼓励更多的民间资金加入到废弃电子回收利用行业，对淘汰的处理工艺技术进行禁止，避免处理不当引起的生态环境污染。建立起电子产品能效管理制度，对满足能效评价标准的企业颁发能效标识，合理划分能源效率等级，严格管理电子产品卤素材料使用，防止对人体和环境造成不良影响。将大数据技术应用到电子产品节能环保中来，对电子产品全生命周期进行监管，获取到有价值数据信息，为制定管理策略和加强行业监管提供依据，可以检测电子产品是否获得实验室性能认证，质量抽查是否合格，是否存在造假或违规行为，向广大消费者和行政执法部门提供信息查询服务，促进电子产品节能环保行业健康发展。