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减排氢氟碳化物面临哪些机遇和挑战?

2013.8.13

  控制温室气体、减缓气候变化已成为国际社会关注的热点。氢氟碳化物(HFCs)作为温室气体的重要组成部分,控制其排放有着十分重要的意义。我国作为世界主要的HFCs生产国和消费国,控制HFCs排放面临什么机遇?会遇到哪些难题?本版特邀请相关专家撰稿,以飨读者。

  氢氟碳化物(HFCs)作为淘汰消耗臭氧层物质的替代品,在上世纪80年代末由发达国家率先引入市场,并迅速得到了广泛应用。但由于HFCs对气候变暖的贡献,早在1997年《京都议定书》就将其纳入受控温室气体之中。然而,随着发达国家对氟氯化碳(CFCs)和氟氯烃(HCFCs)的逐步淘汰,HFCs 在汽车空调、房间空调、工商制冷和泡沫行业被广泛使用,大气HFCs浓度也快速增长。专家预测,假设当前政策技术和相关国际公约不变,到2050年 HFCs的消费将达到50亿吨~90亿吨CO2当量水平。因此,采取措施控制HFCs的消费和排放至关重要。

  控制HFCs面临诸多挑战

  目前全球性有效控制HFCs的公约、协议并不存在。如果没有新的限制措施,HFCs的消费量和排放量将持续快速增长。

  HFCs的广泛应用是由于全球实施《蒙特利尔议定书》、淘汰CFCs、HCFCs和哈龙等消耗臭氧层物质,逐步采用其作为替代品的结果。HFCs主要包括:HFC-134a、HFC-125、HFC-32、HFC-245fa、HFC-152a、HFC-227ea和HFC-143a,此外,还有生产 HCFC-22产生的副产物HFC-23。

  HFCs主要应用领域有各类空调和制冷设备如汽车空调、房间空调器等的制冷剂,泡沫塑料生产过程中使用的发泡剂,各类清洗剂、溶剂和医用气雾剂等。HFCs排放发生在生产制造过程中,但大部分属于延迟排放,即使用和报废时产生排放。

  美国环保局公布的美国温室气体排放清单显示,2010年美国HFCs排放量为1.29亿吨CO2当量,而当年HFCs消费量折合CO2当量超过3亿吨。与美国相似,欧盟2010年HFCs排放量为1.1亿吨CO2当量,而当年HFCs消费量折合CO2当量超过3亿吨。而美国和欧盟的排放计算都没有包括进口的含HFCs封闭设备的延迟排放。欧盟的排放还未包括副产物HFC-23的排放。我国HFCs消费才刚刚起步,根据北京大学的计算,2010年我国 HFCs排放量在4000万吨CO2当量水平(相当于美国同期的三分之一),但这不包括副产物HFC-23的排放,也不包括出口含HFCs空调制冷设备到异国的排放。

  然而,由于《京都议定书》并不适合美国、加拿大等发达国家,也没有要求发展中国家制定具体控制时间表,目前全球性有效控制HFCs的公约、协议并不存在。可以预见,如果没有新的限制措施,HFCs的消费量和排放量将持续快速增长。

  美国环保局的报告预测,以HFCs消费量折合为CO2当量计算,2012年,全部发达国家消费近8亿吨,全部发展中国家消费为4.5亿吨。预计在2033 年,发展中国家的消费量将达到15亿吨并超过发达国家的消费水平。而2050年发展中国家的消费量将达到近30亿吨,发达国家也将达到17亿吨。上述消费量只要不回收并销毁,早晚将排放并产生辐射强迫效应。而作为当前世界主要的HFCs生产国和消费国,我国无疑将成为HFCs的排放大国。

  控制HFCs的国际进展

  面对严峻的局面,国际社会已经开始对HFCs进行控制,如欧盟启动了“应对气候变化行动计划”。

  面对严峻的局面,国际社会已经开始对HFCs进行控制。2000年6月,欧盟启动了“应对气候变化行动计划”,欧盟各国纷纷采取各种手段进行HFCs排放削减和控制,如英国、法国等采取加大温室气体课税、限制使用和制定具体的削减方案,减少和控制HFCs和PFCs等物质的生产和消费。随后欧盟制定了含氟温室气体条例,并从2011年起控制新车型采用HFC-134a。

  2009年12月,美国《清洁空气法》增加了有关HFCs作为温室气体的内容,这为美国政府对HFCs等温室气体采取进一步控制措施提供了法律和行政管理依据。

  2010年6月5日,美国、加拿大和墨西哥三国联合发布了一项削减和替代HFCs的提议,提出扩大《蒙特利尔议定书》的化学品控制范围,将HFCs从《京都议定书》的控制转移到《蒙特利尔议定书》,以应对气候变化。

  我国HFCs减排形势

  按照《蒙特利尔议定书》,我国将从2013年开始冻结和淘汰HCFCs,必将驱动HFCs的消费和排放快速增长。

  按照《蒙特利尔议定书》,我国将从2013年开始冻结和淘汰HCFCs,必将驱动HFCs的消费和排放快速增长。尽管我国在淘汰HCFCs活动中的替代技术选择尽量避免采用HFCs,但是由于其它替代技术的可获得性或者安全性等问题,HFCs仍可能被广泛用于替代HCFCs,这也加大了我国控制HFCs的难度。

  HFC-134a主要用作汽车空调与工商制冷行业的制冷剂和医用喷雾剂。目前,汽车行业是最大的HFC-134a消费行业。2010年后,我国的汽车产销量稳居世界第一。随着我国经济的飞速发展,汽车年生产量将持续增长。预计到2015年HFC-134a消费量将达到5万吨,折合0.7亿吨CO2当量,排放量达到3.5万吨,约为0.5亿吨CO2当量;到2020年HFC-134a消费量将达到8万吨,折合1亿吨CO2当量,排放量为0.8亿吨CO2当量。鉴于2020年后汽车维修需求的增加,HFC-134a排放量将加速上涨。而2050年HFC-134a消费量预计将进一步增长,由于保有量的维修需求,随着保有量的增大,未来HFC-134a需求就像滚雪球式快速增长。

  HFC-410A是用HFC-125和HFC-32混合配制而成,用于房间空调器和工商制冷等领域。我国的房间空调产销量居世界首位,产出量占世界总量的 75%。据预计,2015年房间空调器国内需求量超过5900万台。结合《蒙特利尔议定书》中HCFCs的淘汰进程,假设我国房间空调器行业以HFC- 410A完全替代HCFC-22,预测表明,2015年HFC-410A的总需求量为33000吨,2020年HFC-410A的总需求量81000吨,而2050年将倍增。如果采用R-290等环境友好替代技术和替代品,可以避免或者减少HFC-410A的需求。但面临的挑战是如何降低使用碳氢工质的安全风险等问题。

  HFC-23作为HCFC-22生产中的副产物,如果没有控制措施,每年HFC-23排放量将超过万吨水平,折合CO2当量超过亿吨水平。

  我国政府于2002年正式批准加入《京都议定书》。作为一个负责任的大国,我国政府在2009年宣布到2020年将单位国内生产总值(GDP)CO2排放比2005年减少40%~45%。面对这一目标,如何减排、减排的成本如何、谁来减排等问题成为关注的焦点。

  HFCs的控制管理也成为一个重要话题。2005年我国的HFCs行业才处于起步阶段。然而2005年之后HFCs的消费水平保持年20%以上的速度增长。从环境浓度的角度看,2005年之后,大气HFCs浓度水平年增长速度超过任何其它温室气体,这一环境浓度变化更加证实了控制HFCs排放的环境保护需求。

  如何选择合适的替代品以避免HFCs消费的快速增长,对我国来说既是机遇,又是挑战。

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