制冷劑再頒淘汰令 國(guó)內(nèi)空調(diào)業(yè)苦無(wú)替代技術(shù)

氟利昂出局未久，含氫氯氟烴再被替代。如果沒有革新性技術(shù)出現(xiàn)，中國(guó)企業(yè)將面臨一場(chǎng)痛苦不堪、沒有盡頭的淘汰戰(zhàn)
□ 本刊記者 張瑞丹 | 文
中國(guó)的空調(diào)行業(yè)正面臨一道至今未解的難題。
根據(jù)國(guó)務(wù)院最新公布的《消耗臭氧層物質(zhì)管理?xiàng)l例》(下稱《條例》)，6月1日起，中國(guó)將逐步削減并最終淘汰作為制冷劑、發(fā)泡劑、滅火劑等多種用途的消耗臭氧層物質(zhì)。其矛頭指向，正是目前被廣泛應(yīng)用的含氫氯氟烴(HCFC)。
三年前，氟利昂作為制冷劑的時(shí)代在中國(guó)宣告終場(chǎng)，含氫氯氟烴被視為比較先進(jìn)的替代品。但《條例》的頒布，意味著含氫氯氟烴也很快要被宣告“死刑”。但令中國(guó)空調(diào)企業(yè)頭疼的是，一個(gè)完美的制冷劑替代技術(shù)尚未出現(xiàn)。
實(shí)際上，受影響的不只是空調(diào)行業(yè)，也包括泡沫塑料等多個(gè)行業(yè)。中國(guó)保護(hù)臭氧層的“后氟利昂”之路，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有普遍想像中的那么容易。
終結(jié)氟利昂
用“保護(hù)傘”來(lái)形容臭氧層再合適不過(guò)。距離地球表面20公里至50公里的高空，包圍著平均約3厘米的薄層，吸收太陽(yáng)光中大部分紫外線，確保地球上的生物免遭傷害。此外，臭氧層仿佛一個(gè)巨大的蓋子，對(duì)地球起到保溫作用。
但臭氧層這個(gè)“保護(hù)傘”，卻在上世紀(jì)出現(xiàn)了頹敗的跡象。
1931年，美國(guó)杜邦公司合成出一種名為氟利昂的氯氟烴(CFC)類物質(zhì)。這在上個(gè)世紀(jì)是一項(xiàng)了不起的發(fā)明，人們不用再擔(dān)心從超市買回來(lái)的鮮肉在短短幾天內(nèi)腐壞，夏天也可以繼續(xù)留在舒適涼爽的房間里。此后數(shù)十年，氟利昂被廣泛當(dāng)做制冷劑、發(fā)泡劑和清洗劑等應(yīng)用。
但到了上世紀(jì)七八十年代，氟利昂的傳奇走向終點(diǎn)。1974年，美國(guó)加州大學(xué)爾灣分校弗蘭克•羅蘭和馬里奧•莫利納在《自然》雜志發(fā)表論文，指出氟利昂這類物質(zhì)會(huì)對(duì)臭氧層造成破壞。兩人也因此在21年后榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1982年，日本南極觀測(cè)隊(duì)發(fā)現(xiàn)南極上空臭氧層明顯變薄，形成了所謂的“南極臭氧洞”。
這意味著臭氧層的保護(hù)作用日益式微，大量的短波紫外線可以伺機(jī)而入，破壞包括DNA在內(nèi)的生物分子，增加人們罹患皮膚癌、白內(nèi)障等多種疾病的幾率。不僅如此，農(nóng)作物面臨減產(chǎn)，地球的溫室效應(yīng)也將因此而更加明顯。
之后，國(guó)際上保護(hù)臭氧層的呼聲更加高漲。1985年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)在奧地利召開會(huì)議，通過(guò)了《關(guān)于保護(hù)臭氧層的維也納公約》(下稱《維也納公約》)。
兩年后，《維也納公約》部分成員在加拿大蒙特利爾簽署了《蒙特利爾破壞臭氧層物質(zhì)管制議定書》(下稱《蒙特利爾議定書》)，五種氟利昂及三種作為滅火器原料的哈龍被列為嚴(yán)格管制的“黑名單”。簽署條約的每個(gè)成員，也承諾凍結(jié)“上榜”物質(zhì)的生產(chǎn)和消費(fèi)，并依照時(shí)間表逐漸削減。
1990年，《蒙特利爾議定書》第二次締約方會(huì)議在英國(guó)倫敦舉行，其他一些氯氟烴和四氯化碳等物質(zhì)也被納入管制。
“臭氧層空洞很難恢復(fù)，現(xiàn)在如果不淘汰，用量會(huì)越來(lái)越大，淘汰越來(lái)越困難，代價(jià)也會(huì)越來(lái)越大。”長(zhǎng)期參與中國(guó)保護(hù)臭氧層履約行動(dòng)的北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)系副教授張劍波說(shuō)。
中國(guó)履約之路
與國(guó)外相比，中國(guó)使用氟利昂的時(shí)間要晚得多。1988年，第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)分體壁掛機(jī)在華寶空調(diào)器廠誕生。當(dāng)時(shí)，空調(diào)、冰箱等制冷設(shè)備對(duì)當(dāng)時(shí)的中國(guó)人來(lái)說(shuō)還是一個(gè)十分稀罕的事物。
保護(hù)臭氧層的呼聲依然被傳遞到中國(guó)。1989年，中國(guó)加入《維也納公約》。1991年，中國(guó)再次宣布加入《蒙特利爾議定書》倫敦修正案，并成立中國(guó)國(guó)家保護(hù)臭氧層領(lǐng)導(dǎo)小組。1992年8月10日，該修正案在中國(guó)正式生效。
“中國(guó)宣布加入的一個(gè)主要條件，就是要確定發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家共同而有區(qū)別的責(zé)任?！睆垊Σ▽?duì)本刊記者回憶說(shuō)，“發(fā)達(dá)國(guó)家之前已經(jīng)普遍用氟利昂做冰箱、空調(diào)，而我們?cè)谏鲜兰o(jì)80年代才開始生產(chǎn)冰箱、空調(diào)，那時(shí)候臭氧層空洞已經(jīng)形成。所以，發(fā)達(dá)國(guó)家需要拿出錢來(lái)幫助發(fā)展中國(guó)家，替代原有的技術(shù)?！?br /> 可是，要想替代成本低廉、利用率高的氟利昂談何容易。倫敦修正案1992年在中國(guó)生效時(shí)，家用空調(diào)、冰箱等氟利昂“使用大戶”尚未普及。1997年，中國(guó)的氟利昂等氯氟烴類物質(zhì)生產(chǎn)達(dá)到了頂峰，全國(guó)的消耗臭氧層物質(zhì)消費(fèi)量約為7萬(wàn)噸，其中絕大部分由中國(guó)企業(yè)自己生產(chǎn)，足夠運(yùn)行數(shù)千萬(wàn)臺(tái)空調(diào)。
1993年，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)《中國(guó)逐步淘汰消耗臭氧層物質(zhì)國(guó)家方案》。經(jīng)過(guò)修訂后，最終確定中國(guó)的淘汰時(shí)間表。按照這個(gè)時(shí)間表，截至2010年1月1日，中國(guó)將完全停止消耗臭氧層潛能值(ODP值)最高、對(duì)臭氧層破壞能力最大的氯氟烴和哈龍的生產(chǎn)和消費(fèi)。而淘汰的對(duì)象，主要集中在制冷、泡沫塑料、日用化工、消防器材等行業(yè)大戶。
為了顯示大國(guó)形象，中國(guó)決定提前兩年半完成淘汰任務(wù)。2007年7月1日，江蘇省常熟三愛富氟化工有限公司的氯氟烴生產(chǎn)設(shè)備全部銷毀。至此，中國(guó)全面停止氯氟烴和哈龍的生產(chǎn)。
替代品再被淘汰
氟利昂退出市場(chǎng)時(shí)，人們也在尋找替代物質(zhì)。當(dāng)時(shí)全球都急著淘汰氟利昂，含氫氯氟烴受到了青睞。顧名思義，與氯氟烴(CFC)不同，含氫氯氟烴(HCFC)的分子式中多出了氫原子。
含氫氯氟烴的ODP值低，意味著它對(duì)臭氧層的破壞力小于氯氟烴。例如，一種含氫氯氟烴，即HCFC-22的ODP值僅為一種曾被廣泛應(yīng)用的氯氟烴，即CFC-11的1/20。
在氟利昂達(dá)到生產(chǎn)頂峰之際，新的含氫氯氟烴替代技術(shù)在中國(guó)已經(jīng)日趨成熟。1997年，中國(guó)HCFC-22的生產(chǎn)能力達(dá)到每年5.5萬(wàn)噸，與氯氟烴的頂峰生產(chǎn)能力相差不大，基本可以滿足國(guó)內(nèi)冰箱、空調(diào)的消費(fèi)量。而哈龍滅火器則由新的干粉和二氧化碳滅火劑等來(lái)替代，并實(shí)現(xiàn)了自主生產(chǎn)。
“這些技術(shù)的產(chǎn)生，一方面為保護(hù)臭氧層起到一定作用，另一方面滿足了人們對(duì)過(guò)渡性替代品的需求?！睆垊Σㄕf(shuō)。
實(shí)際上，含氫氯氟烴對(duì)臭氧層依然有較強(qiáng)的破壞能力。只是因?yàn)槿藗円婚_始更關(guān)注氯氟烴和哈龍，在《蒙特利爾議定書》通過(guò)之時(shí)，淘汰含氫氯氟烴的聲音遠(yuǎn)沒有現(xiàn)在這么急切。但隨著氯氟烴和哈龍的成功削減，含氫氯氟烴的問(wèn)題無(wú)法回避。
此外，含氫氯氟烴的溫室氣體效應(yīng)強(qiáng)于氯氟烴，其全球變暖潛能值(GWP值)是氯氟烴的兩至三倍?？芍^一波剛平，一波又起。
1992年11月，《蒙特利爾議定書》第4次締約方會(huì)議在丹麥哥本哈根舉行，含氫氯氟烴被列入管制名單。各國(guó)將從1996年起凍結(jié)含氫氯氟烴的生產(chǎn)量，到2030年完全禁用。[!--empirenews.page--]
1997年，淘汰目標(biāo)再次修改，發(fā)達(dá)國(guó)家全面禁用含氫氯氟烴的時(shí)間從2030年提前至2020年，發(fā)展中國(guó)家則需要在2040年之前全面禁用。
全球新一輪淘汰消耗臭氧層物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)再次掀起。中國(guó)還以法律形式，對(duì)消耗臭氧層物質(zhì)淘汰問(wèn)題做出規(guī)定?！吨腥A人民共和國(guó)大氣污染防治法》2000年修正案中專門列出了這樣的條款，“國(guó)家鼓勵(lì)、支持消耗臭氧層物質(zhì)替代品的生產(chǎn)和使用，逐步減少消耗臭氧層物質(zhì)的產(chǎn)量，直至停止消耗臭氧層物質(zhì)的生產(chǎn)和使用?！?br /> “這一原則性規(guī)定實(shí)際上為現(xiàn)行管理體系提供了明確的、原則性的國(guó)內(nèi)立法支持。”張劍波表示。當(dāng)然，各部門間職能的模糊不清和缺乏具體的法律依據(jù)，也給消耗臭氧層物質(zhì)的淘汰造成了一定困難。
雖然臭氧洞并非“中國(guó)制造”，但龐大的含氫氯氟烴生產(chǎn)量和消費(fèi)量，也令中國(guó)從最初的“受害者”角色，轉(zhuǎn)變?yōu)椤捌茐恼摺敝弧?007年9月，中國(guó)政府決定今后強(qiáng)制淘汰含氫氯氟烴。
由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，越來(lái)越多的中國(guó)人消費(fèi)得起空調(diào)或冰箱。在這種情況下，中國(guó)一躍成為全球含氫氯氟烴的最大生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。目前，中國(guó)生產(chǎn)的含氫氯氟烴已占全球總量的近七成，消費(fèi)量則占全球四成左右。
含氫氯氟烴對(duì)臭氧層的破壞力小于氯氟烴，但其產(chǎn)量遠(yuǎn)甚于氯氟烴。僅僅是HCFC-22，中國(guó)每年的產(chǎn)量就已達(dá)到40萬(wàn)噸，遠(yuǎn)非當(dāng)年的氟利昂可以望其項(xiàng)背，這也抵消了中國(guó)先期淘汰破壞臭氧層物質(zhì)的部分成果。
本刊記者獲悉，目前正在制訂中的含氫氯氟烴淘汰國(guó)家管理計(jì)劃，決定提前十年完成淘汰工作。也就是說(shuō)，到2013年需將其產(chǎn)量?jī)鼋Y(jié)在2009年和2010年的平均水平，到2015年淘汰產(chǎn)量的10%，2020年升至35%。到2030年，除保留2.5%維修用途的產(chǎn)量，其余全部淘汰。
在尚未找到合適替代品、國(guó)內(nèi)消費(fèi)量激增的情況下，這顯然是一個(gè)宏大的目標(biāo)。
聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)臭氧行動(dòng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人拉金德拉•山地(Rajendra Shende)表示，在全球保護(hù)臭氧層行動(dòng)中，中國(guó)的作用極為關(guān)鍵，而淘汰含氫氯氟烴的任務(wù)也比淘汰氯氟烴困難得多。
新替代品的新麻煩
尋找含氫氯氟烴的合適替代品，對(duì)中國(guó)和全球都是巨大挑戰(zhàn)。同時(shí)符合安全、經(jīng)濟(jì)、高效要求的替代品，至今尚未出現(xiàn)。
1991年，美國(guó)聯(lián)信公司(現(xiàn)為霍尼韋爾公司)研制出一種對(duì)臭氧層沒有任何破壞作用的氫氟烴(HFC)混合制冷劑R410-A。氫氟烴的誕生曾經(jīng)令人興奮。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署于1996年授予該公司“大氣臭氧層保護(hù)獎(jiǎng)”。
不過(guò)，新麻煩很快又來(lái)了。研究者發(fā)現(xiàn)，氫氟烴對(duì)臭氧層非常友好，溫室效應(yīng)卻十分強(qiáng)烈。歐盟在2006年規(guī)定，包括氫氟烴在內(nèi)的氟氣體的生產(chǎn)、使用和進(jìn)出口將受到嚴(yán)格控制。
于是，人們將目光放在了另一種既不破壞臭氧層、溫室效應(yīng)又比較低的替代品：以R600-A為代表的碳?xì)浠衔铩＿@種替代物已被用于冰箱制冷，但它并不一定適合數(shù)量龐大的家用空調(diào)行業(yè)。
其原因在于，冰箱制冷量小，每臺(tái)冰箱平均只需用50克碳?xì)浠衔?，而每臺(tái)空調(diào)設(shè)備平均需要1公斤左右的碳?xì)浠衔?。特別是，普通分體式空調(diào)有一半安裝在室外，碳?xì)浠衔镌陂L(zhǎng)期日照之下可能爆炸。
張劍波還說(shuō)，中國(guó)空調(diào)安裝維修人員的水平良莠不齊，“有的叼著煙維修，或者不該焊的焊了，這都是安全隱患，所以目前沒有空調(diào)企業(yè)敢用碳?xì)浠衔?，一旦爆炸，企業(yè)難以承擔(dān)?！?br /> 據(jù)本刊記者了解，國(guó)內(nèi)一些知名家電企業(yè)如格力電器等，已設(shè)計(jì)出碳?xì)浠衔镒鳛?strong>制冷劑的家用空調(diào)，但僅僅是實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品。
在“后氟利昂時(shí)代”，如果沒有革新性的技術(shù)出現(xiàn)，中國(guó)企業(yè)面臨的或許是一場(chǎng)痛苦不堪、看不到頭的淘汰戰(zhàn)。
不管怎樣，淘汰含氫氯氟烴勢(shì)在必行。2008年7月，《蒙特利爾議定書》多邊基金執(zhí)委會(huì)先期批準(zhǔn)了中國(guó)的八個(gè)含氫氯氟烴淘汰準(zhǔn)備項(xiàng)目，將提供共計(jì)410萬(wàn)美元的資金支持。
中國(guó)初步計(jì)劃在家用空調(diào)、工商制冷、擠出式聚苯乙烯發(fā)泡塑料行業(yè)(XPS)等七個(gè)使用量最大的行業(yè)首先開展淘汰。而最先出局的可能是目前應(yīng)用最廣泛的HCFC-22，這種物質(zhì)大多用于家用空調(diào)制冷。
但中國(guó)家用電器協(xié)會(huì)王雷告訴本刊記者，目前家用電器行業(yè)尚未正式開展含氫氯氟烴的淘汰計(jì)劃，一切需等待國(guó)家管理計(jì)劃的出臺(tái)。
張劍波則說(shuō)，中國(guó)家用電器協(xié)會(huì)正為含氫氯氟烴淘汰的問(wèn)題而苦惱，倘若用R410-A來(lái)替代HCFC-22，今后產(chǎn)量肯定會(huì)越來(lái)越大，而中國(guó)一旦承諾溫室氣體減排，又要淘汰HCFC-22，最終還得由企業(yè)來(lái)承擔(dān)。
苦惱的不只是家用電器行業(yè)。環(huán)境保護(hù)部和中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)在全國(guó)調(diào)查了XPS泡沫行業(yè)含氫氯氟烴使用情況，發(fā)現(xiàn)這個(gè)行業(yè)有一個(gè)額外的困難：部分XPS產(chǎn)品本來(lái)就達(dá)不到阻燃性能的要求，含氫氯氟烴替代品又可能使其阻燃性能有不同程度的降低。
目前，一些企業(yè)對(duì)含氫氯氟烴的淘汰并不積極。中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)廖正品則提醒說(shuō)，《蒙特利爾議定書》是嚴(yán)肅的，含氫氯氟烴替代是每個(gè)企業(yè)都應(yīng)履行的使命，持消極觀望態(tài)度不足取。