中国ODS替代品发展战略 北京大学环境科学中心
制定战略的背景 已经淘汰万吨以上ODS的生产和消费; 今后还将淘汰大量ODS; ODS替代品的供应越来越重要; 具备替代品开发基础; 依据《国家方案》; 具备实施替代品战略的基础。
制冷行业替代品分类 2)氢氟烃类(HFCs) :一些HFCs确实有较大的全球变暖潜 能(GWPs) 1)氟氯氢烃类(HCFCs):在化学性质上HCFCs和CFCs比较 相似,原设计使用CFCs的设备通常也能改换使用HCFCs操 作 2)氢氟烃类(HFCs) :一些HFCs确实有较大的全球变暖潜 能(GWPs) 3)烃类:排放后分散在低层大气中,对光化学烟雾之类的地表 污染有一定贡献,可能引起火灾和爆炸的危险 ;是有效的制 冷剂,甚至比CFCs效率更高 4)混合工质 :通过改变各种组分的比例,可以设计出各种特 殊用途的混合物 ,混合制冷剂通常分为两类:共沸混合物和 非共沸混合物 5)氨:具有极好的制冷特性,对大气没有长期危害,而且成本 较低。但它有典型的刺激性气味,一定的易燃性和毒性。
制冷行业替代品的选择 1)CFC-11离心式冷却器 :HCFC-123是一种过渡性的选择,它比 继续使用CFCs引起的臭氧损耗危害要小得多; 2)CFC-12离心式冷却器 :HFC-134a可以作为替代品。虽然与许 多现有的冷冻和空调设备相兼容,但它和这些系统中普遍使用的矿 物润滑油却不兼容,使用含有酯基的润滑剂会比矿物油好一些 ; 3)CFC-114离心式冷却器 :HCFC-124是一种过渡性的选择; 4)R-500离心式冷却器:HFC-134a可以作为替代品; 5)新型离心式冷却器 :HCFC-123 ,HCFC-124 ,HCFC-22 , HFC-134a ,HFC-227ea和氨可以作为替代品。HCFC-22是一种 过渡性的选择,其和现有的许多冰箱和空调中使用的润滑油类是兼 容的,在目前有较为广泛的应用;HFC-227ea是一种还没有广泛 应用的新的化合物,其也被作为许多混合工质的一种组分而予以开 发。 1.1.1. R-500离心式冷却器 HFC-134a:在改造的R-500离心式冷却器中,HFC-134a可以作为R-500的替代品。 1.1.1. R-500离心式冷却器 HFC-134a:在改造的R-500离心式冷却器中,HFC-134a可以作为R-500的替代品。
制冷行业替代品的选择 6)CFC-12互换型冷却器 :HFC-134a可以作为CFC-12的替代品 7)新型CFC-12互换式冷却器 :HCFC-22、HFC-134a和HFC- 227ea可以作为替代品使用 8)工业加工制冷系统: HCFC-22和HFC-134a可以作为CFC-11、CFC-12和R-502的替代品; 由HFC-125和HFC-143a组成的R-404A可以作为CFC-11、CFC-12和R-502的替代品 ;混合物不易燃,它也是共沸混合物,所以在操作过程中不会分馏; 由HFC-125、HFC-143a和HFC-134a组成的R-507可以作为CFC-11、CFC-12和R-502的替代品使用 ;混合物不易燃。它是准共沸混合物,所以在操作过程中不会分馏; HFC-227ea可以作为CFC-12的替代品使用; HCFC-124可以作为R-400(60/40)和CFC-114的替代品使用。
制冷行业替代品的选择 9)冷藏仓库 :HCFC-22、HFC-134a、HFC-227ea、R-404A、 R-507和氨都可以作为CFC-12和R-502的替代品使用 10)零售食品用冰箱 HCFC-22和HFC-134a可以作为CFC-12和R-502的替代品使用; HFC-227ea可以作为CFC-12的替代品使用; R-404A和R-507可以作为CFC-12、R-500和R-502的替代品使用。 11)家用冰箱 HCFC-22可以作为CFC-12和R-502的替代品使用。 HFC-134a可以作为CFC-12的替代品使用。 HFC-152a可以作为CFC-12的替代品使用。它的GWP值和在大气中的寿命比许多替代品都小。尽管HFC-152a是易燃的,但危险性评估证明它可以在这方面安全使用
泡沫材料生产行业 使用CFCs的泡沫塑料产品主要分为三类: 聚胺酯泡沫、挤出型PE/PS泡沫和制冷用 泡沫材料。室温下是液态的CFC-11主要 被用做聚安酯泡沫材料的发泡剂;室温下 是气态的CFC-12主要用于聚烯烃和聚苯 乙烯类泡沫材料
泡沫行业 1)氢氯氟烃类(HCFCs) :由于HCFCs具有相对较低的热传导率, 它被认为是在绝热泡沫材料中CFC发泡剂的必要的过渡性替代品。 在许多方面, HCFC-123和HCFC-141b可以作为CFC-11的替代品。 因为HCFC-123的可利用性有限,短期内在许多绝缘泡沫材料中 HCFC-141b更有可能取代CFC-11 2)氢氟烃类(HFCs) :HFC-245fa,HFCfmc将取代HCFC-141b作 为发泡剂 3)C3-C6轻烃类:其成本低,对臭氧层损耗和全球变暖都无影响。但 烃类的热传导率比任何CFCs都明显地要高,可能导致泡沫材料绝 缘效率的降低。由于环戊烷的沸点较高,并与有CFC-11相似的物 理性质,对于绝缘泡沫材料来说,其是最主要的发泡剂替代品。 4)其它的发泡剂 :二氯甲烷可做为CFC-11的替代品,用于多种密度 PU软泡材料的发泡剂,成本也相对较低。但其具有毒性,是可能 的致癌物。二氧化碳可作为各种泡沫材料的发泡剂
泡沫行业替代品的选择 1)聚胺酯硬泡: HCFC-123发泡生产的泡沫材料的物理性质、热传导率以及老化过程均和 CFC-11发泡的材料很相似 HCFC-141b在生产工艺方面,几乎可以直接从使用CFC过渡到使用HCFC- 141b。 HFC-134a沸点比CFC-11低,要改进设备以适应它的使用;其生产成本相 对较高; HFC-152a要对生产工艺进行改造,而设备的改进也要有利于控制它的可 燃性 C3-C6轻烃类要改进设备或生产过程;由于烃类的易燃性,需要投入大量 资金来进行设备改造 HFC-245fa,HFC365fmc将替代HCFC-141b
泡沫行业替代品的选择 2)聚胺酯软泡: 二氯甲烷可以用来生产各种密度的软泡材料。不过,二氯甲烷 被认为是可能的致癌物,要引起健康与安全方面的考虑 HFC-134a的沸点比CFC-11低,要改进设备以适应它的使用 HFC-152a要改进生产过程以适应它的使用,而它的易燃性也需 要改进设备来进行控制。 二氧化碳:在聚安酯软泡材料生产中,二氧化碳发泡技术是一 种可接受的替代生产过程
泡沫行业替代品的选择 3)自结皮泡沫材料 HCFC-123的物理和化学性质与CFC-11相似,可能在自结皮泡沫 材料生产中取代CFC-11 HCFC-141b可以作为自结皮泡沫材料方面可接受的CFC-11的过渡 性替代品 HFC-134a的沸点比CFC-11低,要改进设备以适应它的使用 HFC-152a要改进生产过程以适应它的使用,而它的易燃性也需要 改进设备来进行控制 C3-C6轻烃类要改进设备或生产过程;由于烃类的易燃性,需要投 入大量资金来进行设备改造 二氧化碳发泡技术是一种可接受的替代生产过程
泡沫行业替代品的选择 4)挤出型PE/PS泡沫材料 HCFC-22可作为替代CFC-12的发泡剂,其从材料渗出的速 度相对较高,会影响绝缘性能 HCFC-142b可作为替代CFC-12的发泡剂 HFC-134a可燃性较低,毒性低,有相对较高的热传导率, 成本较高,GWP值较高 HFC-152a有较高的易燃性以及较高的热传导率、等特性, 要改造生产设备以适应其易燃性 C3-C6轻烃类可作为CFC-12的替代品,但会降低材料的绝 缘效率;要在设备改造上进行较大的投资
清洗行业 中国ODS清洗行业包括用于电子、邮电、 航空、航天、轻工、纺织、机械、医疗器 械、汽车、精密仪器等所有使用ODS作为 清洗剂的企业。两种主要的ODS清洗剂是 CFC-113和TCA,另外少量的CTC用做溶 剂
清洗行业可供选择的清洗剂 1)氢氯氟烃类(HCFCs) : HCFC-141b是CFC-113/TCA主要的替代溶剂,可用于蒸气清洗的 设备中,主要是电子或精密清洗 HCFC-225被普遍认为有可能作为清洗剂,尤其在精密部件和设备 的制造和维护方面 2)半水系清洗剂,使用水/表面活性剂 3)水系清洗用水作为主要的溶剂 ,添加剂包括有机溶剂(例如高 沸点的乙醇)、增洁剂、皂化剂、抑制剂、乳化剂、pH缓冲剂和 消泡剂等 4)可溶性有机清洗剂 ,可以分为萜类、C6-C20石油烃类化合物 (包括自然的和合成的来源)、氧化性的有机溶剂、醚类(包括丙 烯乙二醇醚类)、酯类和酮类
清洗行业可供选择的清洗剂 5)含氯溶剂包括三氯乙烯(TCE)、二氯甲烷和全氯乙烯,这些 含氯溶剂在大气中的寿命非常短,不用考虑对臭氧损耗的影响。但 是,所有这三种溶剂都有毒性问题 6)全氟烃类(PFCs)是全由氟形成的化合物 7)超临界流体清洗、等离子体清洗和紫外-臭氧清洗是三种高科技 的清洗技术。这些技术主要用在电子清洗或精密清洗方面超临界流 体清洗、等离子体清洗和紫外-臭氧清洗是三种高科技的清洗技术。 这些技术主要用在电子清洗或精密清洗方面,尽管超临界的二氧化 碳也被研究用在金属清洗方面
清洗行业替代品的选择 1)金属清洗 半水系/水系清洗剂 ,这些替代品的每一种都有 可能占据金属清洗市场的70% 有机清洗剂 ,这些溶剂的使用者应考虑回收和 处理失效的有机溶剂 三氯乙烯(TCE)、全氯乙烯(perc)和二氯甲 烷都是可接受的CFC-113和TCA的替代品。这些 替代品的化学性质可以符合超过80%的金属清洗 的需要
清洗行业 2)电子清洗 半水性/水性清洗剂 可溶性有机清洗剂 三氯乙烯(TCE)、全氯乙烯(perc)和二氯甲 烷(meth)都是可接受的CFC-113和TCA的替代 品 超临界流体清洗、等离子体清洗和紫外-臭氧清 洗作为CFC-113和TCA的替代技术
清洗行业 3)精密清洗 半水系/水系清洗剂:半水系和水系清洗剂是可 接受的CFC-113和TCA的替代品。这两类清洗剂 都有可能占据大约65%的精密清洗市场 其它的含氯溶剂 可溶性有机清洗剂 超临界流体清洗、等离子体清洗和紫外-臭氧清 洗
消防行业 哈龙通常为气态或易挥发的卤烃,主要用 于灭火和防爆。使用最广的两类哈龙是哈 龙1211(一氯二氟溴甲烷)和哈龙1301 (三氟溴甲烷)。哈龙1211主要用于手提 灭火器,哈龙1301 的典型用途是自动灭 火系统
消防行业可供选择的替代品 卤烃,水,二氧化碳,泡沫,以及干粉已经作为灭火剂在广泛 使用。 1)氢氯氟烃(HCFCs) 包括 HCFC-22, HCFC-123,和 HCFC- 124。 这些 HCFCs 可以用于灭火,但是它们是通过物理作用 灭火,效果明显不如哈龙 2)HFCs是是通过物理作用灭火,其效果要比哈龙差些。由于 其效果的降低,在自动灭火系统中就需要更大的储量。HFC-23, HFC-32, HFC-125, HFC-134a和 HFC-227ea 都被推荐用于自 动灭火系统。 HFC-134a 和 HFC-227ea 还被推荐用于手提灭 火器 非卤烃替代物,比如 CO2,干粉,泡沫,以及水,在当前被广 泛使用,也可以用来替代哈龙
消防行业替代品的选择 1)手提灭火器 HCFC-123作为哈龙1211的替代品 二氧化碳在指定的应用方面可以直接替代哈龙 1211 干粉灭火剂作为哈龙1211的替代品用于大部分住 宅应用方面 泡沫灭火器应该仅在符合制造商指导的情况下使 用
消防行业 2)灭火系统 二氧化碳可以作为哈龙1301的替代品 干粉A,B可以在无人区使用 HCFC-22 ,HCFC-124可以作为哈龙1301的替 代品 HFC-23 ,HFC-125,HFC-134a,HFC-227ea 可以作为哈龙1301的替代品
气雾剂行业可供选择的替代品 饱和碳氢化合物(c3-c6);丁烷,异丁烷,丙烷。其通性是低 沸点,这使得其可作为很好的推进剂 二甲基醚 HCFC-22 和HCFC-142b HCFC-141b 萜烯 氯化溶剂 HFC和全氟化碳,例如HFC-134a, HFC-125 和HFC-152a
气雾剂行业替代品的选择 1)推进剂 饱和轻碳氢化合物(C3-C6)可以用做气雾剂推进剂。这些碳 氢化合物比其他的替代物有环境优势,其是易燃的,必须采取 必要的预防措施 HFC-134a, HFC-125 和 HFC-152a 是气雾剂应用方面适用的 替代物 二甲基醚是CFC-11, HCFC-22 和HCFC-142b在气雾剂应用方 面适用的替代物 HCFC-22, HCFC-142b是CFC-11的替代物,在那些需要非易燃 性条件的环境中,HCFC-22 和 HCFC-142b可能是唯一的可供 选择的替代物
气雾剂行业替代品的选择 氧化有机溶剂(酮,酯,醚和酒精)也可作为溶剂替 代物 2)溶剂 C6-C20石油碳氢化合物 HCFC-141b可作为过渡性替代物 三氯乙烯,全氯乙烯,和亚甲基氯化物可作为溶剂替代物 ,然而, 由于这些产品的毒性,它们对工人与附近的居民或者消费者都有很 大潜在的危害 氧化有机溶剂(酮,酯,醚和酒精)也可作为溶剂替 代物 萜烯也可作为溶剂替代物,许多化合物是天然存在的 有机碳氢化合物,有特定的生物降解性
HFC类替代品 已商品化的氢氟烃类有:HFC-23,HFC- 32,HFC-125,HFC-134a,HFC-152a; 最近研究开发的,具有商业化前景的品种 有:HFC143a,HFC227ea,HFC-236fa, HFC245fa,365fmc等 由于综合全球变暖系数(TEWI)包含最 终产品能耗的影响,目前HFC类替代品对 全球变暖的影响还难以确定
国家方案对替代品的选择 泡沫行业 PS/PE挤出发泡材料的替代生产将采取丁烷法、CO2/丁烷法、CO2法; 聚氨酯硬质材料的替代生产将采取戊烷法、CO2法和HCFC-141b法;聚氨酯半硬质材料的替代生产将采取全水法、HCFC-141b法; 除上述技术外,不排除采用新的和正在研究的替代CFCs的发泡剂,如HFC-245fa等。
国家方案对替代品的选择 工商制冷 对于透平式制冷机,则选择HCFC-123或HFC-134a替代CFC-11; 其他设备采用HCFC-22替代CFC-12; 对于在用的工商制冷设备,中国将采取预防泄漏、加强回收、鼓励以混合工质制冷剂(或过渡物质)更换CFCs制冷剂的技术路线。通过实施有关的替代示范项目,取得可行的实践经验,再此基础上尽可能予以推广,加快实现在用设备的替代工作。
国家方案对替代品的选择 家用制冷 替代CFC-11的技术主要是:环戊烷、HCFC-141b等;替代CFC-12的主要技术是:HFC-134a、异丁烷、HFC-152a、混合工质等。鉴于环戊烷、异丁烷等碳氢化合物存在易燃易爆、HCFC-141b存在腐蚀冰箱内胆、以及HFC-134a具有GWP值高、维修要求高且需要进口配套材料的事实,中国将根据国际新替代技术的开发情况,进一步调整家用制冷行业的淘汰技术路线。 对于在用的家用制冷设备,由于在再灌装中使用HFC-134a等制冷剂有较大难度,各维修点将更多地采用混合工质替代CFCs。
国家方案对替代品的选择 哈龙行业 以ABC干粉灭火器、CO2灭火器和AFFF灭火器替代非必要场所使用的哈龙灭火器。在哈龙灭火器淘汰后,清洁灭火器(CO2灭火器)将占灭火器市场份额的15%; 在没有成熟的替代品之前,以CO2、HFC类、惰性气体类、以及水系灭火系统替代非必要场所使用的哈龙灭火系统。
国家方案对替代品的选择 汽车空调行业 中国汽车空调行业将采取HFC-134a替代CFC-12的技术路线; 由于HFC-134a的替代是与HFC-134a的生产、及其合成冷冻润滑油、尼龙衬胶管的配套供应密切相关的,而目前这些产品国内尚无商业化供应;同时,HFC-134a还具有高的GWP值并将受到有关国际公约的控制,所以中国汽车空调行业将根据淘汰的具体情况,跟踪国外相关技术路线的发展动态,必要时调整淘汰技术路线。
国家方案对替代品的选择 清洗行业将根据不同的清洗对象和清洗要求,采 取免洗法、水洗法、半水洗法和非ODS溶剂法替 代ODS清洗的技术路线; 烟草行业将采用CO2烟丝膨胀设备逐步替代原有 的CFCs设备;并通过评估国际市场上新技术在 中国应用的可行性,适时更新替代的烟丝膨胀技 术;将对正在使用的CFCs烟丝膨胀设备进行相 应的技术改革,改进CFCs回收工艺技术,最大 限度地减少CFCs的泄露和逸散。
国家方案对替代品的选择 气雾剂行业 根据该行业的淘汰状况,需要规范全行业替代后的技术和安全生产标准,并对有关企业替代后的生产提供技术支持; 医用气雾剂替代技术的开发研究,将以先易后难的原则,尽快开展医用气雾剂的示范项目,在此基础上,确定各种类型的配方的医用气雾剂替代技术路线。HFC-134a可作为用于MDI(用于治疗哮喘病、慢性呼吸性障碍)推进剂的几种替代品之一。
发展目标 总量目标 主要产品产量目标 技术进步目标 推动ODS替代品生产的发展,满足ODS淘汰和国民经济总体发展对替代品的需求;2005年替代品工业产值达到10亿元,2010年替代品工业产值超过20亿元。 主要产品产量目标 技术进步目标
主要产品产量目标 产品名称 2005年产量(吨) 2010年产量(吨) HFC-134a 5,000 10,000 HFC-32 3,000 正丙基溴 蛋白泡沫 6,000 HFC-245fa HFC-365fmc HFC-236fa
技术进步目标 根据替代品市场需求,促进替代品生产企 业在规模和环境保护方面的发展和提高, 建立的替代品生产技术和装备水平至少达 到国际90年中期的水平。
发展的重点 HFC类替代品的推广应用是当前国际ODS替代品 发展的趋势,但由于生产成本、工艺技术、投资 等方面的原因其在我国没有得到充分的发展。考 虑到国际上对ODS淘汰步伐的加快和中国加入 WTO后行业的竞争需求,HFCs将是重点发展的 替代品。 考虑到清洗行业对替代品的巨大的需求和现有替 代技术的价格因素,选择正丙基溴作为近期投资 的替代品之一。 考虑到价格因素和环境效应,选择蛋白泡沫作为 哈龙行业替代品。
替代品发展的投资分析 哈龙行业和CFC生产行业资助替代品生产 的投入已经达到了3,000万美元。预计在 未来10年(2001-2010),各行业计划可 资助替代品的资金还有7,400万美元,其 中2005年前可以使用的资金约4,300万美 元。截止到2010年,中国利用多边基金资 助用于替代品发展的基金将达到1亿美元 左右。
替代的环境效应分析—之一 中国年度消费的ODS的ODP值将由1997 年的51,000吨降低到8,000吨左右(不包 含哈龙、四氯化碳和甲基溴)。
替代的环境效应分析—之二 尽管HFC具有相对高的GWP值,但是被 淘汰的CFC和HCFC的GWP值同样较高。 即使不考虑能源效率等其它因素,ODS及 其替代品行业的总GWP值实际是一个下降 的过程,预计中国ODS消费行业消费品的 GWP将从2000年的96百万吨当量碳降到 2010年的58百万吨当量碳。
ODS替代品发展的政策框架 基本目标 政策框架设计原则 政策框架 具体的政策建议
基本目标 促进中国ODS替代技术和替代品的健康发 展 经济和社会发展需要以及环境保护的要求
政策框架设计原则 充分考虑到中国的具体国情,尤其是中国 宏观经济环境以及产业政策的变化,比如, 中国近期经济体制改革和企业的市场经济 行为特征等; 与国家方案中ODS淘汰的政策框架相衔接, 并充分考虑ODS替代品生产行业的特征; 充分运用已有的政策法规与管理体制,保 证政策法规的连续性和一致性
政策框架 基于上述考虑,在充分执行ODS淘汰相关政策和 制度的同时,以替代品安全和质量认证为核心, 规范替代品市场,为替代品生产提供必要的政策 支持 ODS替代品的评估和认证制度及环境标志 ODS替代品的生产和管理办法 ODS的税收政策 ODS替代品技术开发和生产的投资和基金支持政策 ODS替代品与技术的信息提供与传播政策
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