制冷劑再頒淘汰令 國內(nèi)空調(diào)業(yè)苦無替代技術(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)，中國企業(yè)將面臨一場痛苦不堪、沒有盡頭的淘汰戰(zhàn)
□ 本刊記者 張瑞丹 | 文
中國的空調(diào)行業(yè)正面臨一道至今未解的難題。
根據(jù)國務(wù)院最新公布的《消耗臭氧層物質(zhì)管理條例》(下稱《條例》)，6月1日起，中國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代在中國宣告終場，含氫氯氟烴被視為比較先進的替代品。但《條例》的頒布，意味著含氫氯氟烴也很快要被宣告“死刑”。但令中國空調(diào)企業(yè)頭疼的是，一個完美的制冷劑替代技術(shù)尚未出現(xiàn)。
實際上，受影響的不只是空調(diào)行業(yè)，也包括泡沫塑料等多個行業(yè)。中國保護臭氧層的“后氟利昂”之路，遠遠沒有普遍想像中的那么容易。
終結(jié)氟利昂
用“保護傘”來形容臭氧層再合適不過。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，臭氧層仿佛一個巨大的蓋子，對地球起到保溫作用。
但臭氧層這個“保護傘”，卻在上世紀(jì)出現(xiàn)了頹敗的跡象。
1931年，美國杜邦公司合成出一種名為氟利昂的氯氟烴(CFC)類物質(zhì)。這在上個世紀(jì)是一項了不起的發(fā)明，人們不用再擔(dān)心從超市買回來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。1974年，美國加州大學(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)會對臭氧層造成破壞。兩人也因此在21年后榮獲諾貝爾化學(xué)獎。1982年，日本南極觀測隊發(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作用日益式微，大量的短波紫外線可以伺機而入，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，國際上保護臭氧層的呼聲更加高漲。1985年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)在奧地利召開會議，通過了《關(guān)于保護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”。簽署條約的每個成員，也承諾凍結(jié)“上榜”物質(zhì)的生產(chǎn)和消費，并依照時間表逐漸削減。
1990年，《蒙特利爾議定書》第二次締約方會議在英國倫敦舉行，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，用量會越來越大，淘汰越來越困難，代價也會越來越大?！遍L期參與中國保護臭氧層履約行動的北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)系副教授張劍波說。
中國履約之路
與國外相比，中國使用氟利昂的時間要晚得多。1988年，第一臺國產(chǎn)分體壁掛機在華寶空調(diào)器廠誕生。當(dāng)時，空調(diào)、冰箱等制冷設(shè)備對當(dāng)時的中國人來說還是一個十分稀罕的事物。
保護臭氧層的呼聲依然被傳遞到中國。1989年，中國加入《維也納公約》。1991年，中國再次宣布加入《蒙特利爾議定書》倫敦修正案，并成立中國國家保護臭氧層領(lǐng)導(dǎo)小組。1992年8月10日，該修正案在中國正式生效。
“中國宣布加入的一個主要條件，就是要確定發(fā)達國家與發(fā)展中國家共同而有區(qū)別的責(zé)任。”張劍波對本刊記者回憶說，“發(fā)達國家之前已經(jīng)普遍用氟利昂做冰箱、空調(diào)，而我們在上世紀(jì)80年代才開始生產(chǎn)冰箱、空調(diào)，那時候臭氧層空洞已經(jīng)形成。所以，發(fā)達國家需要拿出錢來幫助發(fā)展中國家，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年在中國生效時，家用空調(diào)、冰箱等氟利昂“使用大戶”尚未普及。1997年，中國的氟利昂等氯氟烴類物質(zhì)生產(chǎn)達到了頂峰，全國的消耗臭氧層物質(zhì)消費量約為7萬噸，其中絕大部分由中國企業(yè)自己生產(chǎn)，足夠運行數(shù)千萬臺空調(diào)。
1993年，國務(wù)院批準(zhǔn)《中國逐步淘汰消耗臭氧層物質(zhì)國家方案》。經(jīng)過修訂后，最終確定中國的淘汰時間表。按照這個時間表，截至2010年1月1日，中國將完全停止消耗臭氧層潛能值(ODP值)最高、對臭氧層破壞能力最大的氯氟烴和哈龍的生產(chǎn)和消費。而淘汰的對象，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。
為了顯示大國形象，中國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
氟利昂退出市場時，人們也在尋找替代物質(zhì)。當(dāng)時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。
在氟利昂達到生產(chǎn)頂峰之際，新的含氫氯氟烴替代技術(shù)在中國已經(jīng)日趨成熟。1997年，中國HCFC-22的生產(chǎn)能力達到每年5.5萬噸，與氯氟烴的頂峰生產(chǎn)能力相差不大，基本可以滿足國內(nèi)冰箱、空調(diào)的消費量。而哈龍滅火器則由新的干粉和二氧化碳滅火劑等來替代，并實現(xiàn)了自主生產(chǎn)。
“這些技術(shù)的產(chǎn)生，一方面為保護臭氧層起到一定作用，另一方面滿足了人們對過渡性替代品的需求?！睆垊Σㄕf。
實際上，含氫氯氟烴對臭氧層依然有較強的破壞能力。只是因為人們一開始更關(guān)注氯氟烴和哈龍，在《蒙特利爾議定書》通過之時，淘汰含氫氯氟烴的聲音遠沒有現(xiàn)在這么急切。但隨著氯氟烴和哈龍的成功削減，含氫氯氟烴的問題無法回避。
此外，含氫氯氟烴的溫室氣體效應(yīng)強于氯氟烴，其全球變暖潛能值(GWP值)是氯氟烴的兩至三倍。可謂一波剛平，一波又起。
1992年11月，《蒙特利爾議定書》第4次締約方會議在丹麥哥本哈根舉行，含氫氯氟烴被列入管制名單。各國將從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)達國家全面禁用含氫氯氟烴的時間從2030年提前至2020年，發(fā)展中國家則需要在2040年之前全面禁用。
全球新一輪淘汰消耗臭氧層物質(zhì)的運動再次掀起。中國還以法律形式，對消耗臭氧層物質(zhì)淘汰問題做出規(guī)定?！吨腥A人民共和國大氣污染防治法》2000年修正案中專門列出了這樣的條款，“國家鼓勵、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。”
“這一原則性規(guī)定實際上為現(xiàn)行管理體系提供了明確的、原則性的國內(nèi)立法支持?！睆垊Σū硎?。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“中國制造”，但龐大的含氫氯氟烴生產(chǎn)量和消費量，也令中國從最初的“受害者”角色，轉(zhuǎn)變?yōu)椤捌茐恼摺敝弧?007年9月，中國政府決定今后強制淘汰含氫氯氟烴。
由于經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，越來越多的中國人消費得起空調(diào)或冰箱。在這種情況下，中國一躍成為全球含氫氯氟烴的最大生產(chǎn)國和消費國。目前，中國生產(chǎn)的含氫氯氟烴已占全球總量的近七成，消費量則占全球四成左右。
含氫氯氟烴對臭氧層的破壞力小于氯氟烴，但其產(chǎn)量遠甚于氯氟烴。僅僅是HCFC-22，中國每年的產(chǎn)量就已達到40萬噸，遠非當(dāng)年的氟利昂可以望其項背，這也抵消了中國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家管理計劃，決定提前十年完成淘汰工作。也就是說，到2013年需將其產(chǎn)量凍結(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、國內(nèi)消費量激增的情況下，這顯然是一個宏大的目標(biāo)。
聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)臭氧行動項目負(fù)責(zé)人拉金德拉•山地(Rajendra Shende)表示，在全球保護臭氧層行動中，中國的作用極為關(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，對中國和全球都是巨大挑戰(zhàn)。同時符合安全、經(jīng)濟、高效要求的替代品，至今尚未出現(xiàn)。
1991年，美國聯(lián)信公司(現(xiàn)為霍尼韋爾公司)研制出一種對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。美國環(huán)境保護署于1996年授予該公司“大氣臭氧層保護獎”。
不過，新麻煩很快又來了。研究者發(fā)現(xiàn)，氫氟烴對臭氧層非常友好，溫室效應(yīng)卻十分強烈。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為代表的碳氫化合物。這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，每臺冰箱平均只需用50克碳氫化合物，而每臺空調(diào)設(shè)備平均需要1公斤左右的碳氫化合物。特別是，普通分體式空調(diào)有一半安裝在室外，碳氫化合物在長期日照之下可能爆炸。
張劍波還說，中國空調(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)敢用碳氫化合物，一旦爆炸，企業(yè)難以承擔(dān)?！?br /> 據(jù)本刊記者了解，國內(nèi)一些知名家電企業(yè)如格力電器等，已設(shè)計出碳氫化合物作為制冷劑的家用空調(diào)，但僅僅是實驗室產(chǎn)品。
在“后氟利昂時代”，如果沒有革新性的技術(shù)出現(xiàn)，中國企業(yè)面臨的或許是一場痛苦不堪、看不到頭的淘汰戰(zhàn)。
不管怎樣，淘汰含氫氯氟烴勢在必行。2008年7月，《蒙特利爾議定書》多邊基金執(zhí)委會先期批準(zhǔn)了中國的八個含氫氯氟烴淘汰準(zhǔn)備項目，將提供共計410萬美元的資金支持。
中國初步計劃在家用空調(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。
但中國家用電器協(xié)會王雷告訴本刊記者，目前家用電器行業(yè)尚未正式開展含氫氯氟烴的淘汰計劃，一切需等待國家管理計劃的出臺。
張劍波則說，中國家用電器協(xié)會正為含氫氯氟烴淘汰的問題而苦惱，倘若用R410-A來替代HCFC-22，今后產(chǎn)量肯定會越來越大，而中國一旦承諾溫室氣體減排，又要淘汰HCFC-22，最終還得由企業(yè)來承擔(dān)。
苦惱的不只是家用電器行業(yè)。環(huán)境保護部和中國塑料加工工業(yè)協(xié)會在全國調(diào)查了XPS泡沫行業(yè)含氫氯氟烴使用情況，發(fā)現(xiàn)這個行業(yè)有一個額外的困難：部分XPS產(chǎn)品本來就達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)對含氫氯氟烴的淘汰并不積極。中國塑料加工工業(yè)協(xié)會會長廖正品則提醒說，《蒙特利爾議定書》是嚴(yán)肅的，含氫氯氟烴替代是每個企業(yè)都應(yīng)履行的使命，持消極觀望態(tài)度不足取。