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中国 ODS 替代品发展战略

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. 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 ）

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中国 ODS 替代品发展战略

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  1. 中国ODS替代品发展战略 北京大学环境科学中心

  2. 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。

  3. 制冷行业替代品分类 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。

  4. 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。

  5. 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。

  6. 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

  7. 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

  8. 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

  9. 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

  10. 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

  11. 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

  12. 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

  13. 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

  14. 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

  15. 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

  16. 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

  17. 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

  18. 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

  19. 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

  20. 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

  21. 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

  22. 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

  23. 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

  24. 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

  25. 气雾剂行业替代品的选择 • 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

  26. 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

  27. 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； • 聚氨酯软泡材料的替代生产将采取二氯甲烷（或二氯甲烷结合快速熟化法）、或CO2法；聚氨酯箱式软泡材料的替代生产将采取二氯甲烷、快速冷却，控制环境发泡技术（真空发泡）； • 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。

  28. 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； • 对于运输用冷藏设备，选择HCFC-22或HFC-134a替代CFC-12； • 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。

  29. 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。

  30. 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。

  31. 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。

  32. 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。

  33. 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。

  34. 发展目标 • 总量目标 • 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

  35. 主要产品产量目标

  36. 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。

  37. 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。

  38. 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。

  39. 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）。

  40. 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。

  41. 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

  42. 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

  43. 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

  44. 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

  45. 欢迎访问: 北京大学环境科学中心臭氧层保护主页 http://www.ces.pku.edu.cn/ozone/

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