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 ）

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 ， H

FC-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。

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-2

27ea 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 HCF

C-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 121

1

• 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-227

ea 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

• 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。


• 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 C

FC-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。


• 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 。


• 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。


• 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。


• 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。


• 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– 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 5,000

HFC-125 3,000 5,000

正丙基溴 3,000 5,000

蛋白泡沫 5,000 6,000

HFC-245fa 5,000

HFC-365fmc 5,000

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

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/

http://www.ces.pku.edu.cn/ozone/

Documents

中国 ODS 替代品发展战略