原创《HFCs环保大势所趋，HFOs替代进展缓慢》
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2016 年10 月15 日注定是一个要被载入史册的日子.这一天,《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》197个缔约方,在卢旺达一致通过了基加利修正案.如今,已经有22 个缔约方先后批准基加利修正案,这不但符合该国际公约当初缔约时规定的至少20 个缔约方批准才能生效的前提,也确定了这一在人类历史上具有里程碑意义的国际公约将于2019 年1 月1 日生效.基加利修正案的实施也为家用空调行业制冷剂替代技术路线给出了明确的方向.换言之,HFCs 被列入淘汰名单是大势所趋,以R290 为代表的碳氢制冷剂将迎来发展的春天.
HFCs注定只是过渡角色
目前在家用空调用量很大的R22 实际上从2013 年就进入淘汰日程,当时替代R22 的R410A 由于GWP 值较高,被提议作为过渡替代品.如今,R410A 是已经成熟应用于家用空调领域的替代品,R410A 空调的市场份额也已经占到50% 以上,超过占比40% 左右的R22 空调.
对于R410A 这个过渡角色在国际相关组织不再资助改造生产线的大环境下,市场份额为何越来越大这一现象,梅兰化工销售科科长张玉清说：“R410A 由两种准共沸的混合物而成,具有稳定、无毒、性能优越等特点.R410A 工作压力为普通R22 空调的1.6倍左右,制冷、制热效率更高,在提高空调性能的同时,由于不含氯元素,所以不会与臭氧发生反应.再加上,R410A 的专利早在2011 年底就已到期,对于整机企业来说,R410A 在中国的产量足够,比较容易获得.”
随着制冷技术的发展,替代R22的不仅有R410A, 还有包括R32 在内的多种制冷剂.比如东岳集团生产的R415B、R152a,科慕生产的FreonMO99.其中,R32 这几年在格力和大金等部分主流空调品牌的带动下,占据了一定的市场份额.
某外资企业负责人分析认为,R32 虽然具有压力大、微可燃的问题,但与R410A 相比具有单组分的优势,没有所谓的滑移问题,单位容积制冷量更大,可以实现压缩机小型化,进一步降低整机的制造成本,同时R32的GWP 值比R410A 更低,加上在中国的产能充足,整机企业比较容易获得,因此R32 在家用空调的用量有了一定的规模.
对此,环保部环境保护对外合作中心项目三处处长钟志锋表示：“R32虽然有自己的优势,但属于HFCs 制冷剂,基加利修正案有明确结论,即2019 年1 月1 日开始将HFCs 削减提上日程.此外,2016 年,蒙特利尔议定书多边基金支持的《中国家用空调器行业HCFC-22 淘汰管理计划》第二阶段的申请工作已经开始,已经明确地把HFCs 物质纳入蒙特利尔议定书加以管控,即先冻结再削减,包括R410A、R134a、R32 等在内的HFCs制冷剂都在管控名单中,未来将采取配额生产制.不仅中国政策如此,国外的政策也是这样的趋势.欧盟F-gas法规从2016 年开始削减HFCs 的应用.2015 年7 月,美国环境保护署明确提出自2017 年1 月1 日起禁止在某些终端产品中使用HFCs 物质.因此,以R32 为代表的制冷剂HFCs 终究也就是一个过渡替代品,未来会被更加环保的碳氢制冷剂替代.”
中国家用电器协会有关负责人表示,目前R290 在家用空调上的应用已经取得突破性进展.比如,中国空调行业已经完成12 条R290 和3 条R290 压缩机生产线的改造,并且具备量产能力.很多型号的产品已通过CCC 认证.此外,在环保部对外合作中心的支持下,联合科研院所等,开展了R290 相关的研究,如安全风险评估、性能研究、安装维修等.
HFOs替代,须多方推动
随着越来越多旨在减少HFCs 物质的全球环境法规和政策出台,低GWP值的HFOs制冷剂备受关注.其中,由霍尼韦尔和科慕共同开发拥有专利的HFO-1234yf 由于在性能、生命周期、耐候性、安全性、实施成本方面表现突出,已经被确定为替代R134a 的新一代汽车制冷剂.但在家用空调领域,HFOs 作为替代方案仍然没有取得实质性进展.
阿科玛有关负责人认为,造成HFO-1234yf 在家用空调上进展缓慢的原因主要有3 个方面,一是HFO-1234yf 较高,二是它有微可燃的问题,三是HFO 混配性能不佳.据悉,为了平衡高,制冷剂厂家目前给出的替代R22 或R410A 的方案,是以HFO-1234yf 为主要配方和其他制冷剂共混形成的混配制冷剂,比如霍尼韦尔推出的以HFO-1234yf 为主要配方的混配制冷剂,诸如Solstice N40（R448A）、Solstice L41（R446A、R447A）、SolsticeL20（R444B）以及Solstice N20 等,科慕品牌欧特昂（Opteon）旗下有很多产品也都是含有HFO-1234yf 的混配制冷剂,但是混配制冷剂存在温度滑移的劣势,会影响制冷系统的性能.
为了扩大HFOs 的应用规模,掌握HFOs 专利技术的外资品牌选择和中国企业成立合资企业在中国生产HFOs 制冷剂.某业内人士评价称,国际巨头虽然占据HFOs 研发优势,但氟化工行业是资源依赖型产业,国内氟化工企业占据资源优势,因此,只有优势互补才能实现双赢,只有合作才能让HFOs 得到更广泛的应用.
目前,常熟三爱富中昊化工新材料有限公司是科慕公司生产HFO-1234yf 的代工厂,采用以六氟丙烯为原料的加成消去法生产HFO-1234yf.据科慕有关负责人介绍,该工厂一期项目于2010 年6 月投资建设,设计HFO-1234yf 年产能为3000 吨,2016年3 月年产6000 吨HFO-1234yf 项目（二期）竣工验收,加上一期产能,当前总年产能达到6000 吨.
霍尼韦尔与中化蓝天集团合资建立中化蓝天霍尼韦尔新材料有限公司,以HFC-245cb（五氟丙烷）为原料的脱氟化氢法生产HFO-1234yf.除此之外,《电器》记者还通过采访了解到,在中国,霍尼韦尔通过与巨化集团合作生产HFO-1234yf.根据双方的协议,巨化集团将在中国为霍尼韦尔生产Solstice yf 制冷剂,霍尼韦尔则负责将产品推广并销售给美国及欧洲市场的客户.巨化集团负责该产品生产的工厂是巨化子公司浙江衢化氟化学有限公司,装置年产能为3000 吨.
阿科玛（常熟）氟化工有限公司是阿科玛在中国成立的合资公司.该工厂现在简称了采用以六氟丙烯为原料生产HFO-1234yf 的生产装置,总年产能设计为1 万吨.但据阿科玛有关负责人透露,目前该工厂由于专利等问题并未实现生产.
值得一提的是, 在HFOs 的研发生产方面,中国企业也取得了突破性进展.比如,浙江环新氟材料股份有限公司以2- 氯-3,3,3- 三氟丙烯（HCFO-1233xf）为原料氟氯交换法生产HFO-1234yf,目前在永康市有一套中试装置在小规模生产HFO-1234yf,年产能为100 吨.2016 年12 月7 日,衢州市环保局绿色产业集聚区分局批准该公司拟再建年产3000 吨的HFO-1234yf 项目,目前新工厂已经建成HCFO-1233xf 生产装置,后续HFO-1234yf 尚未有大规模生产装置投产.另外,中化近代环保化工（西安）有限公司经过多年研发,也拥有自主研发HFO-1234yf 的生产专利,采用以四氯丙烯为原料制备HFO-1234yf,目前尚无装置投建.
环保论文参考资料：
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