制冷劑排放回收現(xiàn)狀分析

王海濤 孫姣 王星 陳文義 張麗娜

（1.天津澳宏環(huán)保材料有限公司 天津 301900；2.河北工業(yè)大學(xué)過程裝備與控制工程系天津 300130；3.河北工業(yè)大學(xué)工程流動與過程強化研究中心 天津 300130；4.中國家用電器研究院 北京 100053）

節(jié)能與環(huán)保是21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的兩大主題。大氣層的臭氧層空洞和溫室效應(yīng)是全球最重大的環(huán)境問題之一，減少消耗臭氧層物質(zhì)（ODS）和溫室氣體的排放是“修復(fù)”臭氧層空洞和減低溫室效應(yīng)的重要途徑。含ODS制冷劑的淘汰、替代及新型環(huán)保制冷劑的開發(fā)成為制冷行業(yè)乃至全球關(guān)注的焦點，而現(xiàn)存制冷設(shè)備仍多采用含氟制冷劑，隨著這些設(shè)備的維修報廢，減少制冷劑的排放，加強制冷劑回收及循環(huán)利用也顯得尤為重要。

1 制冷劑發(fā)展

在20世紀(jì)90年代以前，廣泛應(yīng)用的制冷劑是氯氟烴物質(zhì)（CFCs）、含氫氯氟烴物質(zhì)（HCFCs）和氨[1]。常用的CFCS類制冷劑是R12 和R502，替代它們的是以HCFCS類為主要成分的制冷劑(如R22)和其他無氯產(chǎn)品(如R134a、R404A、R507A、R410A和R407 C等)。目前，R22在冰箱、汽車空調(diào)、冷水機(jī)組和空調(diào)熱泵等行業(yè)中占主導(dǎo)地位，其投資費用比其他系統(tǒng)（如R134a為制冷劑的系統(tǒng)）要低，且綜合性能優(yōu)良，其ODP和GWP值僅為0.05和0.36[2]。R134a是R12的最合適的替代產(chǎn)品，且不用更換壓縮機(jī)、熱交換器（包括蒸發(fā)器和冷凝器）等主要的設(shè)備和其他壓力設(shè)備，但單位容積制冷量和COP 都小于R12[3]。20世紀(jì)90年代以后，出現(xiàn)了不少新型的制冷劑及其替代物，常用的為氫氟烴（HFCs）。

由于CFCs與HCFCs類物質(zhì)是一類不穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)，有破壞大氣臭氧層和加劇溫室效應(yīng)的雙重影響，遵照國際社會環(huán)境保護(hù)的系列協(xié)議，它們已經(jīng)被或?qū)⒈恢鸩教蕴６鳛槁确鸁N的主要替代品HFCs，雖然ODP為零，但大氣停留時間較長，GWP較高，大量使用會引起全球氣候變暖，由于近年來增長過快，已被京都議定書確定為“溫室氣體”。可見環(huán)保制冷劑的替代開發(fā)及回收利用技術(shù)任重道遠(yuǎn)。

2 制冷劑回收的必要性

2.1 環(huán)境效益明顯

有關(guān)消耗臭氧層物質(zhì)生產(chǎn)和使用過程中的排放對臭氧層破壞產(chǎn)生直接的作用，對人類健康和環(huán)境造成了較大的負(fù)面影響。傳統(tǒng)的破壞臭氧層物質(zhì)CFCs已淘汰得差不多，HCFCs淘汰已成為《蒙特利爾議定書》未來的最大挑戰(zhàn)。中國是HCFCs單一生產(chǎn)最大國，HCFCs生產(chǎn)量約占發(fā)展中國家的70%，消費量約占發(fā)展中國家的50%左右。2007年7月蒙特利爾議定書第十九次締約大會通過加速淘汰HCFCs調(diào)整案。2013年4月，《蒙特利爾議定書》多邊基金執(zhí)委會第69次會議，批準(zhǔn)了中國HCFCs生產(chǎn)行業(yè)第一階段淘汰計劃(2013-2015年)，到2015年，中國削減逾4.7萬噸的HCFCs。按照協(xié)議，中國計劃到2030年，完全淘汰HCFCs的生產(chǎn)。就在2014年9月15日紀(jì)念國際保護(hù)臭氧層日的活動上，中國宣布關(guān)閉五條HCFCs生產(chǎn)線。這一舉動將淘汰逾5.9萬噸的HCFCs生產(chǎn)量，淘汰相應(yīng)的HCFCs生產(chǎn)能力8.8萬噸，每年減排二氧化碳當(dāng)量逾9300萬噸。加速淘汰給全球的制冷空調(diào)業(yè)帶來了巨大的壓力和挑戰(zhàn)，HCFCs的加速控制使用已經(jīng)成為現(xiàn)實。

目前常用的制冷劑對自然環(huán)境的另一個負(fù)面影響是溫室氣體效應(yīng)。大多數(shù)制冷劑屬于溫室氣體，尤其是HFCs類制冷劑具有極高的溫室氣體潛值。據(jù)聯(lián)合國氣候變化政府間委員會（IPCC）提供的報告稱，在1750年～1890年的140年和1890年～1990年的100年間，全球平均表面溫度分別上升了0.7℃和0.8℃左右。根據(jù)預(yù)測和推算，在今后的100年，全球平均表面溫度可能進(jìn)一步升高1.4℃～5.8℃，所以應(yīng)對溫室效應(yīng)刻不容緩。HFCs制冷劑其GWP值高達(dá)2000～3000左右，能夠回收再利用1kg的HFCs制冷劑對自然環(huán)境而言就相當(dāng)于減排2～3噸CO2。

不論是對保護(hù)臭氧層而言，還是對減少溫室氣體排放，控制氣候變化，制冷劑的回收再利用都是非常必要的。

2.2 國家履約管理需要

聯(lián)合國毒品和犯罪辦公室（簡稱“毒罪辦”）最近在其網(wǎng)站上發(fā)布了《東亞和太平洋地區(qū)跨國有組織犯罪威脅評估報告》。該報告主要反映了東亞和太平洋地區(qū)毒品和環(huán)境犯罪狀況。其報告的第十章是關(guān)于“從東亞地區(qū)流向世界的ODS非法貿(mào)易”的內(nèi)容。其中指明了中國是東亞地區(qū)走私消耗臭氧層物質(zhì)（大部分為制冷劑）的主要源頭。該報告的報告以事實為主，對我國的國際形象造成了一定的負(fù)面影響。

作為《蒙特利爾議定書》的簽約國家，中國有責(zé)任按照既定的時間表，對消耗臭氧層物質(zhì)進(jìn)行淘汰，同時積極地開展消耗臭氧層物質(zhì)的回收、再利用和銷毀活動，減少其向大氣中的排放。我國是世界上最大的ODS生產(chǎn)、消費和出口國，積極的開展制冷劑回收工作，能夠有效的控制制冷劑無組織排放，有效加強監(jiān)管并減少消耗臭氧層物質(zhì)的非法貿(mào)易活動。

因此，開展正規(guī)的制冷劑回收工作，加強對制冷劑回收單位的監(jiān)管也是國家履約、提升管理、維護(hù)大國形象的必要之舉。

2.3 市場需求迫切

根據(jù)市場調(diào)研，目前每年有超過1萬噸的制冷劑需要回收，其主要來源包括四大方面：（1）制冷設(shè)備生產(chǎn)、試驗過程調(diào)試所產(chǎn)生的制冷劑廢棄物；（2）制冷電器、汽車等拆解報廢過程中產(chǎn)生的廢棄制冷劑；（3）制冷工程、超市冷鏈因拆除、移裝、維修排放的制冷劑；（4）小包裝制冷劑使用后的殘留量。其中中國家電行業(yè)所占HCFCs的消費量占中國消費總量的40%。這些制冷劑大多都不回收而直接排入大氣。從減排角度出發(fā)，R22作為主要的HCFCs制冷劑，中國政府制定的HPMP路線方案中已經(jīng)確定先淘汰R22制冷劑。隨著汽車、家電報廢量的逐年增加，制冷劑R22的削減和淘汰，維修小鋼瓶需求量的逐年遞增以及制冷系統(tǒng)搬遷，迫切需要對制冷劑進(jìn)行回收再利用。

3 制冷劑使用回收現(xiàn)狀

根據(jù)市場調(diào)研，中國制冷劑回收工作還處于起步狀態(tài)。

（1）空調(diào)冰箱等生產(chǎn)行業(yè)

目前國內(nèi)僅空調(diào)生產(chǎn)工廠產(chǎn)量在100萬臺以上的就有43家，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，這些工廠生產(chǎn)過程中制冷劑（R22和R410A）排放量為每年25～65噸不等，合計約1950噸/年；大型的冰箱、冰柜、汽車空調(diào)（R134A、R22、R600A等）生產(chǎn)工廠行業(yè)分別在生產(chǎn)環(huán)節(jié)具有150～200噸/年的制冷劑排放量。綜合計算，這方面制冷劑總排放量合計2500噸左右。這些單位的制冷劑回收工作仍處于起步階段，大多制冷劑被排入大氣。

（2）電器、汽車拆解行業(yè)

制冷電器拆解因為屬于發(fā)展的初級階段，回收制冷劑數(shù)量很少，一般直接排放，不對制冷劑進(jìn)行回收。汽車拆解行業(yè)可回收制冷劑數(shù)量可觀，被認(rèn)為是制冷劑排放控制和回收的重要對象。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)汽車拆解企業(yè)分布非常有序，省會以下城市每市一家，省會兩家，直轄市可多于兩家，目前全國有資質(zhì)的汽車拆解企業(yè)有522家。根據(jù)這一行業(yè)的發(fā)展，按30萬輛車具備一家拆解企業(yè)，未來3～5年商務(wù)部準(zhǔn)備獲準(zhǔn)拆解資質(zhì)的企業(yè)可能會擴(kuò)展到1500家，每家正規(guī)資質(zhì)的汽車拆解企業(yè)每年拆解汽車排放制冷劑（R134A）1～4噸，因此這一行業(yè)每年排放量保守估計在2500噸以上。而回收工作也正處于起步階段，仍有大量制冷劑被排放。

（3）工商冷超行業(yè)

據(jù)調(diào)研，全國各城市每年在冷超行業(yè)因維修、拆遷等因素導(dǎo)致的制冷劑（R22、R404等）排放量在1噸～30噸不等，全國660多個城市，這項排放保守估計也在2500噸以上，甚至可能達(dá)到6000噸以上。而這部分制冷劑的回收工作也剛剛起步，仍有大部分制冷劑被直接排放。

（4）工商零售業(yè)

全國每年一次性小鋼瓶的消費量約1000萬只，小鋼瓶制冷劑（包括常用的各種型號）每年的國內(nèi)消費量至少在12萬噸，而鋼瓶使用中不可避免的產(chǎn)生制冷劑殘留，按照氣瓶的最少參與量3%核算，制冷劑殘留量可達(dá)3600噸。這部分制冷劑完全不經(jīng)回收而會直接排放，造成的污染也不可忽視。

中國制冷劑回收中，僅汽車空調(diào)的制冷劑回收處于起步階段，其他行業(yè)則大都放任制冷劑排放。因此，制冷劑排放應(yīng)引起高度重視，回收處理再利用工作任務(wù)艱巨。

4 制冷劑回收面臨的問題

許多國家已經(jīng)意識到并證明了被禁止使用的制冷劑經(jīng)過一定的破壞處理可以回收利用，中國制冷劑回收工作也已起步，但仍面臨著諸多問題。

（1）雖然人類環(huán)保意識已經(jīng)增強，但對于制冷劑對環(huán)境的危害重視程度不夠，因而隨意排放廢棄制冷劑。

（2）制度不夠健全，制冷劑排放監(jiān)管不到位，致使大量制冷劑未經(jīng)回收而直接排放。

（3）制冷劑排放分散，單位時間、單位地點可回收量小。國內(nèi)市場上沒有適宜的制冷劑回收再利用設(shè)備，且設(shè)備投資相對較大，零散經(jīng)營戶不愿投資回收設(shè)備。

（4）市場上適用于中大型和非封閉型制冷劑的研究成果和回收設(shè)備單臺制冷劑量大，回收制冷劑易見效益，但這類設(shè)備維護(hù)修理費用高，商家投資意愿不強。

5 結(jié)語

保護(hù)環(huán)境是當(dāng)今社會的關(guān)注的焦點，開發(fā)新型環(huán)保的制冷劑，淘汰原有制冷劑是歷史的必然，而對現(xiàn)存大量制冷劑的回收處理再利用工作也不容忽視，應(yīng)該進(jìn)一步增強環(huán)保意識，完善法規(guī)，加強監(jiān)管，高度重視制冷劑回收工作，深入開展制冷劑回收利用技術(shù)及設(shè)備研究，減少制冷劑的排放，減少破壞臭氧層物質(zhì)和溫室效應(yīng)，還子孫后代一片藍(lán)天。

[1] 曹德勝，史琳. 制冷劑使用手冊[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2003

[2] 谷波，鄭鋼，裴勇華. 三元混合工質(zhì)R407C熱力參數(shù)模型分析[J]. 制冷學(xué)報，2002，(2)：1-4

[3] 朱明善，王鑫. 制冷劑的過去、現(xiàn)狀和未來[J]. 制冷學(xué)報，2002，(1)：16-18