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清洗行业含氢氯氟烃淘汰面临的挑战及应对策略

2017-01-09高凌云郭晓林

浙江化工 2016年12期
关键词:臭氧层清洗剂溶剂

高凌云,李 丽,李 娟,郭晓林

(环境保护部环境保护对外合作中心,北京100035)

清洗行业含氢氯氟烃淘汰面临的挑战及应对策略

高凌云,李 丽,李 娟,郭晓林*

(环境保护部环境保护对外合作中心,北京100035)

介绍了中国清洗行业开展HCFCs整体淘汰活动面临的主要挑战及可能的应对策略,重点关注HCFCs使用企业能否根据自身条件,在现有市场条件下,协调替代清洗剂和清洗设备供应商,制定出切实可行的替代改造方案。

溶剂;HCFC;替代方案;挑战

1 背景

自1989年加入《保护臭氧层维也纳公约》和1991年加入《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》以来,中国政府开展了卓有成效的保护臭氧层行动,淘汰全球50%以上的消耗臭氧层物质(Ozone-Depleting Substance,简称ODS)的生产和消费,为保护臭氧层做出卓越贡献。

2007年,蒙特利尔议定书第19次缔约方大会通过含氢氯氟烃(HCFC)加速淘汰调整案,要求各缔约方加速淘汰HCFC的生产和使用。2011年,中国清洗行业含氢氯氟烃(HCFC)第一阶段淘汰计划获得蒙特利尔议定书多边基金执委会批准[1],要求在2013年将HCFC消费冻结在2009和2010年的平均水平,即消费量为4482 t(基线消费量),2015年在基线基础上削减7.9%。迄今为止,我国清洗行业第一阶段淘汰目标已顺利完成。

2016年,中国清洗行业HCFC第二阶段淘汰计划获得蒙特利尔议定书多边基金执委会批准[2]。按照获批行业计划的安排,中国清洗行业将在基线消费量基础上按照如下进程实现全行业HCFC淘汰:

2018年削减20%;

2020年削减35%;

2023年削减70%;

2026年全部淘汰。

2 清洗行业HCFCs使用特点

对许多使用企业而言,清洗只是一个辅助工序,但却直接影响到最终产品的性能和品质,每一种清洗剂(或溶剂)的选择都是企业综合考虑清洗能力、市场价格、安全管理等各方面因素的结果。本文所指的“清洗企业”是目前仍使用HCFCs作为清洗剂(或溶剂)的企业,也是中国清洗行业HCFC第二阶段淘汰工作的任务承担者。为顺利实现行业计划各阶段淘汰目标,2015年开展了清洗行业HCFCs使用情况调研,根据调研结果,中国清洗行业企业HCFCs使用具有以下几个特点。

2.1 清洗对象复杂,涉及工业领域广泛

调查显示,我国清洗行业企业涉及工业领域复杂,医疗行业、机械工业、仪器仪表、电子工业、邮电通讯、金属加工业、纺织工业、光学产品、精细化工等都大量涉及到清洗操作。依照HCFCs在中国清洗行业的使用情况和消费领域,清洗行业可进一步细分为一次性医疗器械、金属、电子及溶剂配置四大子行业。

(1)一次性医疗器械子行业:HCFCs主要有两种用途,一是作为清洗剂使用,用于制针工装的清洗;二是作为硅油稀释剂使用,用于针尖及注射器硅化处理。

(2)金属子行业:使用HCFCs或其复配溶剂去除金属零部件表面的切削油、冲压油、润滑脂、金属粉屑或灰尘油脂等污染物,清洗对象主要包括压缩机零部件、电机零部件、阀门、纺织喷丝板、微型温控器零部件等。

(3)电子子行业:使用HCFCs或其复配溶剂进行清洗操作,清洗对象主要包括精密电子元器件(如继电器、集成电路敏压电阻、半导体、微型开关等)、LCD及其部件以及具有类似特性的光学玻璃(如隐形镜片等)、集成电路板及其组装件等。

(4)溶剂配置子行业:在消耗HCFC-141b提供清洗工程服务的同时,也作为中间商生产并向下游用户提供含HCFC清洗剂、医用硅化液等产品。

调查进一步显示,清洗行业HCFCs消费主要集中于一次性医疗器械子行业,消费量占到整个行业的40%;溶剂配置和金属子行业次之,分别占25%和21%;电子子行业消费相对较少,为14%。

2.2 企业数量多、分布范围广

调查显示,清洗行业HCFCs消费企业有400多家,消费的HCFCs以HCFC-141b为主,伴有少量的HCFC-225。这些企业主要遍布于我国20多个省/直辖市,但用量相对集中,主要分布于广东、江苏、上海、北京、福建等经济相对发达的区域。按照行业2014年数据初步统计,各地区HCFC-141b消费量分布如图1所示,其中广东、江苏、上海、北京四地的消费量接近总消费量的60%。

调查还显示,各区域子行业集中程度也相对较高,如上海以电子和溶剂配置子行业为主,广东以金属和电子子行业为主,江苏以一次性医疗器械子行业为主,北京则主要为溶剂配置子行业。

2.3 大多数企业HCFCs使用量小,替代改造能力相对薄弱

通过行业调研发现,仅有少数企业HCFCs清洗剂/溶剂年使用量超过100 t,这些企业资金、技术、管理能力较强,为未来HCFCs替代改造形成了良好的基础。但是,半数以上企业HCFCs清洗剂/溶剂年使用量低于10 t,这些企业生产规模总体较小或者只有部分产品使用HCFCs清洗剂/溶剂,其技术创新能力和用于替代改造的资金支持与大中型企业相比都存在着较大的差距,是未来淘汰任务的难点。

图2 2014年清洗企业HCFC-141b消费规模分布情况[2]

3 清洗行业HCFCs淘汰面临的主要挑战

根据蒙特利尔议定书多边基金的要求,选择ODS替代技术应满足以下原则:

(1)不破坏臭氧层、气候友好;(2)确保生产安全和职工健康;(3)费用有效。2000年开展三氯三氟乙烷(CFC-113)、四氯化碳(CTC)和三氯乙烷(TCA)淘汰工作时,一些对清洗安全要求较高的企业选择了HCFCs作为过渡清洗剂使用,也有部分企业选择了水基、半水基、氯代烃和正溴丙烷清洗剂。

目前市场上还没有在各方面都能与HCFCs媲美的清洗剂。虽然出现了更多的替代产品,但能直接替代的安全环保清洗剂价格过高;而价格适中的清洗剂存在安全等方面的不足,需要采取额外的安全保障措施。基于此,清洗行业HCFCs淘汰面临以下挑战:

3.1 清洗企业参与HCFCs替代改造的意愿

2016年,中国清洗行业HCFC第二阶段淘汰计划获得了多边基金执委会原则性批准,获批的4480万美元赠款主要用于支持企业的替代改造活动和技术援助活动,为2007年9月21日之前成立并使用过HCFCs的中资企业提供资金支持,用于采购清洗改造相关的设备和替代清洗剂及安保设施等;为清洗行业HCFCs使用企业提供技术支持,并定期为清洗企业组织政策宣讲和技术交流活动。

鉴于不同类型清洗企业的替代成本差别较大,多边基金的资助方案主要基于企业基线年HCFCs消费量确定资助上限,根据企业选择的替代技术指导其替代改造方案中的预算分配。一般而言,企业清洗方案有几种模式:(1)原有比较好的清洗设备,可选择直接更新清洗剂;(2)原来清洗设备基础较差,不能适用HCFCs之外的清洗工艺,需采购新的清洗设备,以适用新的清洗剂;(3)原来手工清洗,可以考虑超声波设备清洗;(4)清洗对象要求高,原来手工清洗,替代后也必须手工清洗,对替代清洗剂的安全指标要求较高。

对价格高的替代清洗剂,其可回收比例决定了企业的后续运行是否可持续,而可回收比例高低取决于清洗设备对清洗的循环回收效果,前期采购设备和清洗剂的投入大,比较适于资金充裕的企业。对价格适中的碳氢清洗剂,虽然在清洗设备方面前期投入相对低,但因其安全风险较高,需对清洗车间进行必要的安全改造。

在HCFCs替代改造中,项目企业在获得多边基金赠款的基础上,一般都要自身再投入配套资金支持改造活动。因此,清洗企业是否有积极意愿投入适量自有资金,积极开展技术替代测试,在开展清洗替代的同时提高清洗效率,是我们要应对的第一个挑战。

3.2 企业能否制定出合理的替代方案

基于清洗行业第一阶段HCFCs淘汰项目的实施经验,计划淘汰HCFCs的企业必须根据产品的清洗要求制定出可实施的替代方案,内容主要包括合理地选择一种或几种非ODS清洗剂(或溶剂)、配备相应的清洗设备、采取合适的安全保障措施,并做出详实预算。

企业在制订替代方案时,替代清洗剂的选择应基于清洗对象本身的理化特性和最终质量要求,对于HCFCs用于几种清洗用途的情景,则可能需要分别采取替代措施,系统结集成一个综合的改造方案,方能做到费用有效。例如在压缩机生产企业,HCFCs的清洗对象包括工装板、测试台、返修压缩机等。通过对清洗对象、污染物及清洗质量要求等方面的分析,可选择对工装板的清洗,使用高品质的碳氢清洗剂、配备相应的碳氢清洗设备并按消防要求改造清洗车间;对测试台、返修压缩机的清洗,选择含有反式1,2-二氯乙烯清洗或氟烯烃清洗剂直接替代。从第一阶段实践经验来看,实施了这一方案后,清洗过程环保、安全、有效,清洗的材料费用企业也可以接受。

良好的开端是成功的一半,作为淘汰工作的主体,企业要加强管理与落实,通过充分的市场调研,结合自身实际需求,在行业专家的指导下,制订切实可行的替代方案。

3.3 企业的改造活动能否得到当地政府部门的支持

由于HCFC-141b是一种化学品,与HCFCs相关的替代改造活动可能涉及是否造成新的环境污染、消防安全或职业健康等问题。企业在参与HCFCs淘汰活动后应及早与当地环境保护和安全监管部门沟通,征求其对改造活动的意见,以顺利通过改造活动完成后的评估。

4 清洗行业HCFCs淘汰行动

4.1 加强政策引导,做好成功范例宣传

在行业计划框架下,政府将加强对行业HCFCs淘汰进程和相关政策措施的宣传,通过印制资料、相关网站发布淘汰进展、组织宣传培训会议等手段,让更多的清洗企业和利益相关方了解HCFCs管理政策及淘汰方案,明确企业的发展战略。同时通过HCFCs配额和进出口管理政策,逐步削减HCFCs的市场供应,增加企业继续使用HCFCs的成本和难度,加速各行业HCFCs淘汰工作。

2012~2015年,清洗行业HCFC第一阶段淘汰计划共与9家企业签署HCFC-141b淘汰合同,涉及一次性医疗器械、金属、电子等应用领域,淘汰了超过610 t HCFC-141b,不仅如期实现了行业履约目标,也为后续淘汰活动提供了丰富的实践经验和技术信息。

表1 清洗行业HCFC第一阶段淘汰项目基本情况

4.2 针对不同类型不同规模的企业分别制定淘汰方案

如上所述,清洗企业涉及的清洗对象不同,清洗工艺和替代品选择标准迥异;企业HCFCs消费规模不同,企业的自身技术实力和财务管理水平也差别较大,为此,不同类型、不同规模的企业应根据企业自身情况制定切实可行的淘汰方案,选择费用有效的替代清洗剂(溶剂),确保生产安全。

4.3 提供一定的资金和技术支持

在HCFCs淘汰过程中,行业计划对满足多边基金要求的清洗企业提供一定的资金和技术支持,为尽早启动保护臭氧层的实际行动,企业应及早开展替代清洗剂的选择和测试、清洗工艺的调整等工作;行业计划也将对申报HCFCs淘汰项目的企业遵循先到先得的资助原则,兼顾替代技术的费用有效性。技术支持活动会贯穿整个行业计划的始终,所有清洗企业均可学习了解HCFCs淘汰政策、获取技术支持。

4.4 实施符合大多数中小企业实际情况的绩效管理

这主要针对获得多边基金赠款支持的HCFCs淘汰项目企业,行业计划将根据项目实施的进展分批支付赠款资金,比如企业与设备供应商之间所有采购合同签署后、企业所有改造设备到货、安装试运行正常等都是常用的绩效点。未来HCFCs淘汰项目实施过程中,行业计划将充分借鉴第一阶段淘汰项目已经形成的执行模式,针对更多中小企业参与的行业特点,进一步完善、优化项目管理流程和实施要求,尽可能符合大多数企业的实际运行情况和改造需求。

4.5 地方环保部门实施有效监督

2005年起,环境保护部与地方环境保护部门开展“加强地方政府履行蒙特利尔议定书淘汰消耗臭氧层物质能力建设项目”,支持地方政府建立履行公约的机构、履约人员队伍、制定政策,根据国家及环境保护部规定的ODS管理政策开展ODS使用日常监管活动,严厉打击非法生产、销售和使用HCFCs的行为。

5 结束语

中国政府一直以来高度重视保护臭氧层工作,严格履行《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》义务。30年来,中国逐步削减消耗臭氧层物质、保护臭氧层的负责任大国形象得到国际社会的一致认可。未来十年将是中国政府逐步削减HCFCs、保护臭氧层行动的关键阶段。在公约和国际机构的大力支持下,以及在社会各界的广泛参与下,清洗行业HCFCs第二阶段淘汰任务一定能够如期实现。

[1]清洗行业HCFC第一阶段淘汰管理计划,环境保护对外合作中心、北京化工大学联合国开发计划署联合编制,2011年11月,蒙特利尔议定书多边基金执委会第65次会议批准。

[2]清洗行业HCFC第二阶段淘汰管理计划,环境保护对外合作中心、北京化工大学联合国开发计划署联合编制,2016年5月,蒙特利尔议定书多边基金执委会第76次会议批准。

Challenges and Solutions for HCFCs Phase-out in Solvent Sector in China

GAO Ling-yun,LI Li,LI Juan,GUO Xiao-lin*
(Foreign Economic Cooperation Office,Ministry of Environmental Protection,Beijing 100035,China)

This article briefed the mainly challenges to phase out HCFCs in solvent sector in China,especially solvent enterprises how to work out feasible conversion plans based on their technical and financial management,coordinating non-ODS solvent and degreasing equipment suppliers,to realize their responsive final HCFCs Phase-out targets.

solvent;HCFCs;conversion plan;challenges;solutions

1006-4184(2016)12-0012-05

2016-11-07

高凌云(1977-),女,山东德州人,硕士研究生,工程师,主要从事中国清洗行业消耗臭氧层物质的淘汰管理工作。

*通讯作者:郭晓林,女,工程师,E-mail:guo.xiaolin@mepfeco.org.cn。

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