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我国HFC-134a制冷剂回收现状及环境无害化管理建议

2023-03-15胡俊杰徐淑民李仓敏

化工环保 2023年6期
关键词:臭氧层制冷剂汽车

胡俊杰,徐淑民,李仓敏,潘 寻,滑 雪,卢 玲

(1. 生态环境部 固体废物与化学品管理技术中心,北京 100029;2. 生态环境部 对外合作与交流中心,北京 100035)

为保护臭氧层,逐步淘汰消耗臭氧层物质,国际社会分别于1985年和1987年签署了《保护臭氧层维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》(简称《蒙特利尔议定书》)。氢氟碳化物(HFCs)是一类人工合成的强效温室气体,是消耗臭氧层物质的主要替代品之一。2016年《蒙特利尔议定书》缔约方达成《〈蒙特利尔议定书〉基加利修正案》(简称《基加利修正案》),旨在限控温室气体HFCs,开启了协同应对臭氧层耗损和气候变化的历史新篇章。我国于2021年6月正式接受《基加利修正案》,该修正案2021年9月15日对我国生效(暂不适用于中国香港特别行政区)[1]。

我国是世界上最大的HFCs类制冷剂生产国和消费国[2]。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》[3]明确提出了加快发展方式绿色转型,构建资源循环利用体系,加大HFCs等其他温室气体控制力度。1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)是我国最早生产的HFCs之一,也是年生产量最高的HFCs品种[4]。

本文通过调研制冷剂的回收管理要求和报废汽车拆解行业制冷剂回收工作实际情况,估算了我国报废汽车拆解行业制冷剂回收的潜力及其带来的环境效益,并提出了我国制冷剂回收环境无害化管理建议。

1 制冷剂回收管理现状

1.1 制冷剂的技术发展

制冷剂是在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化完成能量转化的媒介物质。制冷剂经历了四代技术变革。第一代制冷剂是氟氯烃(CFCs)类物质,因其破坏臭氧层且破坏程度较高,已被淘汰;第二代制冷剂是氢氟氯烃(HCFCs)类物质,与CFCs相比臭氧层破坏程度较低,被广泛应用于空调、冷冻等行业,目前在欧美等发达国家已淘汰,在我国处于淘汰期;第三代制冷剂是HFCs类物质,是许多CFCs和HCFCs制冷剂的长期替代品,但HFCs对气候的制暖效应较强,目前在欧美等发达国家处于淘汰初期;第四代制冷剂主要是指氢氟烯烃(HFOs)类物质,目前正在欧美市场大力推广。由于HFOs 制冷剂本身的高成本及相关专利和设备成本的提升,尚未进入规模化应用[5]。

1.2 HFCs制冷剂的削减淘汰

根据《基加利修正案》要求,我国应从2024年起将受控用途HFCs的生产和使用冻结在基线水平,2029年起HFCs的生产和使用不超过基线的90%,2035年起不超过基线的70%,2040年起不超过基线的50%,2045年起不超过基线的20%[1]。

要实现HFCs削减,主要有两个路径,一是源头替代,从源头减少制冷剂的生产和消费使用,这是目前普遍采用的做法,但受限于专利、技术和设备等因素,成本较高;二是加强末端管理,强化制冷产品报废后的制冷剂回收,促进制冷剂净化再生和循环利用。

1.3 制冷剂的回收管理

制冷剂回收已纳入我国绿色低碳循环发展的顶层设计。2019年《绿色高效制冷行动方案》[6]、2021年《中国应对气候变化的政策与行动》[7]、2021年《“十四五”冷链物流发展规划》[8]和2023年《制冷设备更新改造和回收利用实施指南》[9]等均提出要积极推动制冷剂的回收、再利用和无害化处置,严格控制制冷剂泄漏排放。

我国制冷剂回收管理法规政策体系已逐步建立。2010年发布的《消耗臭氧层物质管理条例》[10]规定制冷设备和制冷系统维修、报废时,应对消耗臭氧层物质进行回收、循环利用或者交由从事消耗臭氧层物质回收、再生利用、销毁等经营活动的单位进行无害化处置。从事含消耗臭氧层物质的制冷设备报废处理经营活动的单位,应当向所在地县级人民政府环境保护主管部门备案。

我国制冷剂回收技术体系日趋完善。《报废机动车回收拆解企业技术规范》(GB 22128—2019)[11]和《报废机动车拆解企业污染控制技术规范》(HJ 348—2022)[12]规定报废汽车回收拆解企业在开展传统燃料报废汽车和报废电动汽车拆解作业前应抽排制冷剂,不同类型的制冷剂应分别回收,使用专门容器单独存放,并交由具有相应资质的单位利用和处置。《制冷空调设备和系统 减少卤代制冷剂排放规范》(GB/T 26205—2010)[13]规定了固定安装的制冷、空调及热泵设备和系统在回收、销毁、维修和报废等处理过程中减少卤代制冷剂排放的方法和要求。

2 HFC-134a制冷剂回收

2.1 回收来源

我国是汽车生产和消费大国,汽车产销总量连续14年居全球第一。2022年全国汽车保有量达3.19亿辆,汽车产销分别为2 702.1万辆和2 686.4万辆。随着汽车保有量和产销量增加,汽车报废注销量快速增长,2022年全国汽车报废注销量达571万辆[14-16]。

自2002年起,我国新生产的乘用车空调制冷剂已全部采用HFC-134a。报废汽车成为HFC-134a制冷剂的重要回收来源。

2.2 回收潜力和环境效益

加强汽车空调中制冷剂回收,不但可减少HFC-134a排放,而且在应对气候变化方面也将发挥积极作用。HFC-134a的全球增温潜能值为1 430,即减少1 t HFC-134a排放相当于减少1 430 t二氧化碳排放。随着汽车报废注销量增长,制冷剂潜在回收空间和环境效益不断加大。

根据北京大学的研究成果,HFC-134a作为汽车空调制冷剂在汽车报废时产生的处置排放量为汽车空调制冷剂加注量的88.25%[4]。我国2020年汽车行业制冷剂HFC-134a消费量约为32 kt[17],按此推算汽车报废时HFC-134a排放量为28.2 kt,相当于4 032.6 kt二氧化碳排放,这里的排放具有一定延迟性。根据2022年全国汽车报废注销量571万辆,沿用前述处置排放因子,按乘用车制冷剂加注量0.6 kg估算[17],2022年我国报废注销的汽车在报废时有3 kt HFC-134a制冷剂的回收潜力,相当于431.86 kt二氧化碳排放。

2.3 回收现状

为了解报废汽车拆解行业制冷剂回收现状,按照地理分布和报废汽车拆解处理能力,从北京、上海、天津、陕西和湖北等地选取21家具有资质认定的报废汽车回收拆解企业,通过问卷调查的方式,开展制冷剂回收调研。结果发现:21家企业中仅13家企业实际开展制冷剂回收,占调研企业总数的62%;回收的制冷剂类型以HFC-134a为主,制冷剂平均回收量为0.27~25.74 g/台;单台汽车制冷剂平均回收量在20 g以上的企业仅2家;按照乘用车制冷剂加注量0.6 kg计算,回收量仅占加注量的0.05%~4.29%;制冷剂回收后主要有再生、销毁和暂存3种处理方式,占比分别为28%、42%和30%。

由于管理、技术和市场等原因,制冷剂回收还未引起足够关注,制冷剂的理论回收量和实际回收量之间存在较大差距,制冷剂回收仍处于起步阶段。

3 制冷剂回收主要问题分析

3.1 制冷剂回收政策法规效力不足

制冷剂回收管理是一项涉及面广、政策性和技术性强的工作。目前在宏观层面上规定报废汽车拆解作业前应抽排制冷剂并使用专用容器分类贮存,但配备制冷剂回收技术人员、制冷剂抽排和贮存设施等并非报废汽车拆解企业资质认定的基本前提。由于缺乏针对性、约束性和可操作性政策要求,制冷剂回收工作在社会上并未得到充分关注以及所需的配合和支持。

3.2 制冷剂回收监督管理难度较大

HFC-134a是无色无味的气体,在报废汽车拆解过程中违法排放制冷剂的隐蔽性强,对执法监管技术性、专业性要求高。目前我国基层生态环境部门的执法力量较为薄弱,对于制冷剂回收违法问题的监管难度较大。

3.3 正规拆解渠道回收制冷剂缺乏利益驱动

制冷剂回收需要专业技术人员和抽提、贮存设备,加大了企业成本投入和劳动力消耗。由于汽车报废前压缩机、铜管被拆卸等原因,制冷剂收集量不高,且大部分拆解企业距离废制冷剂收购企业较远,运输成本较高,这造成制冷剂回收收不抵支,多数企业没有积极性。

3.4 大部分报废设备未进入正规拆解渠道

我国报废汽车拆解产业发展良好,但通过正规渠道回收拆解的数量始终于低位徘徊。2021年全国汽车报废注销量约为500万辆,而进入正规回收拆解企业的汽车回收量为244.5万辆[18],仅占报废注销量的42.82%,未流入正规拆解渠道的汽车在拆解过程中制冷剂全部被人为放空,对环境造成影响。

4 结语

HFCs是目前唯一一类世界各国均设定减排时间表的温室气体。党的二十大报告提出“实施全面节约战略,推进各类资源节约集约利用,加快构建废弃物循环利用体系”的新要求,做好制冷剂回收工作,实现制冷剂的循环利用,引领行业规模化、规范化、标准化、产业化发展,是行业绿色低碳高质量发展的内在需求。根据报废汽车拆解行业HFC-134a制冷剂回收现状,提出如下建议。

a)健全法规政策,强化报废汽车拆解行业制冷剂回收管理。我国通过正规渠道的报废车辆占比逐年上升,建议研究将制冷剂回收纳入汽车产品生产者责任延伸制度等制度体系,构建涵盖制冷剂收集、贮存、运输、再生等各环节的管理政策体系,促进报废汽车回收拆解行业绿色健康发展。

b)强化行业规范,细化报废汽车拆解行业制冷剂回收规范标准和技术操作手册。建立完善制冷剂回收和再生标准体系,规范汽车拆解过程中制冷剂分类回收操作流程,制定制冷剂再生利用认定标准,提高制冷剂的再生利用率和市场销售率,促进制冷剂的高值化利用。

c)增强企业责任意识,强化制冷剂回收的事中事后监管。开展拆解企业制冷剂回收人员专项培训,强化企业主体责任意识,提升从业人员的操作技能和回收意识。围绕执法工作重点编制核查手册,提高执法能力和执法效率,加强制冷剂回收日常监管,加大制冷剂人为排放的惩罚力度。

d)完善制冷剂回收网络,提高制冷剂回收收益和企业积极性。依托现有报废汽车拆解网络,合理布局制冷剂回收中转站,集约运输降低成本。以资源利用价值最大化为目标,鼓励制冷剂回收产业链上下游企业沟通合作,建立稳定的商业运营模式,推动形成制冷剂回收规模化市场。

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