保温管及太阳能热水器行业含氢氯氟烃使用禁令政策可行性分析

邹宇田 李思成

(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(ODS)，国际社会分别于1985 年和1987 年缔结了《保护臭氧层维也纳公约》(以下简称“《公约》”)和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》(以下简称“《蒙特利尔议定书》”)。 1989 年与1991 年，我国相继加入了《公约》和《蒙特利尔议定书》，开始ODS 淘汰工作。

1，1-二氯-1-氟乙烷(HCFC-141b)作为聚氨酯(PU)泡沫行业中广泛应用的发泡剂，属于含氢氯氟烃类ODS 中的一种。 我国自2011 年开始，在PU 泡沫行业实施HCFC-141b 淘汰管理计划。 整体淘汰管理计划共分为两个阶段，在第一阶段(2011 年～2016 年)，我国已如期完成了在2013 年将PU 泡沫行业HCFC-141b 消费量冻结在基线水平以及在2015 年削减17.5%的履约目标[1]；在第二阶段(2016 年～2026 年)，我国已如期完成了在2018 年削减30%以及在2020 年削减45%的履约目标，后续将根据计划争取如期完成在2023 年削减80%及到2026 年实现全行业淘汰的最终履约目标[2]。

PU 泡沫行业(指硬泡)主要包括冷藏集装箱、冰箱冰柜、电热水器、保温管道、太阳能热水器、板材、喷涂等子行业。 2018 年10 月，生态环境部发布了《关于禁止生产以一氟二氯乙烷(HCFC-141b)为发泡剂的冰箱冷柜产品、冷藏集装箱产品、电热水器产品的公告》[3]，实现了这3 个子行业HCFC-141b的完全淘汰。 根据第二阶段行业淘汰管理计划安排，采取加速、分阶段的淘汰战略，将保温管和太阳能热水器作为优先淘汰的2 个子行业，已于2023 年9 月1 日发布禁令，禁止HCFC-141b 作为发泡剂在该领域的应用。

本文总结了我国聚氨酯泡沫行业保温管及太阳能热水器子行业发泡剂使用现状，分析在上述两个子行业发布HCFC-141b 使用禁令的技术和经济可行性，以及禁令发布对国内外的社会影响。

1 保温管及太阳能热水器子行业基本情况

1.1 保温管子行业基本情况

保温管广泛应用于国民经济和民生的各个领域，供热用保温管是聚氨酯保温管行业最大的使用领域，制造商主要集中在东北、华北、西北地区。 自淘汰管理计划实施以来，在《蒙特利尔议定书》多边基金赠款资助下，18 家保温管企业完成了HCFC-141b 替代改造活动，分别采用水、碳氢等零消耗臭氧潜能值(ODP)和低全球变暖潜能值(GWP)替代技术，实现HCFC-141b 淘汰量1 812.04 t。 2023 年，还将有5 家保温管企业在赠款资助下完成技术改造，不再使用HCFC-141b 作为发泡剂，再实现HCFC-141b 淘汰量431.74 t。 随着我国ODS 淘汰计划的实施，HCFC-141b 价格逐步提升。 同时，在对行业绿色低碳健康发展意识的不断宣贯下，保温管子行业内大部分大中型企业均通过多边基金或企业自筹完成了替代改造。 因此截至目前，HCFC-141b在保温管子行业用量出现大幅下滑。

1.2 太阳能热水器子行业基本情况

太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水需求，行业发展与房地产行业的发展有较强的关联性，受生活习惯影响，太阳能热水器销售以长江流域、黄河流域和光照充足的云南等地为主，其生产企业主要集中在山东、江苏、云南和浙江等省。 自淘汰管理计划实施以来，在《蒙特利尔议定书》多边基金赠款资助下，6 家太阳能热水器企业完成了HCFC-141b 替代改造活动，分别采用水、碳氢等零ODP 和低GWP 值替代技术，实现HCFC-141b 淘汰量1 769.19 t。 2023 年还将有1 家太阳能热水器企业在赠款资助下完成技术改造，再实现HCFC-141b 淘汰量27 t。 随着我国ODS 淘汰计划的实施，对HCFC-141b 生产及使用配额的逐步削减，HCFC-141b 价格逐步提升。 同时，在对行业绿色低碳健康发展意识的不断宣贯下，太阳能热水器子行业内大部分大中型企业均通过多边基金或企业自筹完成了替代改造，行业自身随着新建筑开发减少而萎缩，市场几近饱和，部分中小企业已停产或关闭。 因此截至目前，HCFC-141b 在太阳能热水器子行业用量出现大幅下滑。

2 两个子行业替代技术可行性分析

在选择替代HCFC-141b 的技术中，需考虑的因素主要有:(1)按照《蒙特利尔议定书》要求，HCFC-141b 的替代品推荐零ODP、低GWP 类环境友好物质；(2)采用的替代技术需在生产活动中保持安全可控；(3)采用替代技术生产的泡沫制品需达到原泡沫制品保温性能要求；(4)需考虑技术替代后企业生产成本变化情况。 基于上述因素分析，目前在保温管及太阳能热水器这两个子行业，建议可采用较成熟的替代HCFC-141b 的发泡剂，主要有碳氢[4]、水、氢氟烃(HFC)、含氟烯烃(HFO/HCFO)以及上述物质的混合物等。 碳氢(烷烃)技术的优点是环境友好、经济、产品性能好，对于大中型企业一次性安全改造投入也有能力承担，是大中型企业的优选替代技术；水发泡技术的优点是环境友好、无需设备及安全设施改造，生产成本在能够承受的范围内，适合大多数中小型企业；HFCs 属于高GWP 替代品，且生产成本较高，但其他方面均具有优势，适合对保温性能要求高的产品；HFO/HCFO 类替代技术GWP 值较低，使用方便且泡沫性能优异，不存在易燃易爆问题，但因价格较高，应用相对受限。

在多边基金资助下，上述两个子行业中开展的淘汰项目均取得了较好的示范效果与经验，对同行业其他企业的淘汰改造技术与方法具有良好的指导作用，对两个子行业HCFC-141b 淘汰进程具有巨大的促进作用。 自2019 年起，替代发泡剂在这两个子行业中的应用范围逐渐开始迅速扩大。 碳氢和水发泡技术目前已成为两个子行业主流发泡技术，大多数行业企业对上述两种替代技术已熟知并能熟练掌握。 除碳氢和水技术以外，这两个子行业中会根据一些产品生产过程及性能的特殊要求，采用HFC 及HFO/HCFO 类替代技术来满足生产要求，故HFC 及HFO/HCFO 在这两个子行业也有一定范围的应用。采用碳氢和水作为发泡剂的相应生产设备已经基本实现了国产化，价格较前些年有所下降，相应的生产设备供应已经齐全。 整体来看，保温管及太阳能热水器行业具备成熟可行的替代技术，且行业内对HCFC-141b 的替代技术已形成共识并有广泛应用的实践经验。 尚未完成替代的企业可根据自身规模大小及产品要求，选择相应的替代技术进行生产。

3 两个子行业替代经济可行性分析

鉴于具有多年成熟应用经验、臭氧友好、气候友好等因素，保温管及太阳能热水器这两个子行业所选择的HCFC-141b 替代品主要是碳氢和水。

从HCFC-141b 到碳氢发泡剂的生产线改造主要包括增加安全控制系统、电气系统、或新增戊烷组合料的储存和输送设备、更换发泡设备和模具、防爆发泡机、增加生产线的防爆系统和排风系统、安全探测仪等必要的设备投入和改造。 因此采用碳氢技术主要涉及一次性的投资成本增加，替代原材料价格较低，不涉及增加运行成本。

与碳氢技术相比，水发泡技术最大的优势在于其安全性，不需要对设备有过多的增加投资，但需要消耗更多异氰酸酯(黑料)且需降低发泡原料黏度，制品成本受黑料价格波动影响。 另外，替代技术发泡制品的导热系数与HCFC-141b 发泡制品相比有所升高，为达到同样的产品保温性能，泡沫的用量(保温层厚度)需要有所提升，导致产品生产和应用有一定的运行成本增加。

经调研了解，企业普遍接受替代技术改造过程中的部分成本增加，目前现有替代技术的使用对于整体行业无经济压力，发泡剂替代不会干扰市场的持续发展。 虽然碳氢发泡技术的原料成本较低，但由于一次性改造投入比较高、安全管控要求高，预计只有大中型企业会选择碳氢技术。 除目前已有改造为碳氢技术的企业外，剩余中小规模企业将会改造为采用水发泡技术。 因此，在保温管及太阳能热水器子行业进行HCFC-141b 的完全淘汰具有经济可行性。

4 国内外社会影响分析

在保温管及太阳能热水器子行业，超过90%的企业对发布HCFC-141b 使用禁令表示支持，大多数企业均熟知国家淘汰HCFC-141b 政策，并有超过三分之二的企业已经自行完成替代技术转换或正在尝试使用替代发泡剂进行泡沫生产。 在企业实际生产中，HCFC-141b 的替代改造主要是针对发泡工序的设备和相关的安全措施设备进行改造替换，产品生产的工序不会发生改变，多数企业认为HCFC-141b替代后，对就业没有大的影响，未有报告因HCFC-141b 淘汰产生工人失业的问题。

淘汰HCFC-141b 具有保护臭氧层和减少温室气体排放的双重环境效益。 根据调研估算，保温管及太阳能热水器两个子行业预计HCFC-141b 总消费量3 126 t，两个子行业HCFC-141b 的淘汰将实现消耗臭氧层物质344 ODP 吨减排，相当于减少温室气体排放约2 266 350 二氧化碳当量吨。 在保温管及太阳能热水器两个子行业发布HCFC-141b 使用禁令，将有助于我国如期实现履约目标，推动行业绿色健康高效发展。

5 结束语

综上所述，保温管及太阳能热水器子行业具备经济可行的替代发泡技术，我国基本具备在上述两个子行业发布禁止使用HCFC-141b 作为发泡剂的公告条件，生态环境部已于2023 年9 月1 日正式发布该禁令[5]。 该禁令的发布将大大推动我国履行《蒙特利尔议定书》各阶段淘汰目标的实现，并将为我国实现“双碳”目标做出贡献。