高凌云,李 麗,李 娟,郭曉林
(環境保護部環境保護對外合作中心,北京100035)
清洗行業含氫氯氟烴淘汰面臨的挑戰及應對策略
高凌云,李 麗,李 娟,郭曉林*
(環境保護部環境保護對外合作中心,北京100035)
介紹了中國清洗行業開展HCFCs整體淘汰活動面臨的主要挑戰及可能的應對策略,重點關注HCFCs使用企業能否根據自身條件,在現有市場條件下,協調替代清洗劑和清洗設備供應商,制定出切實可行的替代改造方案。
溶劑;HCFC;替代方案;挑戰
自1989年加入《保護臭氧層維也納公約》和1991年加入《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》以來,中國政府開展了卓有成效的保護臭氧層行動,淘汰全球50%以上的消耗臭氧層物質(Ozone-Depleting Substance,簡稱ODS)的生產和消費,為保護臭氧層做出卓越貢獻。
2007年,蒙特利爾議定書第19次締約方大會通過含氫氯氟烴(HCFC)加速淘汰調整案,要求各締約方加速淘汰HCFC的生產和使用。2011年,中國清洗行業含氫氯氟烴(HCFC)第一階段淘汰計劃獲得蒙特利爾議定書多邊基金執委會批準[1],要求在2013年將HCFC消費凍結在2009和2010年的平均水平,即消費量為4482 t(基線消費量),2015年在基線基礎上削減7.9%。迄今為止,我國清洗行業第一階段淘汰目標已順利完成。
2016年,中國清洗行業HCFC第二階段淘汰計劃獲得蒙特利爾議定書多邊基金執委會批準[2]。按照獲批行業計劃的安排,中國清洗行業將在基線消費量基礎上按照如下進程實現全行業HCFC淘汰:
2018年削減20%;
2020年削減35%;
2023年削減70%;
2026年全部淘汰。
對許多使用企業而言,清洗只是一個輔助工序,但卻直接影響到最終產品的性能和品質,每一種清洗劑(或溶劑)的選擇都是企業綜合考慮清洗能力、市場價格、安全管理等各方面因素的結果。本文所指的“清洗企業”是目前仍使用HCFCs作為清洗劑(或溶劑)的企業,也是中國清洗行業HCFC第二階段淘汰工作的任務承擔者。為順利實現行業計劃各階段淘汰目標,2015年開展了清洗行業HCFCs使用情況調研,根據調研結果,中國清洗行業企業HCFCs使用具有以下幾個特點。
2.1 清洗對象復雜,涉及工業領域廣泛
調查顯示,我國清洗行業企業涉及工業領域復雜,醫療行業、機械工業、儀器儀表、電子工業、郵電通訊、金屬加工業、紡織工業、光學產品、精細化工等都大量涉及到清洗操作。依照HCFCs在中國清洗行業的使用情況和消費領域,清洗行業可進一步細分為一次性醫療器械、金屬、電子及溶劑配置四大子行業。
(1)一次性醫療器械子行業:HCFCs主要有兩種用途,一是作為清洗劑使用,用于制針工裝的清洗;二是作為硅油稀釋劑使用,用于針尖及注射器硅化處理。
(2)金屬子行業:使用HCFCs或其復配溶劑去除金屬零部件表面的切削油、沖壓油、潤滑脂、金屬粉屑或灰塵油脂等污染物,清洗對象主要包括壓縮機零部件、電機零部件、閥門、紡織噴絲板、微型溫控器零部件等。
(3)電子子行業:使用HCFCs或其復配溶劑進行清洗操作,清洗對象主要包括精密電子元器件(如繼電器、集成電路敏壓電阻、半導體、微型開關等)、LCD及其部件以及具有類似特性的光學玻璃(如隱形鏡片等)、集成電路板及其組裝件等。
(4)溶劑配置子行業:在消耗HCFC-141b提供清洗工程服務的同時,也作為中間商生產并向下游用戶提供含HCFC清洗劑、醫用硅化液等產品。
調查進一步顯示,清洗行業HCFCs消費主要集中于一次性醫療器械子行業,消費量占到整個行業的40%;溶劑配置和金屬子行業次之,分別占25%和21%;電子子行業消費相對較少,為14%。
2.2 企業數量多、分布范圍廣
調查顯示,清洗行業HCFCs消費企業有400多家,消費的HCFCs以HCFC-141b為主,伴有少量的HCFC-225。這些企業主要遍布于我國20多個省/直轄市,但用量相對集中,主要分布于廣東、江蘇、上海、北京、福建等經濟相對發達的區域。按照行業2014年數據初步統計,各地區HCFC-141b消費量分布如圖1所示,其中廣東、江蘇、上海、北京四地的消費量接近總消費量的60%。
調查還顯示,各區域子行業集中程度也相對較高,如上海以電子和溶劑配置子行業為主,廣東以金屬和電子子行業為主,江蘇以一次性醫療器械子行業為主,北京則主要為溶劑配置子行業。
2.3 大多數企業HCFCs使用量小,替代改造能力相對薄弱
通過行業調研發現,僅有少數企業HCFCs清洗劑/溶劑年使用量超過100 t,這些企業資金、技術、管理能力較強,為未來HCFCs替代改造形成了良好的基礎。但是,半數以上企業HCFCs清洗劑/溶劑年使用量低于10 t,這些企業生產規模總體較小或者只有部分產品使用HCFCs清洗劑/溶劑,其技術創新能力和用于替代改造的資金支持與大中型企業相比都存在著較大的差距,是未來淘汰任務的難點。

圖2 2014年清洗企業HCFC-141b消費規模分布情況[2]
根據蒙特利爾議定書多邊基金的要求,選擇ODS替代技術應滿足以下原則:
(1)不破壞臭氧層、氣候友好;(2)確保生產安全和職工健康;(3)費用有效。2000年開展三氯三氟乙烷(CFC-113)、四氯化碳(CTC)和三氯乙烷(TCA)淘汰工作時,一些對清洗安全要求較高的企業選擇了HCFCs作為過渡清洗劑使用,也有部分企業選擇了水基、半水基、氯代烴和正溴丙烷清洗劑。
目前市場上還沒有在各方面都能與HCFCs媲美的清洗劑。雖然出現了更多的替代產品,但能直接替代的安全環保清洗劑價格過高;而價格適中的清洗劑存在安全等方面的不足,需要采取額外的安全保障措施。基于此,清洗行業HCFCs淘汰面臨以下挑戰:
3.1 清洗企業參與HCFCs替代改造的意愿
2016年,中國清洗行業HCFC第二階段淘汰計劃獲得了多邊基金執委會原則性批準,獲批的4480萬美元贈款主要用于支持企業的替代改造活動和技術援助活動,為2007年9月21日之前成立并使用過HCFCs的中資企業提供資金支持,用于采購清洗改造相關的設備和替代清洗劑及安保設施等;為清洗行業HCFCs使用企業提供技術支持,并定期為清洗企業組織政策宣講和技術交流活動。
鑒于不同類型清洗企業的替代成本差別較大,多邊基金的資助方案主要基于企業基線年HCFCs消費量確定資助上限,根據企業選擇的替代技術指導其替代改造方案中的預算分配。一般而言,企業清洗方案有幾種模式:(1)原有比較好的清洗設備,可選擇直接更新清洗劑;(2)原來清洗設備基礎較差,不能適用HCFCs之外的清洗工藝,需采購新的清洗設備,以適用新的清洗劑;(3)原來手工清洗,可以考慮超聲波設備清洗;(4)清洗對象要求高,原來手工清洗,替代后也必須手工清洗,對替代清洗劑的安全指標要求較高。
對價格高的替代清洗劑,其可回收比例決定了企業的后續運行是否可持續,而可回收比例高低取決于清洗設備對清洗的循環回收效果,前期采購設備和清洗劑的投入大,比較適于資金充裕的企業。對價格適中的碳氫清洗劑,雖然在清洗設備方面前期投入相對低,但因其安全風險較高,需對清洗車間進行必要的安全改造。
在HCFCs替代改造中,項目企業在獲得多邊基金贈款的基礎上,一般都要自身再投入配套資金支持改造活動。因此,清洗企業是否有積極意愿投入適量自有資金,積極開展技術替代測試,在開展清洗替代的同時提高清洗效率,是我們要應對的第一個挑戰。
3.2 企業能否制定出合理的替代方案
基于清洗行業第一階段HCFCs淘汰項目的實施經驗,計劃淘汰HCFCs的企業必須根據產品的清洗要求制定出可實施的替代方案,內容主要包括合理地選擇一種或幾種非ODS清洗劑(或溶劑)、配備相應的清洗設備、采取合適的安全保障措施,并做出詳實預算。
企業在制訂替代方案時,替代清洗劑的選擇應基于清洗對象本身的理化特性和最終質量要求,對于HCFCs用于幾種清洗用途的情景,則可能需要分別采取替代措施,系統結集成一個綜合的改造方案,方能做到費用有效。例如在壓縮機生產企業,HCFCs的清洗對象包括工裝板、測試臺、返修壓縮機等。通過對清洗對象、污染物及清洗質量要求等方面的分析,可選擇對工裝板的清洗,使用高品質的碳氫清洗劑、配備相應的碳氫清洗設備并按消防要求改造清洗車間;對測試臺、返修壓縮機的清洗,選擇含有反式1,2-二氯乙烯清洗或氟烯烴清洗劑直接替代。從第一階段實踐經驗來看,實施了這一方案后,清洗過程環保、安全、有效,清洗的材料費用企業也可以接受。
良好的開端是成功的一半,作為淘汰工作的主體,企業要加強管理與落實,通過充分的市場調研,結合自身實際需求,在行業專家的指導下,制訂切實可行的替代方案。
3.3 企業的改造活動能否得到當地政府部門的支持
由于HCFC-141b是一種化學品,與HCFCs相關的替代改造活動可能涉及是否造成新的環境污染、消防安全或職業健康等問題。企業在參與HCFCs淘汰活動后應及早與當地環境保護和安全監管部門溝通,征求其對改造活動的意見,以順利通過改造活動完成后的評估。
4.1 加強政策引導,做好成功范例宣傳
在行業計劃框架下,政府將加強對行業HCFCs淘汰進程和相關政策措施的宣傳,通過印制資料、相關網站發布淘汰進展、組織宣傳培訓會議等手段,讓更多的清洗企業和利益相關方了解HCFCs管理政策及淘汰方案,明確企業的發展戰略。同時通過HCFCs配額和進出口管理政策,逐步削減HCFCs的市場供應,增加企業繼續使用HCFCs的成本和難度,加速各行業HCFCs淘汰工作。
2012~2015年,清洗行業HCFC第一階段淘汰計劃共與9家企業簽署HCFC-141b淘汰合同,涉及一次性醫療器械、金屬、電子等應用領域,淘汰了超過610 t HCFC-141b,不僅如期實現了行業履約目標,也為后續淘汰活動提供了豐富的實踐經驗和技術信息。

表1 清洗行業HCFC第一階段淘汰項目基本情況
4.2 針對不同類型不同規模的企業分別制定淘汰方案
如上所述,清洗企業涉及的清洗對象不同,清洗工藝和替代品選擇標準迥異;企業HCFCs消費規模不同,企業的自身技術實力和財務管理水平也差別較大,為此,不同類型、不同規模的企業應根據企業自身情況制定切實可行的淘汰方案,選擇費用有效的替代清洗劑(溶劑),確保生產安全。
4.3 提供一定的資金和技術支持
在HCFCs淘汰過程中,行業計劃對滿足多邊基金要求的清洗企業提供一定的資金和技術支持,為盡早啟動保護臭氧層的實際行動,企業應及早開展替代清洗劑的選擇和測試、清洗工藝的調整等工作;行業計劃也將對申報HCFCs淘汰項目的企業遵循先到先得的資助原則,兼顧替代技術的費用有效性。技術支持活動會貫穿整個行業計劃的始終,所有清洗企業均可學習了解HCFCs淘汰政策、獲取技術支持。
4.4 實施符合大多數中小企業實際情況的績效管理
這主要針對獲得多邊基金贈款支持的HCFCs淘汰項目企業,行業計劃將根據項目實施的進展分批支付贈款資金,比如企業與設備供應商之間所有采購合同簽署后、企業所有改造設備到貨、安裝試運行正常等都是常用的績效點。未來HCFCs淘汰項目實施過程中,行業計劃將充分借鑒第一階段淘汰項目已經形成的執行模式,針對更多中小企業參與的行業特點,進一步完善、優化項目管理流程和實施要求,盡可能符合大多數企業的實際運行情況和改造需求。
4.5 地方環保部門實施有效監督
2005年起,環境保護部與地方環境保護部門開展“加強地方政府履行蒙特利爾議定書淘汰消耗臭氧層物質能力建設項目”,支持地方政府建立履行公約的機構、履約人員隊伍、制定政策,根據國家及環境保護部規定的ODS管理政策開展ODS使用日常監管活動,嚴厲打擊非法生產、銷售和使用HCFCs的行為。
中國政府一直以來高度重視保護臭氧層工作,嚴格履行《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》義務。30年來,中國逐步削減消耗臭氧層物質、保護臭氧層的負責任大國形象得到國際社會的一致認可。未來十年將是中國政府逐步削減HCFCs、保護臭氧層行動的關鍵階段。在公約和國際機構的大力支持下,以及在社會各界的廣泛參與下,清洗行業HCFCs第二階段淘汰任務一定能夠如期實現。
[1]清洗行業HCFC第一階段淘汰管理計劃,環境保護對外合作中心、北京化工大學聯合國開發計劃署聯合編制,2011年11月,蒙特利爾議定書多邊基金執委會第65次會議批準。
[2]清洗行業HCFC第二階段淘汰管理計劃,環境保護對外合作中心、北京化工大學聯合國開發計劃署聯合編制,2016年5月,蒙特利爾議定書多邊基金執委會第76次會議批準。
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,山東德州人,碩士研究生,工程師,主要從事中國清洗行業消耗臭氧層物質的淘汰管理工作。
*通訊作者:郭曉林,女,工程師,E-mail:guo.xiaolin@mepfeco.org.cn。