制冷劑排放回收現狀分析

王海濤 孫姣 王星 陳文義 張麗娜

（1.天津澳宏環保材料有限公司 天津 301900；2.河北工業大學過程裝備與控制工程系天津 300130；3.河北工業大學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）

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

1 制冷劑發展

在20世紀90年代以前，廣泛應用的制冷劑是氯氟烴物質（CFCs）、含氫氯氟烴物質（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)和其他無氯產品(如R134a、R404A、R507A、R410A和R407 C等)。目前，R22在冰箱、汽車空調、冷水機組和空調熱泵等行業中占主導地位，其投資費用比其他系統（如R134a為制冷劑的系統）要低，且綜合性能優良，其ODP和GWP值僅為0.05和0.36[2]。R134a是R12的最合適的替代產品，且不用更換壓縮機、熱交換器（包括蒸發器和冷凝器）等主要的設備和其他壓力設備，但單位容積制冷量和COP 都小于R12[3]。20世紀90年代以后，出現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類物質是一類不穩定的化學物質，有破壞大氣臭氧層和加劇溫室效應的雙重影響，遵照國際社會環境保護的系列協議，它們已經被或將被逐步淘汰。而作為氯氟烴的主要替代品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”。可見環保制冷劑的替代開發及回收利用技術任重道遠。

2 制冷劑回收的必要性

2.1 環境效益明顯

有關消耗臭氧層物質生產和使用過程中的排放對臭氧層破壞產生直接的作用，對人類健康和環境造成了較大的負面影響。傳統的破壞臭氧層物質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。中國是HCFCs單一生產最大國，HCFCs生產量約占發展中國家的70%，消費量約占發展中國家的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調整案。2013年4月，《蒙特利爾議定書》多邊基金執委會第69次會議，批準了中國HCFCs生產行業第一階段淘汰計劃(2013-2015年)，到2015年，中國削減逾4.7萬噸的HCFCs。按照協議，中國計劃到2030年，完全淘汰HCFCs的生產。就在2014年9月15日紀念國際保護臭氧層日的活動上，中國宣布關閉五條HCFCs生產線。這一舉動將淘汰逾5.9萬噸的HCFCs生產量，淘汰相應的HCFCs生產能力8.8萬噸，每年減排二氧化碳當量逾9300萬噸。加速淘汰給全球的制冷空調業帶來了巨大的壓力和挑戰，HCFCs的加速控制使用已經成為現實。

目前常用的制冷劑對自然環境的另一個負面影響是溫室氣體效應。大多數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。據聯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。根據預測和推算，在今后的100年，全球平均表面溫度可能進一步升高1.4℃～5.8℃，所以應對溫室效應刻不容緩。HFCs制冷劑其GWP值高達2000～3000左右，能夠回收再利用1kg的HFCs制冷劑對自然環境而言就相當于減排2～3噸CO2。

不論是對保護臭氧層而言，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

聯合國毒品和犯罪辦公室（簡稱“毒罪辦”）最近在其網站上發布了《東亞和太平洋地區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毒品和環境犯罪狀況。其報告的第十章是關于“從東亞地區流向世界的ODS非法貿易”的內容。其中指明了中國是東亞地區走私消耗臭氧層物質（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面影響。

作為《蒙特利爾議定書》的簽約國家，中國有責任按照既定的時間表，對消耗臭氧層物質進行淘汰，同時積極地開展消耗臭氧層物質的回收、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、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，有效加強監管并減少消耗臭氧層物質的非法貿易活動。

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

2.3 市場需求迫切

根據市場調研，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）制冷設備生產、試驗過程調試所產生的制冷劑廢棄物；（2）制冷電器、汽車等拆解報廢過程中產生的廢棄制冷劑；（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，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搬遷，迫切需要對制冷劑進行回收再利用。

3 制冷劑使用回收現狀

根據市場調研，中國制冷劑回收工作還處于起步狀態。

（1）空調冰箱等生產行業

目前國內僅空調生產工廠產量在100萬臺以上的就有43家，根據現場調查，這些工廠生產過程中制冷劑（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（R134A、R22、R600A等）生產工廠行業分別在生產環節具有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

制冷電器拆解因為屬于發展的初級階段，回收制冷劑數量很少，一般直接排放，不對制冷劑進行回收。汽車拆解行業可回收制冷劑數量可觀，被認為是制冷劑排放控制和回收的重要對象。據調查，國內汽車拆解企業分布非常有序，省會以下城市每市一家，省會兩家，直轄市可多于兩家，目前全國有資質的汽車拆解企業有522家。根據這一行業的發展，按30萬輛車具備一家拆解企業，未來3～5年商務部準備獲準拆解資質的企業可能會擴展到1500家，每家正規資質的汽車拆解企業每年拆解汽車排放制冷劑（R134A）1～4噸，因此這一行業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

據調研，全國各城市每年在冷超行業因維修、拆遷等因素導致的制冷劑（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

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）每年的國內消費量至少在12萬噸，而鋼瓶使用中不可避免的產生制冷劑殘留，按照氣瓶的最少參與量3%核算，制冷劑殘留量可達3600噸。這部分制冷劑完全不經回收而會直接排放，造成的污染也不可忽視。

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

4 制冷劑回收面臨的問題

許多國家已經意識到并證明了被禁止使用的制冷劑經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）雖然人類環保意識已經增強，但對于制冷劑對環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，制冷劑排放監管不到位，致使大量制冷劑未經回收而直接排放。

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

（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備單臺制冷劑量大，回收制冷劑易見效益，但這類設備維護修理費用高，商家投資意愿不強。

5 結語

保護環境是當今社會的關注的焦點，開發新型環保的制冷劑，淘汰原有制冷劑是歷史的必然，而對現存大量制冷劑的回收處理再利用工作也不容忽視，應該進一步增強環保意識，完善法規，加強監管，高度重視制冷劑回收工作，深入開展制冷劑回收利用技術及設備研究，減少制冷劑的排放，減少破壞臭氧層物質和溫室效應，還子孫后代一片藍天。

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

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

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