有害物質清單對船用冷庫壁板設計的影響

喻正昌 劉 輝

（中遠海運重工有限公司 大連116600）

引 言

面對環境問題日益嚴峻的今天，船上有害物質的污染問題也引起國際社會的重視，《香港公約》和《歐盟拆船法案》的相繼出臺，標志著國際社會將這一關注點改進愿望落實在了行動上。《香港公約》和《歐盟拆船法案》均要求船上配備有害物質清單（IHM），有害物質清單包括禁止使用的物質和限制使用的物質兩部分內容。其中，消耗臭氧物質屬于禁止使用的物質。然而由于世界各國經濟和工業化水平不均衡，某些含有消耗臭氧層物質的材料在現階段還是可以使用的。例如，市場上含有氫化氯氟烴（HCFC） 的船用冷庫壁板。冷庫壁板加入HCFC可以使其具有較好的塑性和良好的平整性，同時產生氣泡；而不加入HCFC的冷庫壁板不僅原料成本上升，塑形方面也相對較差。隨著《香港公約》和《歐盟拆船法案》生效臨近，HCFC材料在船上禁止使用是必然趨勢。為了避免公約或法案執行對新造船舶交付造成影響，分析含有HCFC船用冷庫壁板可使用的時間期限，并研究相關替代品及其性能是很有必要的。

1 《香港公約》的相關要求

2009年國際海事組織在香港舉行的會議上，以決議方式通過了《2009年香港國際安全與環境無害化拆船公約》（下文簡稱《香港公約》）。其核心理念是對船舶上有害物質進行全程的控制與跟蹤。就造船業而言，在船舶設計和建造過程中，有效地控制有害物質材料的使用尤為重要。

目前，《香港公約》尚未正式生效，原則上新造船舶是不必滿足《香港公約》中有害物質清單的要求。但隨著國際社會對船舶無害化回收再利用的重視程度越來越高，各船級社也順應形勢，為船東提供了滿足《香港公約》中有害物質清單的“綠色護照”船級符號，例如CCS （GPR），ABS （IHM），BV （GREEN PASSPORT）等，在新造船舶項目上，越來越多的船東也愿意選擇 “綠色護照”的船級符號。因此，滿足有害物質清單要求的設計方案，越來越成為常態化的設計方案。

對于消耗臭氧的物質，在有害物質清單中屬于禁止使用的物質。然而對于HCFC的使用，在《香港公約》中允許其使用至2020年1月1日之前，見表1。就目前而言，對于要獲取“綠色護照”船級符號的新造船舶，含有HCFC-141b的冷庫壁板還是允許使用的，同時也應當注意其使用的最終期限，避免因此造成設計失誤民致重大損失。

2 《歐盟拆船法案》的相關要求

由于《香港公約》遲遲不能生效，歐盟組織在《香港公約》基礎上制定了《歐盟拆船法案》EU1257/2013，針對所有懸掛歐盟成員國國旗的船舶。與《香港公約》相比，《歐盟拆船法案》中所列有害物質清單的要求更為嚴格，范圍更加廣泛。對于消耗臭氧物質的使用上沒有豁免期，所有新造船舶上都禁止使用。

《歐盟拆船法案》雖已通過，但是尚未執行。對于不同類型船舶的執行時間如下：

（1）歐盟新造船要求在2018年12月31日前持有有害物質清單（IHM）；

（2）歐盟運營船要求在2020年12月31日前持有有害物質清單（IHM）；

（3）自2020年12月31日起，非歐盟成員國船旗的現有船，在靠泊歐盟港口或錨地時，應持有有害物質清單（IHM）。

圖1 歐盟拆船法案執行時間

從《歐盟拆船法案》執行的時間節點來看，對于掛歐盟成員國國旗的新造船舶，在2018年12月31日以后交付的船舶就應該禁止使用含有HCFC材料的冷庫壁板。

3 H C F C-141 b冷庫壁板的市場調研

在市場上船用冷庫壁板普遍采用聚氨酯發泡作為保溫材料。聚氨酯發泡是由異氰酸酯和多元醇為主要材料，在發泡劑、勻泡劑、催化劑等助劑作用下，經過進行混合，發泡，塑形，最后形成冷庫壁板。在生產過程中，消耗臭氧物質HCFC-141b是作為發泡劑加入到冷庫壁板中的。HCFC-141b會包裹在泡孔中，少量吸附在孔壁上，隨之時間的增加，不能夠完全釋放而殘留在產品中。通過實驗的方法測得發泡劑在產品中的殘留量不到10%，仍不合符有害物質清單的要求。

圖2 聚氨酯發泡流程

從HCFC-141b作為發泡劑的生產廠家了解到，目前面臨的問題有如下幾點：

（1）生產成本的問題。不加入HCFC-141b比加入HCFC-141b制作的冷庫壁板，原材料價格高，民致生產成本上升。

（2）生產技術的問題。加入HCFC-141b可以使冷庫壁板具有較好的塑性和良好的平整性，同時能較少的產生氣泡，不加入HCFC-141b的冷庫壁板在塑形方面就差了許多。

（3）原材料污染問題。因上一批次原材料在生產過程中加入了HCFC-141b，后續生產線對于要求不加入HCFC-141b系列的原料造成了污染，民致生產出來的產品雖未加入卻仍含有HCFC-141b。

由此可以看出，在設計和采購冷庫壁板的過程中，不僅要關注生產廠家是否使用了HCFC-141b作為發泡劑，同時也應當注意是否存在原材料污染的問題。

4 H C F C-141 b的代替物

環保型發泡劑或發泡技術在相關行業內早已得到實踐。其中常見的有HFC-245fa、HFC-365mfc和環戊烷等。下頁表2列舉了這幾種物質部分的物理性能。

HFC-245fa不可燃燒，使用安全。由于其本身沸點低，在發泡過程中能夠迅速汽化，并且泡沫尺寸的穩定性相比HCFC-141b更好。目前HFC-245fa已不再具有壟斷價格，在提高能效的背景下，HFC-245fa不失為一種好的解決方案。但同時也應當注意其溫室效應指數（GWP）偏高，從長遠來看也只能作為一種過渡產品。

表2 幾種常用發泡劑的物理性能比較

HFC-365mfc毒性低，綠色環保，其沸點與HCFC-141b接近，氣體民熱系數較低，可以使泡沫的絕熱性能更好，并且泡沫具有優異的耐老化性能。但是HFC-365mfc具有一定的易燃性，單獨使用的成本較高，并且溫室效應指數（GWP）偏高。

環戊烷作為聚氨酯的發泡劑，環境性能極好、溫室效應指數（GWP）較低，是一種非常好的替代品。然而環戊烷存在易燃易爆性，在設備選擇和生產過程中需要克服這個問題。目前環戊烷作發泡劑的技術已成熟，在冰箱冷柜行業得到了廣泛的應用。

以上簡單介紹了幾種常見的HCFC-141b替代品，相關技術的研發和應用早已在聚氨酯泡沫行業開展，就目前而言，船用冷庫壁板滿足有害物質清單要求在技術上已經成熟。同時也應當注意，目前高GWP值的材料并未限制，但美國已經開始打算限制高GWP值材料的使用了，可以預見低ODP值和低GWP值的環保材料才是最佳的解決方案。

5 結 語

從目前來看，掛旗國為歐盟成員國的新造船舶，在設計和采購時，應避免使用含有HCFC-141b的冷庫壁板。掛旗國為非歐盟成員國的新造船舶，含有HCFC-141b的冷庫壁板可以使用，但對于要獲取“綠色護照”船級符號的新造船舶，在設計時就需要根據交船時間考量，避免對船舶交付造成負面影響。

總而言之，在設計時應盡可能避免使用消耗臭氧物質的材料，這不僅是為了滿足公約和規范的要求，也與人類未來生存與發展密切相關。