1、能源基金项目中国氟化工行业氢氟烃（HFCs）逐步削减趋势研究浙江省化工研究院有限公司2016-06目 录摘要 .11 中国氟化工行业 HFCs 生产现状 .21.1 中国氟化工行业 HFCs 生产现状 .31.1.1 中国已成为世界 HFCs 大国 .41.1.2 行业生产技术持续提升 .71.1.3 新一代产品研发方有所突破 .81.1.4 与跨国公司合作力度加大 .81.2 HFCs 生产行业面临的主要问题 .92 中国 HFCs 发展及替代趋势分析 .102.1 HFCs 发展前景分析 .112.1.1 国内外 HFCs 政策发展现状与趋势 .112.1.2 标准修订趋势 .192.2
2、国外 HFCs 替代技术发展趋势 .232.2.1 低 GWP 值 HFCs 的新应用受重视 .242.2.2 HFOs 已经开始大规模产业化及应用 .252.2.3 混合工质成为研发热点 .282.3 国内 HFCs 替代技术发展 .302.3.1 HFC-32 作为家用空调、热泵、冷冻机的应用研究 .322.3.2 HFC-161 作为家用空调制冷剂的应用研究 .332.3.3 R290 作为家用空调、热泵、商用制冷应用研究 .342.3.4 其它替代产品与技术 .352.4 HFC-23 绿色转化技术发展趋势 .372.4.1 消解技术 .382.4.2 绿色转化技术 .393 中国含氟
3、低 GWP 替代品的开发知识产权现状分析 .413.1 中国含氟低 GWP 替代品的开发现状 .413.2 中国含氟低 GWP 替代品的知识产权现状分析 .453.2.1 HFOs 中国专利公开趋势 .453.2.2 HFOs 中国专利的技术垄断性分析 .453.2.3 重点专利技术分析 .473.2.4 HFOs 中国专利到期分析 .554 中国氟化工行业 HFCs 削减潜力预测 .614.1 2015-2050 年 HFCs 产量预测 .614.2 中国的 HFCs 削减情景预测 .644.2.1 基准情景（ BAU Business As Usua）下的削减趋势 .654.2.2 北美提
4、案情景下的中国 HFCs 削减趋势 .674.2.3 欧盟提案的情况下的中国 HFCs 削减趋势 .684.2.4 印度提案的情况下的中国 HFCs 削减趋势 .694.3 中国 HFCs 的削减趋势建议 .70总结 .72参考文献 .74缩写词：ASHRAE 美国采暖、制冷与空调工程师学会CDM 清洁发展机制CFC 氯氟烃GHG 温室气体GWP 全球变暖潜能值HCFC 氢氯氟烃HFC 氢氟烃HPMP HCFC 淘汰管理计划IPCC 政府间气候变化专门委员会ODP 臭氧消耗潜值ODS 消耗臭氧层物质1 / 86摘 要随着中国经济快速发展和发达国家的产能转移，中国已经发展成为全球最大的 HFCs
5、 生产国和消费国，基本实现了所有 HFCs 的规模化生产，从事生产的企业有二十余家，为中国的经济持续快速发展发挥了重要作用。与发达国家不同，中国社会进入 HCFCs 的大规模应用没多长时间即开展了加速淘汰，在全球还没有十分成熟的替代品背景下，HFCs 一方面要弥补 HCFCs 的造成的缺口，同时也要限制发展。如何使 HFCs 的削减与经济发展相匹配，即要尊重历史发展的客观规律和中国的经济发展需求，又要履行中国政府对国际社会做出的减非承诺。国际社会已经形成了削减 HFCs 的共识，北美三国集团、欧盟、印度和小岛屿国家集团也纷纷提出了在蒙特利尔议定书框架下削减 HFCs 的修订案。中国政府也与美国
6、在未来就包括 HFCs 在内的温室气体的控制，同意就全球削减氢氟碳化物这种强效温室气体携手合作，并表示“中国将继续支持并加快削减氢氟碳化物行动，包括到 2020 年有效控制三氟甲烷（HFC-23）排放” 。因此，HFCs的削减成为中国氟化工行业面临的重要问题，HFC-23 的循环再利用和资源化转化成为行业面临的重大研发课题。本项目调研了解了中国生产行业现状和存在的主要问题，在国内外 HFCs 相关的政策、标准修订和替代品和技术发展的环境下，重点分析了中国 HFCs 替代品的开发情况和替代趋势。项目还对中国低 GWP 替代品知识产权现状进行了初步分析，以了解对我国氟化工行业 HFCs 替代品发展
7、进程的影响。结合以上国内外的影响因素，最后对中国的氟化工行业 HFCs 削减潜力进行了预测。在 2005-2015 年的数据基础上，采用线性回归的方式，设定合适的影响因素得出线性回归方程，模拟 2015-2050 年的发展趋势。对基准发展情景、北美集团提案、欧盟提案和印度提案四种情景进行了对比分析，综合中国 HFCs 的发展和行业企业的意见提出了适合中国的 HFCs 削减建议，即印度提案的基线标准和北美国提案的削减进程相结合。根据本项目建议的中国 HFCs 削减方案估算，从2 / 862027 冻结产量开始到 2050 年，累计减排等二氧化碳当量约 137.0亿吨。若将 HFC-23 的减排量
8、包括在内，2015 年到 2050 年减排累计等二氧化碳当量共约 33.23 亿吨，两者合计可实现约 170 亿吨等二氧化碳当量减排。3 / 861 中国氟化工行业 HFCs 生产现状1987 年蒙特利尔议定书中提出要逐步淘汰氯氟烃（CFCs）和其他耗臭氧物质（ODS）的使用，从而导致了卤代烃的替代进程，它们广泛应用于制冷、清洗、发泡和灭火剂等用途。随后人们开发了氢氯氟烃（HCFCs）和氢氟烃（ HFCs）逐步替代CFCs，目前，除了议定书中规定的豁免应用领域，全球已经基本完全实现了 CFCs 的替代。由于 HCFCs 仍属于 ODS，它只是 CFCs的过渡性替代品，2007 年 9 月蒙特利
9、尔议定书第 19 次订约方大会关于加速淘汰 HCFCs 的修正案，发达国家和发展中国家分别提前 10 年，在 2020 年和 2030 年实现 HCFCs 的淘汰。做为 HCFCs 的替代品 HFCs 随着 HCFCs 的加速淘汰，近二十年开始被大量生产和应用。但是， HFCs 虽然不含有破坏地球臭氧层的氯或溴原子，却是一种极强的温室气体（GHG） 。早在 1997 年京都议定书中将氢氟碳化物列为温室气体，人们也在不断寻找新的低温室效应潜能值（GWP ）的替代品以取代 HFCs。HFCs 的主要用途包括以制冷剂、发泡剂、清洗剂和灭火剂等：1) 制冷剂：做为工质应用于家用空调、商业制冷设备、移动
10、制冷设备和工业制冷设备中，通过压缩机压缩气化时吸收大量内能，令附近环境温度下降；2) 发泡剂：在制造聚氨酯或聚苯乙烯等发泡胶的过程中，氢氟碳化合物被混合于塑胶中，成为发泡胶的气泡，属于物理发泡过程；3) 清洗剂：氢氟碳化合物能够溶解油脂而不破坏电子器件，故被用作电子零件及金属用品的清洁剂；4) 灭火剂：氢氟碳化合物在高温下受热分解，产生含氟的自由基， 与燃烧反应过程中产生链反应的 H，OH 等活性自由基发生气相作用，实现断链化学灭火，因此氢氟碳可做为洁净气体灭火剂用于电器、图书馆或文物的灭火；4 / 865) 喷射剂：液态氟碳化合物通常被加进喷漆及杀虫剂等压缩喷雾的容器中，当使用者使用压缩喷雾
11、时，容器内的压力会降低，导致液态氯氟碳化合物气化而喷射出来。1.1 中国氟化工行业 HFCs 生产现状随着中国经济的发展，氟化工行业也经过近十几年的快速发展，已经成为全球最大的 HCFCs 和 HFCs 生产与消费国。除了 ODS 替代品下游需求增长带动外，需要以 HCFCs 和 HFCs 为原料的非ODS 用途，如高分子材料的快速发展，也带动了它们的产能和产量的扩展。同时，中国也已经开始执行含氢氯氟烃淘汰计划（HPMP）并且已经第二阶段，随着部分 HCFCs 装置的关停和产能缩小，短时间内在没有完全成熟的 HFCs 替代品情况下，HFCs 仍保持较快的发展速度。 在关注 HFCs 的同时，还
12、需要重点考虑 HFC-23，它是生产HCFCs-22 过程中的副产物。由于我国是世界上最大的 HCFCs-22生产和消费国，自然也成为最大 HFC-23 副产国。由于它目前没有多大的应用价值，且具有非常高的 GWP 值，往往被焚烧处理。随着国内氟资源的稀缺化发展，HFC-23 的循环利用和绿色绿色转化技术的开发越显重要。1.1.1 中国已成为世界 HFCs 大国目前，我国完成了氯氟烃（CFCs）的淘汰，仅剩特殊用途和原料用途的生产。2013 年开启了氢氯氟烃（HCFCs）加速淘汰进程，蒙特利尔议定书多边基金执委会第 69 次会议批准了我国 HCFCs 生产行业第一阶段淘汰管理计划（2013 年
13、-2015 年） ，ODS 用途的配额生产和应用量也开始逐步削减。因此，随着 HCFCs 的加速淘汰实施和经济的持续发展，中国的 HFCs 的生产呈现快速增长的势头，发展成为世界大的生产、消费和出口国。2015 年中国的 HFCs 主要 HFCs 的产量占比世界 70%左右（见表 1.1） 。目前，我国从事 HFCs 生产的企业有 20 余家（表5 / 861.2） ，产品几乎涉及所有类型的 HFCs。由于产能相对过剩，装置的产能利用率仍然不高。表 1.1 我国主要 HFCs 的产量国际占比主要产品产能（万吨）产量（万吨）全球产量（万吨）国际占比%产能利用率%HFC-134a 20.3 13.
14、9 24.8 56% 68%HFC-32 16.9 8.7 11.6 74% 51%HFC-125 13.7 8.8 11.0 80% 64%数据来源：氟化工十三五规划2005 年至 2015 年中国主要 HFCs 的产能由 22.3 万吨/ 年增长至 71.4 万吨/ 年，产量由 6.1 万吨/年增长至 39.7 万吨/年，出口由3.5 万吨/年增长至约 23.4 万吨/年，表观消费量由 2.3 万吨/ 年增长至约 14.5 万吨/年，年均复合增长率分别为 12.3%、20.6%、20.9%和20.2%，增长趋势见图 1.1-1.3。近十年，HFCs 的产能快速发展除了国内经济发展支撑外，还
15、有发达国家产能逐渐向中国转移有关。其中，HFC-134a、HFC-125 和 HFC-32 是主要的品种，占总量的 70%左右，得益于汽车和家用变频空调的迅猛发展。HFC-152a 虽然产量占比大，但大部分用作出口和原料用途，其中出口量中原料用途也占主要。表 1.2 我国 HFCs 主要生产企业及其产品序号 企业名称 产品1 上海三爱富HFC-152a、HFC-227ea、HFC-125 、HFC-32、 HFC-143a、 HFC-134a2 江苏梅兰化工有限公司 HFC-32、HFC-152a6 / 863 江苏蓝色星球 HFC-134a、HFC-1254 浙江巨化集团 HFC-134a、
16、HFC-32 、HFC-125、HFC-236fa5 浙江临海利明 HFC-32 6中化蓝天HFC-134a、HFC-32、HFC-227ea 、HFC-23、 HFC-125、HFC-143a、HFC-236fa 、HFC-245fa、HFC-365mfc 、HFC-1617 浙江三环化 HFC-143a8 浙江三美 HFC-134a、HFC-1259 山东华安新材料 HFC-12510 山东飞源化工 HFC-3211 山东滨化 HFC-12512 山东鲁西化工 HFC-3213 山东新龙化工 HFC-3214 烟台中瑞化工 HFC-143a15 山东奥宏化工 HFC-245fa16 山东东岳 HFC-32、 HFC-152a、HFC-227ea 、 HFC-134a17 浙江埃克盛 HFC-152a 18 上海汇友 HFC-22719 浙江百炼化工有限公司 HFC-125、HFC-245fa20 浙江永和化工有限公司 HFC-32、HFC-125
