气象科普

4 种主要氢氯氟碳化物的排放量均在2015 年前达到峰值后开始下降 我国淘汰氢氯氟碳化物成效显现

发布时间:2020-03-18 10:33:47 作者: 字体:

本期嘉宾:中国气象局气象探测中心温室气体业务首席、《蒙特利尔议定书》中国履约专家组成员姚波

  采访人:中国气象报记者简菊芳

  本期观点:

首次发现中国4 种主要氢氯氟碳化物的排放量均在2015 年前达到峰值后开始下降,从大气高精度观测角度验证了我国消耗臭氧层物质的减排力度和效果。

由中国气象局气象探测中心、美国麻省理工学院、瑞士联邦材料测试与研究实验室和北京大学组成的联合研究团队发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)的论文表明,中国淘汰HCFC(氢氯氟碳化物,当前处于淘汰阶段的主要消耗臭氧层物质)工作成效已显现,也从大气观测角度验证了我国消耗臭氧层物质(ODS)的减排力度和效果。

研究还比较了HCFC排放量最大的物种——HCFC-22(多用于制冷和发泡剂行业)的全球排放量以及欧洲、美国、中国的排放量,发现中、美、欧的排放量之和只占全球排放量的一半左右。

“这意味着大量的HCFC-22来自全球其他区域,因此,在这些研究空白地区建立监测体系开展大气观测,对于更好地评估《蒙特利尔议定书》在这些区域乃至全球的执行情况非常重要。”姚波表示。

  保护臭氧层,逐步淘汰ODS

一百多年来,随着空调、冰箱等设备的逐步普及,制冷剂的使用释放氯氟碳化物(CFC,商品名氟利昂)等消耗臭氧层物质。

1989年,《蒙特利尔议定书》签订,对全球各国主要生产和消费氟氯碳化物等进行严格管控,并逐步对消耗臭氧层物质进行淘汰和替代。

按照《蒙特利尔议定书》,淘汰的第一代消耗臭氧层物质包括氟利昂、甲基氯仿、四氯化碳等。由于技术相对而言还不是那么成熟,我国和国际上多用HCFC替代CFC。

HCFC是一种人工合成的化合物,作为氟利昂的替代物而广泛用于制冷剂、发泡剂、清洗剂等产业。

根据《蒙特利尔议定书》及其修正案的淘汰计划,随着CFC等第一代破坏臭氧层物质的淘汰和HCFC的大量使用,HCFC的重要性凸显。中国作为最大的HCFC生产国和消费国,其淘汰效果受到国际上广泛关注。前期研究显示,自上世纪90年代到本世纪最初10年,中国HCFC的排放量增加迅速,排放曲线一直保持上升趋势。

此外,根据此前国内减排计划,专家预测,中国4种HCFC排放量将一直增长至20世纪10年代或20年代。

HCFC由于其分子中还有氯原子(Cl),仍旧具有破坏臭氧层的能力,因此仅作为过渡替代物,也被《蒙特利尔议定书》纳入淘汰物质范围。按照议定书要求,包括中国在内的发展中国家于2013年冻结HCFC的生产和消费,并将于2030年完全淘汰HCFC。

HCFC最终要被完全不含氯原子的氢氟碳化物(HFC)取代。不过,考虑到HFC具有很强的温室效应,《蒙特利尔议定书》随后也将HFC列入了淘汰计划。

  HCFC减排效果显现

上世纪90年代以来,中国积极履行《蒙特利尔议定书》及其修正案,在工业生产上按照议定书对发展中国家要求逐步淘汰消耗臭氧层物质。这些淘汰计划的效果如何,可以通过实际的大气观测结果来检验。

姚波领导的团队在中国气象局的7个站点(北京上甸子、青海瓦里关、黑龙江龙凤山、浙江临安、云南香格里拉、广东河源、重庆江津),对4种HCFC(HCFC-22、HCFC-141b、HCFC-142b、HCFC-124)进行了连续7年(2011年-2017年)的长期观测。

在获取了高精度观测数据后,研究团队将大气浓度数据结合Flexpart反演模式,计算了2011年至2017年(中国HCFC 减排关键期)中国4种主要HCFC排放量逐年变化情况。根据模式输出的网格化排放量数据,综合计算出中国4种主要HCFC的排放量变化趋势。

不同于以往研究结论发现的我国HCFC排放量一直上升的趋势,此次研究第一次发现中国的4种HCFC排放量都在2015年前达到峰值并开始下降。其中,排放量最大的HCFC-22(主要制冷剂),在2013年达到峰值并且开始下降,比清单预测的2016年提早3年。

大气浓度观测结果表明,中国的HCFC减排预期显现。

  家电行业的担当

按照《蒙特利尔议定书》及其修正案,发展中国家淘汰的HCFC将被HFC取代。

根据我国实际企业调研和327个城市的空调市场销售数据,中国气象局气象探测中心和中国家电协会的联合研究团队获得了反映中国实际情况的房间空调行业HFC-410A排放因子,并且第一次获得细化到地级市的我国房间空调2006年至2017年HFC-410A排放量。

随着HCFC的淘汰,我国HFC-410A排放量呈迅速上升趋势,从2006年的9.2吨/年迅速增加到2017年的1.2万吨/年,增加量超过1000倍。

根据2015年底通过的《蒙特利尔议定书》之《基加利修正案》,HFC也将纳入《蒙特利尔议定书》,并于2024年进入减排期。

姚波团队分别基于不减排的基线情景(BAU)和按照《基加利修正案》进行减排两种情景,预测了2018年至2050年我国房间空调行业HFC-410A的排放趋势。在基线情景中,HFC-410A排放量将持续上升,2050年将达到8.9万吨,相当于排放1.8亿吨二氧化碳,年增长率34%。

至2050年,一共排放194万吨,相当于390亿吨二氧化碳,超过中国2014年温室气体总排放量的3倍。

总体而言,通过履行《基加利修正案》,2018年-2050年,中国房间空调行业HFC-410A排放将减少37.3万吨,相当于减排75亿吨二氧化碳,家电行业减排HFC将为我国温室气体减排作出重要贡献。

  完善全球监测格局

中国是ODS最大的生产国和消费国,对ODS的替代淘汰,中国对全球的贡献最大。2011年至2016年,中国HCFC排放量占全球的37%,与制冷剂生产量占全球的80%的比率来看,中国对全球的贡献显著。

目前,中国、美国和欧洲三大工业区总排放量大约是全球的一半至三分之二。

以HCFC排放量最大的物种——HCFC-22全球排放为例,中国、美国和欧洲的排放量之和仅占全球排放量的50%左右。姚波博士表示,这意味着大量的HCFC-22来自全球其他区域,这些区域尚未在监测范围内。

因此,在这些研究空白地区开展大气观测,获取全球排放的准确数据,对于掌握这些区域ODS排放具有直接意义。

目前,我国有7个本底站开展了ODS长期观测,但仅有上甸子一个站开展在线观测,即24小时365天的全天候连续观测。其余6个本底站为采样观测,即从6个站点采集大气后,在大气成分实验室进行分析。如果在其他站也开展在线观测,可以大大减少排放量研究的不确定度,更好地反映出排放源的分布情况。

实际上,要在全球开展ODS高精度监测还有难度,因为ODS大气浓度极低,仅为ppt(万亿分之一)量级,能够高精度监测ODS的仪器还只能在实验室由科研人员组装,目前国际上能达到监测技术要求的国家和地区还比较少。

姚波博士带领的团队正在科技部重点研发专项的支持下开展可产业化的高精度监测ODS仪器研发,希望能够推动ODS监测的扩展。


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4 种主要氢氯氟碳化物的排放量均在2015 年前达到峰值后开始下降 我国淘汰氢氯氟碳化物成效显现
2020-03-18 10:33:47

本期嘉宾:中国气象局气象探测中心温室气体业务首席、《蒙特利尔议定书》中国履约专家组成员姚波

  采访人:中国气象报记者简菊芳

  本期观点:

首次发现中国4 种主要氢氯氟碳化物的排放量均在2015 年前达到峰值后开始下降,从大气高精度观测角度验证了我国消耗臭氧层物质的减排力度和效果。

由中国气象局气象探测中心、美国麻省理工学院、瑞士联邦材料测试与研究实验室和北京大学组成的联合研究团队发表在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)的论文表明,中国淘汰HCFC(氢氯氟碳化物,当前处于淘汰阶段的主要消耗臭氧层物质)工作成效已显现,也从大气观测角度验证了我国消耗臭氧层物质(ODS)的减排力度和效果。

研究还比较了HCFC排放量最大的物种——HCFC-22(多用于制冷和发泡剂行业)的全球排放量以及欧洲、美国、中国的排放量,发现中、美、欧的排放量之和只占全球排放量的一半左右。

“这意味着大量的HCFC-22来自全球其他区域,因此,在这些研究空白地区建立监测体系开展大气观测,对于更好地评估《蒙特利尔议定书》在这些区域乃至全球的执行情况非常重要。”姚波表示。

  保护臭氧层,逐步淘汰ODS

一百多年来,随着空调、冰箱等设备的逐步普及,制冷剂的使用释放氯氟碳化物(CFC,商品名氟利昂)等消耗臭氧层物质。

1989年,《蒙特利尔议定书》签订,对全球各国主要生产和消费氟氯碳化物等进行严格管控,并逐步对消耗臭氧层物质进行淘汰和替代。

按照《蒙特利尔议定书》,淘汰的第一代消耗臭氧层物质包括氟利昂、甲基氯仿、四氯化碳等。由于技术相对而言还不是那么成熟,我国和国际上多用HCFC替代CFC。

HCFC是一种人工合成的化合物,作为氟利昂的替代物而广泛用于制冷剂、发泡剂、清洗剂等产业。

根据《蒙特利尔议定书》及其修正案的淘汰计划,随着CFC等第一代破坏臭氧层物质的淘汰和HCFC的大量使用,HCFC的重要性凸显。中国作为最大的HCFC生产国和消费国,其淘汰效果受到国际上广泛关注。前期研究显示,自上世纪90年代到本世纪最初10年,中国HCFC的排放量增加迅速,排放曲线一直保持上升趋势。

此外,根据此前国内减排计划,专家预测,中国4种HCFC排放量将一直增长至20世纪10年代或20年代。

HCFC由于其分子中还有氯原子(Cl),仍旧具有破坏臭氧层的能力,因此仅作为过渡替代物,也被《蒙特利尔议定书》纳入淘汰物质范围。按照议定书要求,包括中国在内的发展中国家于2013年冻结HCFC的生产和消费,并将于2030年完全淘汰HCFC。

HCFC最终要被完全不含氯原子的氢氟碳化物(HFC)取代。不过,考虑到HFC具有很强的温室效应,《蒙特利尔议定书》随后也将HFC列入了淘汰计划。

  HCFC减排效果显现

上世纪90年代以来,中国积极履行《蒙特利尔议定书》及其修正案,在工业生产上按照议定书对发展中国家要求逐步淘汰消耗臭氧层物质。这些淘汰计划的效果如何,可以通过实际的大气观测结果来检验。

姚波领导的团队在中国气象局的7个站点(北京上甸子、青海瓦里关、黑龙江龙凤山、浙江临安、云南香格里拉、广东河源、重庆江津),对4种HCFC(HCFC-22、HCFC-141b、HCFC-142b、HCFC-124)进行了连续7年(2011年-2017年)的长期观测。

在获取了高精度观测数据后,研究团队将大气浓度数据结合Flexpart反演模式,计算了2011年至2017年(中国HCFC 减排关键期)中国4种主要HCFC排放量逐年变化情况。根据模式输出的网格化排放量数据,综合计算出中国4种主要HCFC的排放量变化趋势。

不同于以往研究结论发现的我国HCFC排放量一直上升的趋势,此次研究第一次发现中国的4种HCFC排放量都在2015年前达到峰值并开始下降。其中,排放量最大的HCFC-22(主要制冷剂),在2013年达到峰值并且开始下降,比清单预测的2016年提早3年。

大气浓度观测结果表明,中国的HCFC减排预期显现。

  家电行业的担当

按照《蒙特利尔议定书》及其修正案,发展中国家淘汰的HCFC将被HFC取代。

根据我国实际企业调研和327个城市的空调市场销售数据,中国气象局气象探测中心和中国家电协会的联合研究团队获得了反映中国实际情况的房间空调行业HFC-410A排放因子,并且第一次获得细化到地级市的我国房间空调2006年至2017年HFC-410A排放量。

随着HCFC的淘汰,我国HFC-410A排放量呈迅速上升趋势,从2006年的9.2吨/年迅速增加到2017年的1.2万吨/年,增加量超过1000倍。

根据2015年底通过的《蒙特利尔议定书》之《基加利修正案》,HFC也将纳入《蒙特利尔议定书》,并于2024年进入减排期。

姚波团队分别基于不减排的基线情景(BAU)和按照《基加利修正案》进行减排两种情景,预测了2018年至2050年我国房间空调行业HFC-410A的排放趋势。在基线情景中,HFC-410A排放量将持续上升,2050年将达到8.9万吨,相当于排放1.8亿吨二氧化碳,年增长率34%。

至2050年,一共排放194万吨,相当于390亿吨二氧化碳,超过中国2014年温室气体总排放量的3倍。

总体而言,通过履行《基加利修正案》,2018年-2050年,中国房间空调行业HFC-410A排放将减少37.3万吨,相当于减排75亿吨二氧化碳,家电行业减排HFC将为我国温室气体减排作出重要贡献。

  完善全球监测格局

中国是ODS最大的生产国和消费国,对ODS的替代淘汰,中国对全球的贡献最大。2011年至2016年,中国HCFC排放量占全球的37%,与制冷剂生产量占全球的80%的比率来看,中国对全球的贡献显著。

目前,中国、美国和欧洲三大工业区总排放量大约是全球的一半至三分之二。

以HCFC排放量最大的物种——HCFC-22全球排放为例,中国、美国和欧洲的排放量之和仅占全球排放量的50%左右。姚波博士表示,这意味着大量的HCFC-22来自全球其他区域,这些区域尚未在监测范围内。

因此,在这些研究空白地区开展大气观测,获取全球排放的准确数据,对于掌握这些区域ODS排放具有直接意义。

目前,我国有7个本底站开展了ODS长期观测,但仅有上甸子一个站开展在线观测,即24小时365天的全天候连续观测。其余6个本底站为采样观测,即从6个站点采集大气后,在大气成分实验室进行分析。如果在其他站也开展在线观测,可以大大减少排放量研究的不确定度,更好地反映出排放源的分布情况。

实际上,要在全球开展ODS高精度监测还有难度,因为ODS大气浓度极低,仅为ppt(万亿分之一)量级,能够高精度监测ODS的仪器还只能在实验室由科研人员组装,目前国际上能达到监测技术要求的国家和地区还比较少。

姚波博士带领的团队正在科技部重点研发专项的支持下开展可产业化的高精度监测ODS仪器研发,希望能够推动ODS监测的扩展。

友情链接
中国气象局 陕西省政府网站