氫氟碳化物(HFCs)為京都議定書管制的溫室氣體之一,因為HFCs不會破壞臭氧層,自1990年代起一直被廣泛作為破壞臭氧層物質(ODS,包括CFCs、HCFCs)的替代品,作為冷凍冷藏空調設備的冷媒用途、滅火劑、製程清洗等用途。


隨著蒙特婁議定書對ODS的削減時程逼近,且開發中國家的經濟快速發展,全球冷凍冷藏空調設備使用需求也大幅增加,HFCs冷媒的生產與使用量也相對增加(如圖 1)。

 

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資料來源:聯合國環境規劃署UNEP, http://geodata.grid.unep.ch/mod_table/table.php
圖 1、全球HFCs排放量趨勢

 

由於蒙特婁議定書列管的化學物質CFCs與HCFCs除了會破壞臭氧層,也具有造成暖化的能力,其全球暖化潛勢值從數千到數萬 (例如CFC-12之GWP值為10900;HCFC-22之GWP值為1,810)。為避免已成功獲得全球所有聯合國會員國認同加入管制ODS之蒙特婁議定書,因替代品HFCs的無限制使用,抹煞了蒙特婁議定書同時保護臭氧層也減緩CFCs與HCFCs惡化全球暖化的成果,近年來,蒙特婁議定書締約方不斷討論是否要將HFCs納入蒙特婁議定書,以相同管制模式,從源頭逐步削減HFCs的生產與消費量,比京都議定書更積極專注的管制HFCs排放,也同時推動新的替代品研發與上市。但各國的想法不同,有積極在說服和推動的國家,也有強烈反對的國家,也有改變立場的國家,甚至也有不管國際公約,直接於自己國家區域建置與公告管制法規者。本文以下針對蒙特婁議定書於去年年底的締約方會議討論情形,以及歐盟最新的管制法規進行說明,以提供讀者掌握最新國際管制趨勢資訊,作為後續技術研發與替代發展規劃時參考。

 

一、蒙特婁議定書締約方對HFCs管制態度的轉變
 
美國、墨西哥、加拿大等北美國家,以及海島國家密克羅尼西亞於五年前即分別提出管制HFCs的議案 --「蒙特婁議定書修正案」,並研議HFCs削減方案,希望能在蒙特婁議定書會議中討論。但遭到中國與印度代表非常強烈的發言反對,而其論點主要是基於HFCs並不會破壞臭氧層,此外各國為了削減HCFCs,正大幅轉為使用HFCs,而且並未有其他技術成熟且可廣泛上市的新型替代品。

然而北美國家並未因此退縮,仍積極透過各種管道,並提出各種論點與所有國家討論和協商,去年(2013)幾個國家就有了不同的態度與立場。除了歐盟積極展開管制HFCs的修法作業(本文將稍後討論)外,首先是中國習近平主席與美國歐巴馬總統於2013年6月的會晤中,發表了一項中美合作削減氫氟碳化物(HFCs)排放的聲明,公開表態中國支持管制HFCs。接著於9月登場的G20會議上,印度總理Mr. Manmohan Singh和各國簽署宣言,承諾願意進行HFCs管理。

由於這兩國最高行政長官的公開表態,讓許多評論家以為HFCs納入蒙特婁議定書管制將成定局。不過,去年(2013)10月底假泰國曼谷召開的蒙特婁議定書第25次締約方大會(MOP-25)上,雖然中國代表確實已改變以往極力反對的態度,而改為願意討論有關HFCs的因應方案。但是,印度代表仍強烈發言堅持其反對立場,並說明G20宣言(G20 LEADERS DECLARATION,摘錄如圖 2)內容指的是藉由蒙特婁議定書的專家與機構,在考量經濟可行性與技術可行性的替代品基礎下,逐步減少HFCs的生產與消費量,而非表示印度同意和各國討論將HFCs納入的「蒙特婁議定書修正案」。

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圖 2、2013年G20宣言



另一方面,聯合國組織、歐洲、日本的研究機構與廠商於會場中推廣自然冷媒或低GWP值替代品。而沙烏地阿拉伯與科威特則在高溫(攝氏45度以上)與劇烈的晝夜溫差(超過20度)下,冷凍冷藏空調系統不知如何選擇兼顧能源效率的最佳冷媒,且因該國特殊的氣候狀況,若考慮自然冷媒的安全問題,冷凍空調設備建置或維修人員每日可工作的時間也將因此受限。

可見各國已經希望針對實際替代問題展開討論,希望聯合國的技術專家能夠提供更多的技術資訊,協助各國進行相關的研究。最後會議決議要求技術與經濟評估委員會(Technology and Economic Assessment Panel, TEAP) 強化替代品的研究,以提供2014年蒙特婁議定書締約方會議時討論,研究內容包括:

(一) 替代品最新研究資訊:包括考量不同部門與次部門、A5(開發中國家)與A2(已開發國家)國家之不同,以及國家的不同地區環境等之可行替代品。另外更要求TEAP針對替代品之商業化進展、技術可行證據、環境友善狀況、能源效率、經濟可行與成本有效性、於高溫環境與人口密度高的城市之使用可行性、替代品之可燃性與毒性之安全考量及其於人口密度高之城市區域使用可行性與使用限制、是否有較易使用的替代品等議題進行評估研究。

(二) 評估目前與未來之ODS替代品需求量,且應考量開發中國家可能會增加的需求。
(三) 在避免高GWP值替代品之情境下,評估A5與A2國家之狀況不同,其替代品之經濟成本與環境效益之不同結果。

(四) 要求科學評估委員會(SAP)考量IPCC之最新評估報告(AR5),並納入TEAP之評估方法與工作中。
可見,蒙特婁議定書是否納入HFCs,替代品的研發與推廣程度,將影響各國是否願意討論的信心程度。不過,近來化學品製造商和設備製造商積極推廣低GWP值HFCs,而聯合國組織也於開發中國家積極推展自然冷媒等氛圍下,一旦替代品商業化比率大幅提升後,HFCs的管制將一觸即發。因此,各國政府皆不應該置身事外,應積極展開替代品的研究與測試,以協助各國產業即時因應。

二、歐盟最新公告的F-gas修正法規

歐盟政府於2012年11月展開研擬修訂2006年即開始實施的氟氣體管制法規(F-Gas Regulation),主要是將原訂管制用途擴大到冷凍冷藏空調設備,且擬以管制ODS的核配制度管制HFCs。該修正案在歐盟執行委員會和歐盟議會經過一年半的協商討論,已於2014年5月20日正式公告F-Gas Regulation No 517/2014,並於隔日公告2015年擬生產或進口HFCs於歐盟市場零售者如何參與核配的應注意事項。

歐盟的F-gas法規共計六章27條,包括一般條款(說明、定義)、防制污染(避免洩漏)、管制市場販售與使用、總量限制與核配制度、定期申報制度、最終條款(罰則、正式生效日)等共六章,條款內容重點摘要如下:

(一)管制物質與削減時程
  • 列管的化學物質列於附件一與附件二,法規針對附件一的化學物質訂有削減與停用規範,包括HFC-32、HFC-134a、HFC-152a、HFC-227ea、HFC-365mfc、PFC-218、SF6...等我們常見的化學物質,也包含混合物。 ‚
  • 附件二的化學物質包括HFE、NF3及HFC-1234yf等含氟溫室氣體,雖尚未有削減規範,但仍應與附件一列管物質一樣定期申報資料。
  • 歐盟擬於2030年達到削減HFCs達2015年的五分之一目標,訂定之HFCs總量削減時程如表 1,此項法規的計算基礎單位是公噸二氧化碳當量(tonne(s) CO2 equivalent,簡稱CO2 eq),且為所有種類HFCs加總。
表 1、歐盟HFCs總量削減時程表

總量比例

2015

100%

2016-2017

93%

2018-2020

63%

2021-2023

45%

2024-2026

31%

2027-2029

24%

2030

21%


(二)核配制度
歐盟F-gas法規的核配制度,具資格者為每年擬生產或進口HFCs於歐盟國家市場流通的生產商和進口商,且該HFCs排放量需大於100公噸CO2 eq。而發泡用途常使用的預拌多元醇中若含有HFCs,也需遵循核配制度辦理。

過去已依據法規定期申報資料的廠商,歐盟會以其申報2009-2012之年平均資料作為核配參考基準,先乘以依據表 1所列的當年上限比例值,且僅能取得89%的數額。不過,這些生產與進口廠商應於2014年7月1日以前完成登錄註冊手續,方能順利取得其2015年配額。此外,這些廠商若想取得較其既有流通量高的額外數量,也應於7月1日以前提交配額需求聲明。

不過,有些例外用途是不納入此核配作業,廠商可例外獲得生產與進口許可。這些例外用途包括銷毀、原料用途、軍事設施用途、半導體蝕刻用途或化學氣相沉積室清洗用途、2018年以前作為製造MDI(計量劑量吸入器)時傳送藥物成分用途等。

擬於2015年以後加入核配的新廠商(2009-2012年間未申報數量,但生產或進口數量超過1公噸者),同樣應於7月1日以前提交配額需求聲明,以利政府計算各廠商核配數量。

歐盟執行委員每三年需重新計算核配基準量,首先至2017年10月31日止是以2009-2012之年平均量作為核配基準,屆時需再依據廠商申報資料計算參考基準量。

(三)用途別禁用時程
歐盟F-gas法規於這次修訂後,擴大了既有的管制用途別,限制含HFCs的部份冷凍空調設備之市場販售與使用時程如表 2。不過,除了軍事設備已被排除於此限之外,依循歐盟生態化設計規範(Directive 2009/125/EC)之最佳能源效率值製造之設備,即使含有HFCs冷媒,但若該設備降低洩漏與提高回收率,使其生命週期溫室氣體排放量,低於相同類型卻未含HFCs冷媒的設備時,亦毋須受此限令限制。

不過,若特殊設備無法取得替代品,或因技術不足或安全因素,或因經濟成本不合理者,會員國應依循程序申請例外許可,歐盟執行委員會得給予高達四年的例外許可。

此項法規也要求含有氟溫室氣體的冷凍冷藏空調設備、熱泵設備、消防滅火設備、電子開關、氣溶膠噴霧罐(MDI除外)、所有氟溫室氣體包裝容器、清洗溶劑、有機朗肯循環等皆需貼有標示方能上市,標示上資訊應包含該產品或設備乃是以哪種含氟溫室氣體而運作、該溫室氣體名稱或設計生產廠商,且自2017年1月1日起需標示含氟溫室氣體的重量、CO2 eq、GWP值等資訊。

除了表 2的限制用途外,法規也規定自2020年1月1日起,禁止維修含有GWP值超過2,500的含氟溫室氣體且冷媒充填量大於40公噸CO2 eq之設備,但軍事設備與冷凍功能應達攝氏零下50度C以外者除外,且回收純化精緻後的冷媒也不在此限。
 
 
表 2、歐盟F-gas法規之用途別停用時程

用途別

停用時程

1.含有氟溫室氣體的鞋類

2006年7月4日

2.作為維修或充填冷凍冷藏空調或熱泵設備、消防系統或開關等,或作為溶劑用途之不可再充填之含氟溫室氣體容器

2007年7月4日

3.以HFCs和PFCs作為冷媒之開放式直接蒸發系統
4.含有氟溫室氣體的輪胎
5.消防滅火系統

含PFCs

2007年7月4日

HFC-23

201611

6.含有氟溫室氣體窗戶

家用

2007年7月4日

其他

2008年7月4日

7.單一組合發泡(所含溫室氣體GWP值大於150但需符合國家安全標準者除外)

2008年7月4日

8.已上市或擬販售給大眾作為娛樂和裝飾用途的氣膠產生器,例如列於法規EC No 1907/2006的附件七第40點及信號號角,其所含HFCs之GWP值大於150

2009年7月4日

9.含GWP值超過150HFCs冷媒的家用冷凍冷藏設備

201511

10.氣溶膠技術使用GWP值超過150HFCs者,但醫療用途與需符合國家安全標準規範者除外

201811

11.商用冷凍冷藏設備(密閉設備)

GWP值超過2,500以上的HFCs冷媒者

202011

GWP值超過150以上的HFCs冷媒者

202211

12.固定式冷凍冷藏設備含有或功能需依賴GWP值超過2,500以上的HFCs冷媒者,但冷凍功能應達攝氏零下50C以外者不在此限

202011

13.可移動式家用空調設備(密閉式且可讓使用者於房間任意移動的空調設備)含有GWP值超過150HFCs冷媒者

202011

14.40kW以上商用多組合中央冷藏系統含有功能需依賴GWP值超過150以上的HFCs冷媒者,但串聯系統製冷劑迴路(primary refrigerant circuit of cascade system)可例外使用GWP值低於1,500的冷媒

202211

15.單一分離式空調若所含F-gas低於3公斤,且使用GWP值超過750的含氟溫室氣體者

202511

16.含GWP值超過150HFCs發泡體,但需符合國家安全標準者除外

擠塑型聚苯乙烯(XPS

202011

其他發泡用途

202311

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(四)避免排放之規範
歐盟F-gas法規主要目的是停止含氟溫室氣體的排放,因此除了以源頭管制生產與進口,也禁止故意排放並訂定使用過程應避免排放之相關規範。因此,設備使用與操作者應實施技術與經濟可行的相關步驟以避免洩漏。
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各會員國應建立技術訓練與證照制度,要求具有證照的人員操作含有氟溫室氣體的設備。而操作含有5公噸CO2 eq氟溫室氣體之設備應定期偵測洩漏並記錄,但含有10公噸CO2 eq以下之密閉式系統可除外。而所含氟溫室氣體大於500公噸CO2 eq以上之設備,則需安裝偵測系統,可警告操作者或維修廠商設備發生洩漏問題。
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此外,該法規也要求生產廠商應盡力減少生產、運送、儲存過程中的排放量,且認為會員國應發展生產者責任制度,鼓勵生產者實施回收、純化、銷毀等工作。
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三、結語
 
蒙特婁議定書規範已成功管制CFCs 與HCFCs之生產與進口,讓全球破壞臭氧層物質(ODS)逐步依時程減少,也提供替代品研發的時程,並提供使用者逐步轉換的時程。京都議定書管制的六種溫室氣體中,雖然目前HFCs僅占總溫室氣體排放量不到2%,但因作為HCFCs替代品,後續將大幅增加使用量與排放量。因此,歐美先進國家皆積極擬以蒙特婁議定書管制模式削減HFCs,但近年全球發展與過去已不相同,過去的發展中國家已大幅發展,冷凍冷藏空調設備也更加普及,其氣候溫度也較歐美國家高且變化大,要求物性與化性較穩定的冷媒,也要求提升設備使用過程的能源效率。因此,國際間對HFCs的管制較不易取得共識,但避免其排放與研發適合的替代品乃是各國共同推動實施的方向。不過,為加速推動替代品發展與上市,管制法規也是各國常使用的方法。因此。我國產業應密切注意替代品的發展趨勢,各種設備應研究其合適的替代品,以避免國際管制規範上路後準備不及。此外,替代品的研發也應朝向選擇低GWP值的物質,並注意設備的能源效率,以降低設備的溫室氣體排放量。
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