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第4章:中国城市排放一图一故事04 | 一张图读懂含氟温室气体管控

 

《蒙特利尔议定书》《京都议定书》减排物种和纳入时间

Species and time for emission reduction and inclusion under the Montreal protocol and Kyoto protocol

广义的含氟温室气体是指分子中含有氟原子的温室气体,而狭义的含氟温室气体仅指《京都议定书》附件A中包括的氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)和六氟化硫(SF6)以及2012年《京都议定书》“多哈修正案”增加的三氟化氮(NF3)。

值得一提的是,氯氟碳化物(CFCs)、氢氯氟碳化物(HCFCs)等物种也含有氟原子,而且也是全球增温潜势(GWP)值很高的强温室气体,但由于其消耗臭氧层,因此被纳入《蒙特利尔议定书》管控,没有列入《京都议定书》。因此一般而言,狭义的含氟温室气体不包括氯氟碳化物和氢氯氟碳化物等。

在4种/类含氟温室气体中,六氟化硫和三氟化氮是单一的化合物,而HFCs和PFCs则包括多个物种。含氟温室气体几乎全部来自人为源,主要排放来源包括消耗臭氧层物质(ODS)替代物的生产和使用、氟化工行业(HCFC-22生产副产品等)、电子行业(半导体制造、平板显示器制造、光伏制造)、电力工业(电力设备制造和运行)、金属冶炼(铝冶炼和镁冶炼)等。尽管含氟温室气体在大气中的浓度极低,仅为几ppt至数百ppt量级,排放量也只有数吨/年至数千吨/年,相比二氧化碳排放量百亿吨/年相差七个数量级。但由于其大气寿命长、全球增温潜势高,因此以二氧化碳当量计算的排放量占温室气体排放总量的1.2%。由于消耗臭氧层物质的替代和电子工业的发展,中国含氟温室气体的排放量一直保持快速增长的趋势。大气中的含氟温室气体浓度也迅速增加,相对增长速率远大于二氧化碳、甲烷等主要温室气体,如HFCs大气浓度增长率达到每年百分之几至百分之十几。根据WMO/UNEP发布的《臭氧损耗评估报告2010》,全球HFCs排放大幅增加,以二氧化碳当量计算的HFCs排放量每年增加8%。鉴于HFCs的重要性,国际社会先后出台了一系列HFCs相关的管理控制措施。借鉴《蒙特利尔议定书》在控制ODS方面的成功经验,HFCs通过《基加利修正案》列入《蒙特利尔议定书》减排物种,成为两大议定书共同控制的温室气体。   

《蒙特利尔议定书》和《京都议定书》覆盖温室气体

Species under the Montreal protocol and Kyoto protocol

《京都议定书》共涉及7种温室气体,包括:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)、三氟化氮(NF3)。这7类温室气体中的后4类,也就是HFCs、PFCs、SF6、NF3分子中均含有氟原子,因此常被人们统一称作“含氟温室气体”。

《蒙特利尔议定书》及其修正案主要针对消耗臭氧层物质(ODS),包括氯氟碳化物(CFCs)、哈龙(Halon)、氢氯氟碳化物(HCFCs)、四氯化碳(CCl4)、甲基氯仿(CH3CCl3)、甲基氯、甲基溴等。这些ODS大气寿命很长,全球增温潜势值高达数百至上万,也都是温室气体,但由于ODS整体正在《蒙特利尔议定书》框架下管控,所以讨论气候变化议题时往往较少涉及。值得一提的是,HFCs比较特殊,首先,HFCs是唯一被两大议定书共同控制的温室气体;其次,尽管HFC列入《蒙特利尔议定书》,但是HFCs分子中不含破坏臭氧层的氯原子或溴原子,因此HFCs不属于ODS。

讨论气候变化和臭氧损耗时,还有一个概念经常被提及,就是卤代烃。它指烃分子中的氢原子被卤素(氟、氯、溴、碘)原子取代后的化合物,其概念和温室气体及ODS互有交叉。《京都议定书》涉及的7类温室气体中HFCs和PFCs属于卤代烃,而ODS全部都是卤代烃。另外,有些卤代烃的GWP值大于0,但是不包括在上述两个议定书中,如氯仿(CHCl3)、二氯甲烷(CH2Cl2)等。还有部分卤代烃既不归入温室气体也不是ODS,比如短寿命的氯乙烯、常温下不是气态的聚氯乙烯、聚四氟乙烯、氯苯等。

当然,温室气体的种类远不止《京都议定书》和《蒙特利尔议定书》涉及的这些物种。类似硫酰氟(SO2F2)这样的气体,既未列入两大议定书,也不是卤代烃,但也是温室气体。


城市范围:覆盖中国所有城市。根据《中国统计年鉴2016》,2015年中国大陆共涵盖291个地级市,本系列包括地级市(290个,不含三沙市)、直辖市(4个)、香港(1个)、澳门(1个)和台湾城市(9个),共计305个中国城市。                             

温室气体:覆盖《京都议定书》中所有温室气体,包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、含氟温室气体。

排放范围:二氧化碳:范围1(直接)+范围2(外调电力)排放;其他温室气体:范围1(直接)排放;

所有图文全部来自:《中国城市温室气体排放(2015)(The Illustrated Handbook of Greenhouse Gas Emissions from Chinese Cities (2015))》(中国环境出版集团,2019年4月上市);

作者:蔡博峰(生态环境部环境规划院),张建军(中国地质大学(北京)),董会娟(上海交通大学),姚波(中国气象局气象探测中心);

贡献作者:刘砚哲(化学工业出版社),徐一剑(中国城市规划设计研究院),崔璨(武汉大学),何凌昊(U.S. Green Building Council),伍鹏程(生态环境部环境规划院),孟凡鑫(东莞理工学院),孙露(日本国立环境研究所),王柯(中国地质大学(北京)),曹丽斌(生态环境部环境规划院),高新宇(中国国家地理),刘合林(华中科技大学),温建丽(上海交通大学),刘晓曼(中国科学院大气物理研究所),程艺(中国建筑设计研究院),王彤(中国地质大学(北京)),梁森(中国地质大学(北京)),李珏(深圳市应对气候变化研究中心),窦艳伟(中国家用电器协会),刘丽莎(中国气象局气象探测中心),李芬(深圳市建筑科学研究院股份有限公司),张继宏(武汉大学),李德民(澳门中华新青年协会城市发展关注委员会),王彬墀(中原大学(台湾)),张弼(中共宁夏区委党校(行政学院)),庞凌云(生态环境部环境规划院),顾阿伦(清华大学),郭杰(南京农业大学),代春艳(重庆工商大学),陈前利(新疆农业大学)

所有数据全部来自:《中国城市温室气体排放数据集(2015)CHINA CITY GREENHOUSE GASES EMISSIONS DATASET (2015)》(中国环境出版集团,2019年2月上市)。该数据集是中国城市温室气体工作组(CCG)2018年的重磅作品,来自76个单位的137名研究人员参与了数据建设;评审专家31名,其中院士4名,参与IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)工作(评估报告和方法学指南等)的专家16人。作者和专家全部志愿无偿工作。 

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