中国氟碳化学品发展现状及展望

       氟碳化学品是氟化工四大类产品体系：无机氟化物、氟碳化学品、含氟聚合物、含氟精细化学品中重要门类之一，包括氟氯烃（CFCs，第一代）、氢氟氯烃（HCFCs，第二代）、氢氟烃（HFCs，第三代）和新一代环境友好型产品氢氟烯烃（HFOs，第四代）等含氟化学品，广泛应用于大规模商业化的制冷剂、发泡剂、气雾剂、灭火剂、清洗剂和含氟聚合物单体原料用途等领域。
       我国氟碳化学品工业从二十世纪五十年代后期起步，随着国防军工、国民经济各重要领域对含氟材料的迫切需求而发展、进步。经过氟化工产业几代人六十多年，尤其近四十年的不懈努力，取得了辉煌成就。随着技术进步、经济发展和各行业需求增长，技术水平、产能、品种、质量，均令世人瞩目，形成了较为完整的产品体系。已成为世界上最大的氟碳化学品生产国和消费国。
       近些年全球每年氟碳化学品用量约250～280万吨，其中原料用途110万吨，制冷剂95万吨，发泡剂35万吨，气雾剂5万吨，溶剂2万吨，灭火剂2万吨。
       目前我国的主要氟碳化学品生产企业有50多家，2021年统计总产能、产量分别达到307.09万吨/年、177.87万吨/年，在2020年基础上，分别增长8.74%、10.37%。

一、氟碳化学品产能、产量变化及技术发展水平
       （一）典型产品单套生产装置规模发展历程（t/a）

 
       （二）“十二五”期间氟碳化学品产能、产量变化
       根据《蒙特利尔议定书》关于加速淘汰消耗臭氧层物质（ODS）的有关决议，2010年在全球范围内已经实现了CFCs的全面淘汰，完成了《蒙特利尔议定书》中第一阶段所设立的目标。
       2013年我国正式实施了ODS用途HCFCs的生产和消费冻结，并对HCFCs的生产和消费实行配额，ODS用途HCFCs总生产配额43.4万吨，其中国内ODS用途生产配额31.6万吨。根据议定书的淘汰要求，我国在2015年将ODS用途HCFCs削减至基线水平的90%，2020年和2025年削减至基线水平的65%和32.5%，到2030年实现全面淘汰。作为化工产品原材料用途的生产量则不受限制。“十二五”期间我国HCFCS产能、产量变化，见图1～图3。
图1“十二五”期间HCFCS产能变化
图2“十二五”期间HCFCS产量变化
图3“十二五”期间HCFCS生产负荷率

       随着国际HCFCs的加速淘汰以及我国经济的高速发展，国内HFCs生产和消费呈现快速增长趋势。2015年我国HFCs的产能约为73.55万吨，与2011年比，复合增长率13.13%；2015年产量约44.92万吨，与2011年比，复合增长率9.61%。2015年出口量约17.9万吨，与2011年比年均增长17.16%。我国HFCs生产和消费占国际比重已分别达到66%和35%，在国际HFCs市场中具有重要地位。“十二五”期间HFCS产能、产量变化，见图4～图6。
图4“十二五”期间HFCS产能变化
图5“十二五”期间HFCS产量变化
图6“十二五”期间HFCS产能产量及生产负荷率
 
       （三）“十三五”以来氟碳化学品产能、产量变化
       “十三五”期间，我国进入含氢氯氟烃行业计划（HPMP）加速淘汰的第二阶段，ODS用途配额量开始削减，而原料用途的HCFCs随着氟材料的发展而快速增长。HCFCs产品的产能由100.9万吨增长到122.55万吨，复合增长率4.98%；产量由75.57万吨增长到86.69万吨，复合增长率3.49%。其中原料用途用量（包括CFC-113、CFC-113a、HCFC-22、HCFC-142b）大幅增长引起HCFCs的产能、产量增长迅速。
       “十四五”开局之2021年，产能138.15万吨，同比增长12.73%；产量93.16万吨，同比增长7.46%。
       “十三五”以来HCFCS产能、产量变化，见图7～图9。
图7“十三五”以来HCFCS产能变化
图8“十三五”以来HCFCS产量变化
图9“十三五”以来HCFCS生产负荷率

       “十三五”期间，HFCs产品的产能由99.31万吨增长到159.86万吨，复合增长率12.64%；产量由52.14万吨增长到74.47万吨，复合增长率9.32%。
       “十四五”开局之2021年，产能168.94万吨，同比增长5.68%；产量84.71万吨，同比增长13.75%。“十三五”以来HFCS产能、产量变化，见图10～图12。
图10“十三五”以来HFCS产能变化
图11“十三五”以来HFCS产量变化
图12“十三五”以来HFCS生产负荷率

       （四）技术发展水平：
       “十三五”期间，我国氟碳化学品产能上实现了大突破，并在行业技术发展方面也取得了一定进展。国内多家科研机构、生产企业在新一代环境友好型产品HFOs品种开发、工艺创新、催化剂性能持续提升和应用研究方面取得突破。行业内获批建立了含氟温室气体替代及控制处理国家重点实验室，更加注重原始创新。
       随着国际上HFCs进入逐步削减阶段，目前市场已开始向新一代环境友好HFOs氟碳化学品升级换代。由于具有极低的“GWP”值和零ODP值，科慕、霍尼韦尔等跨国公司大力推广这类产品。国内企业和研究机构在HFOs开发方面，努力实践四氟丙烯HFO-1234yf的工艺创新或采用新的制备工艺，突破跨国公司的制备专利限制。自主或合作开发四氟丙烯HFO-1234ze（E）、三氟一氯丙烯（HCFO-1233zd）、六氟-2-丁烯（HFO-1336mz(z)）发泡剂、全氟酮灭火剂、环境友好型五元环等新品种。
       对氟碳化学品生产用催化剂的开发，成为行业技术升级和提高国际竞争水平的关键。我国氟碳催化剂研究机构积极开发用于制备HFO-1234yf、HFO-1234ze的具有较高转化率和选择性的催化剂。同时先进生产企业依据生产经验，加大对国内现有氟化催化剂的改进提升开发，特别是HFCs产品所用的催化剂，其催化性能达到国际先进水平。
       在氟碳化学品的应用和评价研究方面，开展了低GWP值的HFCs产品的新应用研究，如HFC-32家用空调的应用研究，HFC-161替代HCFC-22和HFC-41替代HFC-23作为深冷应用研究等。同时建立了国内首套、世界第三套GWP检测装置。
       加强了对HFCs过程排放监控及对副产的HFC-23采用符合国际公约核准的销毁技术进行处置等。

二、氟碳化学品进出口情况：
       我国HCFCs进出口种类主要是HCFC-22、HCFC-123、HCFC-141b和HCFC-142b四种化学品，包含各自同分异构体。
       生产的11种HFCS产品，以单组分或混合物（R410A、R404A、R407C、R507等）形式出口，尚无进口。
       （一）HCFCs进口情况
       2017年至2021年期间，HCFC-22、HCFC-141b和HCFC-142b均无进口。HCFC-123除2021、2022年无进口外，其余年份都有进口，数量维持在74吨左右，进口量及变化见表1和图13。
表1 HCFC-123进口数据
图13 HCFC-123进口量变化

       （二）HCFCs出口情况
       1.HCFC-22
       2016年到2021年，我国HCFC-22出口数量除2019年环比有小幅增加外，总体逐年减少，复合增长率为-7.13%，2022年又有增加。出口量及变化见表2和图14。
表2 HCFC-22出口数据
图14 HCFC-22出口量变化

       2.HCFC-123
       2017年到2021年间，我国HCFC-123出口数量除了2019年环比约有减少外，总体逐年增加，复合增长率为9.86%，2022年又有
减少，出口量及变化见表3和图15。
表3HCFC-123出口数据
图15HCFC-123出口量变化

       3.HCFC-141b
       2017至2021年，我国HCFC-141b出口变化较大，2018年、2020年无出口，2019年、2021年、2022年出口数量比2017年明显增加。出口量变化见表4和图16。
表4HCFC-141b出口数据
图16 HCFC-141b出口量变化

        4.HCFC-142b
       2017年、2018年、2020年HCFC-142b无出口。2019年出口量为10533吨，2021年出口量为1403吨。
       2022年出口量为2951.78吨，进口量为2730.61吨，全年出口量是进口量的1.08倍；累计进口额为1707.34万美元，累计出口额为5192.76万美元，累计出口额是累计进口额的3.04倍；出口额平均单价1.759万美元/吨，进口额平均单价0.625万元/吨，出口额单价是进口额单价的2.81倍。

       (三)HFCS出口情况
       我国出口的11种HFCS产品，以单组份或混合物形式，分原料用途、受控用途出口，2020年、2021年出口量及各种类比例见表5、表6。其中HFC-32、HFC-125、HFC-134a所占比例较高,2016-2021年出口量变化见图17～图19。
表5 2020年HFCS出口量（单位：吨）
表6 2021年HFCS出口量（单位：吨）

       1.HFC-32：
       2016至2021年，HFC-32出口量及变化见表7和图17。
表7 HFC-32出口数据
图17 HFC-32出口量变化
 
       2.HFC-125
       2016至2021年，HFC-125出口量及变化见表8和图18。
表8 HFC-125出口数据
图18HFC-125出口量变化

       3.HFC-134a
       2016至2021年，HFC-134a出口量略有破浪式发展，见表9和图19。
表9 HFC-134a出口数据
图19 HFC-134a出口量变化
 
三、氟碳化学品发展面临新挑战
       (一)国际履约要求
       1  HCFCS：
       根据《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》的淘汰要求，我国需要在2025年将ODS用途HCFCs削减至基线水平的32.5%，到2030年实现全面淘汰。
       2021年11月，国家生态环境部办公厅为切实履行《议定书》，推动含氢氟氯烃淘汰进程，引导相关行业、企业创新研发和使用绿色低碳替代品，根据《议定书》、国内《消耗臭氧层物质管理条例》有关条文，组织起草了《中国含氢氟氯烃替代品推荐目录（征求意见稿）》，向国家发改委、科技部、工信部、中国石化联合会、中国氟硅有机材料工业协会、中国家用电器协会、中国制冷空调工业协会、中国塑料加工工业协会、中国工业清洗协会及13家科研机构、高等院校发出通知，对包括9种制冷剂、6种发泡剂、9种清洗剂替代品征求意见。
       经各部门认真研究、反馈意见后，2022年4月2日再次组织各行业协会进一步讨论、确认。《推荐目录》还将会根据形势发展，经常更新、定期调整。

       2  HFCS：
       2016年10月在第28次缔约方大会上通过了《蒙特利尔议定书》基加利修正案，并于2019年1月1日正式生效。该修正案对《蒙特利尔议定书》的197个缔约方具有法律约束力，我国于2021年9月15日正式生效。
       基加利修正案中列出了18种需要削减的限控温室气体HFCs，其中我国生产和使用的有11种，包括HFC-32、HFC-125、HFC-134a、HFC-143a、HFC-152a、HFC-227ea、HFC-236ea、HFC-236fa、HFC-245fa、HFC-41、HFC-23。一些由常用的HFCS组成的HFC混合物，如R404A和R410A，也在基加利修正案的管控范围内。
       发达国家率先进行这类强效温室气体的削减，已从2019年开始在基线水平(2011-2013年的均值)上削减10%，到2036年削减85%。
       包括中国和非洲国家在内的大部分发展中国家（第一组发展中国家）将在2024年冻结HFCs消费（2020-2022三年的均值），从2029年启动削减进程。
       包括印度、伊朗、伊拉克、巴基斯坦和海湾国家在内的小部分发展中国家（第二组发展中国家）可延缓HFCs冻结和削减，将从2028年冻结HFCs的消费（2024-2026三年的均值），从2032年开始削减HFCs。
       《基加利修正案》明确将18种氢氟碳化物(HFCs)列入受控物质清单，并明确了HFCs的削减时间表，我国在“十四五”期间进入HFCs生产冻结期，根据HCFCs淘汰经验会有一定的产能变化。随着《基加利修正案》、《斯德哥尔摩公约》等国际公约的推进实施，将对我国氟化工的结构调整和技术水平提出更高的要求，从而进一步影响和制约产业的持续发展。
       国家生态环境部大气司结合我国国情，于2021年8月组织各行业专家开展专题讨论，及时修订《中国受控消耗臭氧层物质清单》，分物质、分批次对HFCS建设项目实行管控，并向各省、自治区、直辖市生态环境局发出第一批严格控制生产的五种HFCs（HFC-32、HFC-134a、HFC-125、HFC-143a、HFC-245fa）建设项目通知，要求除环境影响评价报告已通过审批的，各地不得新建、扩建；已建成的有关HFCS生产设施，需要进行改建或异地建设的，不得增加产能及品种。
       目前，国内HFCs扩产已经基本结束，相关企业将逐步恢复理性生产。长期来看，随着HFCs配额落地，HCFCs配额进一步缩减，氟碳化学品可能出现供不应求局面，届时价格可能会进一步上涨，迎来景气行情。

       (二)应用领域市场发展
       “十四五”期间，氟化工将进一步向专用化、精细化、高端化、绿色化方向发展。
       重点方向为新一代环境友好型制冷剂。HFCS自2020年进入基准年，部分产品不得新建和扩能，继续致力于新一代低GWP和零ODP值制冷剂品种的开发，努力突破发达国家对新型制冷剂的知识产权封锁。开展低GWP值的HFCs、HFOs及碳氢制冷剂等新应用研究，替代高GWP值的产品。例如HFC-32作为热泵、冷冻机的应用研究；HFC-152a作为汽车空调；HFC-161作为HCFC-22的替代品的开发。逐步开拓HFCs特殊用途市场空间，如HFC-152a的医用气雾剂的应用。进一步拓展氟碳化学品在数据中心浸没式液冷、5G设备冷却、新能源汽车电池冷却等新的冷却用途。开发高GWP值副产物的绿色转化技术。
       加大安全技术、清洁生产技术和节能技术等绿色工艺技术的开发。大力推广过程强化技术在氟碳化学品生产中的应用。推行清洁生产工艺、零排放技术和装备的应用，减少排放。加快节能技术推广应用。重点加快国内外新型节能技术的引进和吸收，加大资源的综合利用率，实现产业可持续发展。注重工艺技术的绿色环保化，分级分阶段逐步淘汰技术落后的生产装置。
       “十三五”前期相应的市场需求旺盛，制冷剂价格较高，后期特别是2018年之后，由于中美贸易摩擦和全球经济形势发展回调、世纪疫情等不利因素，再加上我国房地产政策进一步紧缩，影响空调与冰箱市场销量；并且我国空调、冰箱市场日益饱和，需求增速放缓；再加上我国汽车产销量出现下滑，整体来看，我国制冷剂市场新增需求增速放缓。经过多年的发展，欧美发达国家的氟碳化学品的市场基本饱和，市场新增用户相对稳定，主要是售后服务，因此其消费量增长速度缓慢。而发展中国家，特别是非洲和亚太地区，多数国家由于经济水平原因，目前的消费量不是很大，欧、美、日目前仍然是全球氟碳化学品的主要消费地区。
       预计2020～2025年，世界氟碳化学品年均需求增长率约3.0～4.0%，其中美国、欧盟和日本等发达国家在1.0～3.0%左右，而中国、印度等新兴市场仍然保持较高的增长速度，平均为5.0～6.0%左右，2025年世界氟碳化学品的需求量将由2020年的210万吨/年达到245万吨/年左右，其中亚太地区仍然是制冷剂的主要需求市场。