三氟甲烷（HFC-23）

      HFC-23在《基加利修正案》中被單獨考慮，因為這種氣體主要是作為生產(chǎn)HCFC-22中不需要的副產(chǎn)品而形成的。HFC-23的GWP值相當大（12690），部分原因是其大氣壽命長達228年。盡管有許多方法可以在生產(chǎn)設(shè)施中以化學(xué)方式銷毀HFC-23，但這種化合物仍在繼續(xù)釋放到大氣中。例如，HFC-23的大氣豐度在2009年至2016年間增加了28%。2016年，HFC-23的輻射強迫為0.005 W/m2，約占所有HFC總強迫的17%。該修正案鼓勵各國在可行的范圍內(nèi)銷毀HFC-23，以避免未來的排放和相關(guān)的輻射強迫增加。

HFCs使用對氣候的影響

     自2000年以來，以二氧化碳當量排放量（CO2-eq）表示的HFCs總排放量穩(wěn)步增長，2016年接近每年1 GtCO2-eq（見圖1）。HFCs的主要排放物是HFC-134a以及HFC-143a和HFC-125，它們被廣泛用于混合制冷劑，如R404A（52% HFC-143a、44% HFC-125和4% HFC-134a)和R410A（50% HFC-32、50% HFC-134a）。最近HFCs排放量的增長部分是由于替代了根據(jù)《蒙特利爾議定書》正在逐步淘汰的HCFCs。目前，HFCs的大氣豐度占所有鹵烴化合物輻射強迫的5%，不到所有其他溫室氣體輻射強迫的1%?；诋斍吧a(chǎn)和消費模式以及未來經(jīng)濟增長的預(yù)測表明，如果沒有《基加利修正案》，到2050年，HFCs排放量可能達到每年約5 GtCO2-eq，到2100年幾乎翻一番。這個2050年的預(yù)計排放值約為1987年ODSs二氧化碳當量排放峰值的一半。因此，在沒有《基加利修正案》的情況下，未來幾十年HFCs排放量的預(yù)計增長將抵消根據(jù)《蒙特利爾議定書》減少ODSs排放量而獲得的大量氣候保護效益。

圖1.《基加利修正案》下HFCs的排放量。《蒙特利爾議定書（基加利修正案）》限制了一組具有高GWP值的氫氟碳化物(HFCs)的生產(chǎn)和消費。HFCs被認為是消耗臭氧層物質(zhì)(ODSs)的長期替代品，因為HFCs不含氯和溴，因此不會對臭氧層構(gòu)成直接威脅。通過實施《基加利修正案》避免高GWP值HFCs的大量排放將加強未來的氣候保護。由于HFCs具有不同的物理和化學(xué)特性，因此它們的GWP范圍很廣。圖片顯示了廣泛使用的高GWP值HFCs的排放量。排放量由每個化合物的GWP加權(quán)；通過這種加權(quán)，排放量表示為每年的二氧化碳當量質(zhì)量。在左側(cè)圖片中，排放量基于對截至2013年的大氣觀測分析和到2100年的預(yù)測，這些預(yù)測代表了在沒有《基加利修正案》和國家法規(guī)的情況下未來排放量的上限。右圖顯示了假設(shè)國際遵守《基加利修正案》規(guī)定的GWP加權(quán)排放量。右圖中的預(yù)測包括一個稱為低GWP替代品的類別，該類別由GWP遠低于它們所替代的制冷劑的化合物組成。低GWP替代品包括稱為氫氟烯烴(HFOs)的HFCs子集，與所有HFCs一樣，僅由氫、氟和碳原子組成。HFOs的化學(xué)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致這些化合物在低層大氣（對流層）中比其他HFCs更具反應(yīng)性，因此，HFOs在大氣釋放后的壽命更短。因此，與相同質(zhì)量的高GWP值HFCs的排放相比，HFOs的排放導(dǎo)致的輻射強迫顯著降低。

1 吉噸=10億（10⁹）噸=1萬億（10¹²）千克。二氧化碳當量排放單位意味著溫室氣體的釋放將導(dǎo)致與釋放相同質(zhì)量的二氧化碳相同數(shù)量的氣候輻射強迫，超過100年的時間間隔。）

基加利修正案

      隨著2016年《基加利修正案》的通過，《蒙特利爾議定書》改變了未來HFCs排放。該修正案要求在未來30年將高GWP值的HFCs生產(chǎn)和消費量相對基線水平減少80%以上（二氧化碳當量）。逐步淘汰計劃兼顧了發(fā)達國家和發(fā)展中國家的關(guān)切和利益，包括環(huán)境溫度高的國家?！痘永拚浮酚?019年1月1日生效。圖2顯示了該修正案如何顯著減少未來幾十年HFCs的預(yù)計排放量。到2100年避免的HFCs排放總量約為420 GtCO₂-eq，比目前人類活動造成的二氧化碳年排放量高出10年以上。

圖2.《基加利修正案》氣候保護?！痘永拚浮返某晒嵤⒓訌姟睹商乩麪栕h定書》對地球氣候的保護。圖中顯示沒有（藍色陰影區(qū)域）和（橙色線）實施《基加利修正案》和國家法規(guī)的HFCs排放情景的二氧化碳當量排放（左）、輻射強迫（中）和表面溫度（右）。到2013年的HFCs排放來自大氣觀測；2014年至2100年的排放量基于對當前生產(chǎn)和消費模式以及未來經(jīng)濟增長的預(yù)測。所有排放均按每種化合物的GWP（二氧化碳當量排放）加權(quán)，HFC-23的排放被排除在外。沒有《基加利修正案》和國家法規(guī)的排放預(yù)測基于預(yù)計HFCs消費量的下限和上限。顯示了從2000年開始HFCs排放導(dǎo)致的平均地表溫度升高。為了比較，分別在中間和右側(cè)面板邊緣顯示了甲烷(CH₄)和一氧化二氮(N₂O)的輻射強迫和地表溫度升高，2100年基于1750年以來的累積排放量。由于對高GWP值HFCs未來排放的限制，遵守《基加利修正案》有可能避免本世紀地表溫度上升0.2至0.4℃。如果使用低GWP制冷劑的新的和替代的制冷和空調(diào)設(shè)備的能效性能得到優(yōu)化，則可以實現(xiàn)更大的氣候效益。

（1吉噸=10億（10⁹）噸=1萬億（10¹²）千克。二氧化碳當量排放單位意味著溫室氣體的釋放將導(dǎo)致與釋放相同質(zhì)量的二氧化碳相同數(shù)量的氣候輻射強迫，超過100年的時間間隔。CH₄和N₂O的世紀末值基于代表性濃度路徑(RCP)2.6（下限）和8.5（上限）情景。）

擴大氣候保護

《基加利修正案》大大擴展了《蒙特利爾議定書》提供的氣候保護效益。隨著修正案的全面實施，HFCs的年排放量將在2040年之前達到峰值（見圖1）。如果沒有修正案，在本世紀下半葉達到市場飽和之前，每年的排放量都會增加，每年的排放量約為10 GtCO₂-eq，幾乎是修正案規(guī)定的排放峰值的五倍。此外，如圖2所示，與大氣豐度成正比的氣候長期輻射強迫大幅減少。如果沒有修正案，預(yù)計HFCs的輻射強迫在整個世紀都會增加，到2100年達到約0.6 W/m²的值。在這種情況下，到本世紀末，HFCs造成的輻射強迫超過N₂O，與CH₄不相上下。修訂后，HFCs對氣候的輻射強迫在2050年之前達到峰值，并在2100年逐漸下降至0.09 W/m²左右。2100年CH₄和N₂O的輻射強迫值范圍如圖2所示，超過基加利修正案規(guī)定的HFCs導(dǎo)致的0.09 W/m²強迫。

  根據(jù)該修正案，幾十年來減少輻射強迫的好處可以表達為避免平均地表溫度升高。在沒有基加利修正案和國家法規(guī)的情況下，由于未來大氣中HFCs的增長，到2100年溫度升高預(yù)計在0.3-0.5℃之間（見圖2）。相比之下，隨著修正案的全面實施，預(yù)計氣溫將上升約0.06℃。例如，這明顯低于2100年預(yù)計的CH₄和N₂O豐度所導(dǎo)致的變暖。自1750年工業(yè)時代開始以來，人類活動產(chǎn)生的排放造成的變暖約為1℃。氣候變化框架公約巴黎協(xié)定的目標是自工業(yè)時代開始以來將變暖限制在遠低2.0℃，并繼續(xù)努力將變暖限制在1.5℃。《基加利修正案》避免了氣溫上升0.2至0.4℃，這大大有助于實現(xiàn)這一目標。

低GWP物質(zhì)

《基加利修正案》鼓勵在未來幾十年內(nèi)使用低GWP物質(zhì)或其他替代品來替代高GWP的HFCs。HFCs替代化合物包括稱為氫氟烯烴(Hydrofluoroolefins,HFOs)的HFCs子集，與HFCs一樣，僅由氫、氟和碳原子組成。HFOs的化學(xué)結(jié)構(gòu)包括雙碳鍵，導(dǎo)致這些化合物在低層大氣（對流層）中比其他HFCs更具反應(yīng)性。因此，HFOs的大氣壽命非常短。一種此類化合物HFO-1234yf的壽命僅為12天，而HFC-23、HFC-143a和HFC-134a的壽命分別為228、51和14年。HFOs在大氣中的短壽命導(dǎo)致GWP非常低。因此，與排放相同質(zhì)量的高GWP值HFCs所引起的強迫相比，HFOs的排放導(dǎo)致的輻射強迫顯著降低（見圖1）。

基加利修正案下的排放預(yù)測包括一組在圖1中標記為低GWP替代品的化合物。預(yù)計這些化合物將滿足高GWP值HFCs使用逐漸減少的行業(yè)的應(yīng)用需求。即使在未來的預(yù)測中排放了大量這些低GWP值的替代品，與在沒有《基加利修正案》的情況下未來高GWP值HFCs排放的貢獻相比，對氣候變化的貢獻仍然很低。

未來

     根據(jù)《基加利修正案》逐步減少HFCs，HFCs在未來氣候脅迫中作用非常有限。通過實施修正案實現(xiàn)的氣候保護要求替代高GWP值HFCs的化合物具有較小或可以忽略不計的GWP。與新的低GWP值物質(zhì)和改進的制冷和空調(diào)設(shè)備相關(guān)的技術(shù)發(fā)展將有助于限度地保護氣候。在為制冷和空調(diào)設(shè)備供電的發(fā)電過程中釋放的溫室氣體導(dǎo)致了該行業(yè)的間接輻射強迫。在向低GWP值替代制冷劑過渡期間提高該部門設(shè)備的能源效率可能會使修正案的直接氣候效益翻倍。低GWP替代化合物、能源效率的提高和可再生能源的增長相結(jié)合，具有很大的潛力，可以限度地減少制冷和空調(diào)應(yīng)用對輻射強迫的直接和間接貢獻。

來源：“含氟氣體與環(huán)境問題”公眾號