第五代含氟消耗臭氧層物質替代品開發迫在眉睫

含氟消耗臭氧層物質(ODS)替代品等含氟新材料產業是戰略性新興產業的重要組成部分。中國已成為全球最大的含氟ODS替代品生產和消費國，與發達國家的差距進一步縮小，但挑戰仍然巨大。為盡快趕超國際，提升含氟新材料的國際話語權，“十五五”期間，我國應將第五代含氟ODS替代品開發作為高端含氟材料的突破口和“核爆點”

　　為應對“臭氧層破壞”和“全球變暖”兩大全球性環境問題，含氟ODS替代品一共經歷了四代產品更替，從最初的第一代氟利昂類氯氟烴物質（CFCs）逐步發展到第四代替代品氫氟烯烴類化合物（HFOs）。第一代氟利昂產品破壞臭氧層、第二代氫氯氟（HCFCs）產品既破壞臭氧層又有溫室效應、第三代氫氟烴（HFCs）產品雖不破壞臭氧層但有強溫室效應。第四代替代品HFOs具有“零ODP(臭氧層破壞潛值)、低GWP(溫室效應潛值)”的特點，因此，被認為是環境友好型的產品，現正處于大規模的生產和應用的初期階段。隨著《蒙特利爾議定書基加利修正案》的推進，HFCs的削減量越來越大，第四代替代品HFOs的用量也會越來越多，由此引起“永久化學品”全氟烷基或多氟烷基物質（PFAS）的污染問題。

三氟乙酸(TFA)正成為繼長鏈PFAS污染之后關注的新焦點。研究發現，TFA主要來源于含氟ODS替代品的降解，某些HFCs和HFOs均可不同程度地降解產生TFA。根據聯合國2023年發布的《環境影響評估小組的評估報告》中的數據，僅第三代產品HFC-134a和第四代產品HFO-1234yf制冷劑在2020年-2050年平均每年降解產生23.2萬噸TFA，預計2050年-2100年平均每年將達到69.5萬噸。2024年以來，包括德國、法國、英國等歐洲多個政府與非政府組織已就TFA展開調查并計劃采取行動。

　　由于PFAS具有超穩定性和強遷移性，隨著全球“蒸餾效應”散布在整個生物圈，其中三氟乙酸(TFA)占整個PFAS污染物的90%以上，且用常規處理PFAS的手段無法去除。

　　目前，這一問題已引起歐洲化學品管理局的高度重視，并已成為學術界和環保專家關注的焦點。現在，美國科慕、日本大金和旭硝子、墨西哥化學等氟化學跨國公司已經成功開發出“降解不產生TFA”的新一代含氟ODS替代品，并進入大規模應用階段。國內先進氟化工企業與美日跨國公司同時開啟了第五代ODS替代品的創新與開發工作，其中泉州宇極新材料科技有限公司(簡稱“泉州宇極”)擁有多項第四代ODS替代品的合成與工業化產權，開發的“環境友好型含氟絕緣氣體的催化合成技術及應用”，于2024年6月23日，通過了中國石油和化學工業聯合會在北京組織的科技成果鑒定，其開發的先進、高效綠色、具有自主知識產權的七氟異丁腈(C C?F?N)連續生產新工藝，達到了國際領先水平，并首次建成了世界100 噸/年 C?F?N工業化生產線。

　　同時，鑒定委員會認為，泉州宇極在國際上率先提出將一系列不降解TFA的HFOs、含氟類炔烴、環烯類結構的化合物用于制冷、發泡、清洗等領域，并實現了批量化生產，同時解決了“臭氧層破壞”“加劇全球變暖”和“降解產生TFA”三大難題，開啟了我國第五代含氟ODS替代品開發的新紀元。

　　由此，我國完全有可能在第五代含氟ODS替代品開發應用中，實現領跑。為加速培育這一具有全球領先水平的產業，鍛造新質生產力，提出如下建議：

　　一、完善和加強PFAS信息披露機制。

　　發達國家已經初步完成關于PFAS污染物治理的技術、產業和法律準備，全面進入PFAS的替代、控制和處理階段，并在國際貿易上開始設置新的“低PFAS”壁壘。我國應該未雨綢繆，適時開展企業的PFAS信息披露機制應對全球越來越嚴格的PFAS壁壘：進一步完善、細化新污染相關領域的政策，如加強新污染物PFAS的知識普及，讓更多人了解它的危害；產品PFAS信息披露機制建設、PFAS排放標準建立；在標準領域開展相關產品的PFAS含量標準修訂；逐步禁止PFAS非必要用途；引進PFAS-free相關產品認證，建設安全放心的產品體系等。

　　二、全力加大含氟ODS替代品研發和應用推廣。

　　由于第三代和第四代含氟ODS替代品是環境中超短PFAS—TFA的主要來源，開發降解不產生TFA的第五代含氟ODS替代品迫在眉睫，而且跨國公司的知識產權壁壘讓中國在第四代受到鉗制。突破壁壘必須在技術上創新，開發一批具有知識產權的零ODP、低GWP且降解不產生TFA的創新品種及其制備和應用技術。同時，要加強智能化和自動化技術的應用，實現中國氟化工由“跟跑”“陪跑”到“領跑”的跨越。

　　三、全面深化對第五代含氟ODS替代品開發應用在政策上的引導和激勵。

　　目前，國際上針對PFAS管控的公約和國家政策越來越完善，發達國家建立起相對完整的政策法律、PFAS替代、處理與控制技術開發的體系，中國也建立了針對PFAS等新興污染物的政策體系。在新污染物治理政策體系框架下，通過一系列政策措施，如進一步完善對新污染物PFAS的法律監管，將占比最大的TFA納入監管體系；在國家級項目上進行政策支持；鼓勵行業開展上下游聯合攻關項目等，將第五代含氟ODS替代品開發列入重點技術攻關項目，重點解決第四代替代品成為當前PFAS新污染物源頭的問題，為實現全球綠色低碳目標做出新貢獻。

作者：上海交通大學材料科學與工程學院教授/博導 朱申敏