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从"2024情景"到《基加利修正案》:中国氢氟碳化物(HFCs)减排的十年验证

发布时间:2026-10-13 浏览:15 次

——写在2016年论文发表和《基加利修正案》达成十年之际

谨以此文纪念本文所回顾论文的合作作者之一——Mario J. Molina(卒于2020年10月7日,六年前今天)。墨西哥籍化学家、1995年诺贝尔化学奖得主,与Sherwood Rowland共同揭示了氟氯化碳(CFCs)耗损臭氧层的机制,为《蒙特利尔议定书》奠定科学基础。


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图1 Mario J. Molina(1943—2020)




摘要:本文回顾作者2016年1月发表的中国HFCs排放与控制研究论文。论文提出的“2024情景”与2016年10月全球达成的《基加利修正案》核心结构高度一致:同为2024年冻结、以基线20%为终期目标、减排80%。截至2026年,生态环境部发放的HFCs使用配额连续三年落在论文预测区间下端,中国管控HFCs的实施成效,在气候效益上已优于论文中设定的 “2024 情景” 水平。2026年之后,若不动用65% HCFCs缓冲额度,而像过去30多年削减CFCs、HCFCs那样线性削减,论文预测的后2026减排路径与减排量很可能成为现实。

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图2 2018年12月,Mario J. Molina最后一次来到北京大学

2016年1月,我们与Guus J. M. Velders、A. R. Ravishankara、Mario J. Molina和Ronald G. Prinn合作,在《Environmental Science & Technology》发表了关于中国HFCs排放清单与减排情景预测的研究。

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十年之后回望,当年论文预测的“2024情景”与2016年10月的《基加利修正案》在时间节点和减排量级上惊人吻合。截至2026年,生态环境部发放的HFCs使用配额连续三年落在该情景预测区间的下端。以2026年为界:此前的预测已被验证,此后的预测也有可能成为现实。


一、为什么要管控HFCs

HFCs是氢氟碳化物的简称,广泛用作制冷剂、发泡剂、气雾剂、灭火剂和半导体制造等领域。20世纪90年代以来,随着《蒙特利尔议定书》逐步淘汰会耗损臭氧层的CFCs(氟氯化碳)和HCFCs(氟氯烃),不耗损臭氧层的HFCs成为最主要的替代品,产量和使用量迅速增长。

但替代并非没有代价。HFCs不耗损臭氧层,却是强效温室气体,其全球增温潜势(GWP)可达二氧化碳的成百上千倍。不加管控,仅HFCs一项就会使全球平均地表气温上升0.3~0.5℃。

中国是全球最大的HFCs生产国和使用国,其排放趋势与未来管控预测对全球气候治理意义重大。

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图3 2013年6月,习近平主席访美期间,中美元首就合作推动HFCs逐步削减达成共识。“中美两国同意携手合作并与其他国家一道, 通过多边途径,包括使用《蒙特利尔议定书》中的专业知识和机构,逐步减少HFCs 的生产和消费,继续将HFCs 包含在《联合国气候变化框架公约》以及《京都议定书》中关于排放计算和排放报告规定的范围内。”  新华社记者谢环驰 摄


二、十年前,我们画出的“理想路线”

论文题目是《Hydrofluorocarbon (HFC) Emissions in China: An Inventory for 2005–2013 and Projections to 2050》。研究首次建立了中国2005—2013年完整的HFCs生产、使用和排放清单,并设置三种情景,预测到2050年。

三种情景的差别在于管控力度:“BAU情景”即“一切照旧”,不设任何法规,使用持续增长;“2024情景”2024年冻结、之后线性削减,最具政策参考价值;“北美提案”是2013年北美国家提出的极端方案。

“2024情景”的设计要点是:2024年冻结,此后每年递减4个百分点(线性),到2044年降至基线20%;基线只算纯HFCs,不含缓冲额度;总体减排幅度80%。“基线”即计算削减比例的基准用量——论文与修正案对“基线怎么算”给出了不同答案,这是两条路线的差异。

这条路线能减多少?原文表1所示:与BAU情景相比,2024年逐步削减情景在2014—2050年间累计使用减少约430亿吨、但仍使用约310亿吨CO?当量,累计排放减少约300亿吨、但仍排放约290亿吨CO?当量。


三、十年间的现实:《基加利修正案》给出的“现实路线”

2016年10月15日,《蒙特利尔议定书》第28次缔约方大会在卢旺达基加利达成《基加利修正案》,把HFCs纳入议定书管控体系、逐步削减。2021年9月15日,修正案对中国正式生效。

按修正案,中国要走的是“五级台阶”:2024年冻结在基线水平;2029年起不超过基线90%(削减10%);2035年起不超过70%(削减30%);2040年起不超过50%(削减50%);2045年起不超过20%(削减80%)。

与论文的线性递减不同,修正案采用阶梯式削减:每个阶段内使用量不变,到下一时间节点一次性跳降。

一个中国可能不需要的宽松设计:65% HCFCs额度

修正案还有一个容易被忽略的细节:第5条第1组国家(主要是发展中国家)的HFCs基线值,等于基线年(2020—2022年)HFCs平均量加上HCFCs基线值的65%。这65%是为HCFCs替代预留的“过渡期缓冲”。

按此口径,中国的HFCs基线构成是:生产基线总量18.53亿吨CO?当量,其中65% HCFC生产部分约4.46亿吨;使用基线总量9.05亿吨CO?当量,其中65% HCFC使用额度约3.13亿吨。


四、理想与现实:放在一起看

相同之处:核心结构高度吻合

论文发表于修正案达成之前,但两者在核心结构上高度吻合,如表1所示。

表1 论文“2024情景”与《基加利修正案》的核心结构对比

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不同之处之一:怎么减——直线还是折线

最直观的差异在于削减路径的形状:论文是平滑的线性递减(直线),修正案是阶梯式跳跃削减(折线),如图4所示。

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图4 中国HFCs减排路径对比:论文线性预测与《基加利修正案》阶梯削减(数据来源:Fang et al. (2016) 论文2024情景;《基加利修正案》第5条第1组国家削减时间表)


两条路径中期差异明显:2029年线性路径要求降到基线80%,阶梯路径只需90%,相差10个百分点;2035年分别为56%和70%,相差14个百分点;2040年分别为36%和50%;直到2044—2045年才汇合于基线20%。

线性路径把减排压力均匀分摊到每年,前期力度更大;阶梯路径“前松后紧”,给产业留出准备期。但阶梯式节奏与中国过去削减CFCs和HCFCs的实践并不一致。


不同之处之二:从哪儿开始减——基线是否含65%额度

路径形态的差异是“怎么减”,基线设计的差异则是“从哪里开始减”,如图5所示。

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图5 基线构成对比:论文预测(纯HFC,无65%额度)与《基加利修正案》(HFC + 65% HCFCs)(数据来源:中国HFCs使用基线9.05亿吨CO?当量,生态环境部,2023)


核心差异在于:论文采用“纯HFCs”口径,基线即HFCs实际使用水平;修正案采用“HFCs + 65% HCFC”复合口径,基线因此比论文高出约3.13亿吨CO?当量,增幅约60%。

也就是说,论文的线性情景是更严格的“理想”控制线,修正案是更宽松的控制线。


五、十年回望:哪些预测被验证了

情景与修正案:预测的准确性已被验证

以2026年为节点回望,当初预测的2024年管控情景与修正案的实际制度设计基本一致,其中四个方面值得一说。一是冻结年份,与修正案确定的2024年完全一致;二是终期目标,论文定在2044年、修正案定在2045年达到基线20%,只差1年;三是BAU警示,论文对“不加管控会怎样”的推演为修正案提供了科学依据;四是高GWP优先,论文建议优先管控高GWP品种,这一思路被实际履约过程采纳。

减排的验证:2024—2026年的实际配额

2024-2026实际发放的使用配额分别为:6.32亿,6.51亿和6.48亿吨CO?-eq,连续三年稳定在“2024情景”预测区间下端。这说明论文对2020年代中期HFCs使用总量的预判是合理的,中国实际履约水平已超过“2024情景”理想路径的状态,实现了更大的气候效益。

2026年9月16日,生态环境部徐必久副部长宣布:中国履行《基加利修正案》,累计比国家履约生产而使用目标分别减少11.85亿吨和7.59亿吨CO?-eq以上。

 


能走到这一步,靠的是中国早期的替代行动。2013年6月,中美元首就合作推动HFCs逐步削减达成共识;此后中国持续推动空调行业绿色转型,制冷剂向低GWP转移,降低了对HFCs的需求。一个直观对比是:2025年中国空调产量是2015年的1.87倍,制冷剂总GWP值却下降超过40%。

2026年之后:未来预测有望成为现实

学术预测不可能完全预见国际谈判的博弈。论文的“2024情景”要求高效协同替代和技术同步发展,更适合中国,未必适合印度等国;修正案引入65% HCFCs额度,正是为发展中国家预留灵活性;论文的线性递减路径也被五级阶梯取代。

中国可以不需要65%的宽松额度。从生态环境部公布的2024-2026年生产和使用配额,以及2027年配额发放征求意见稿来看,结合发布的《国家方案》中的减排行动安排,中国过去没有使用、未来也不需要使用这65%的宽松额度!换言之,中国未来的控制时间表,更接近于文章中的“2024情景”。

对未来的三点启示

第一,国际条约必然包含政治妥协和灵活性安排。“可行但稍缓”的协议往往优于“严格但不可行”的协议。

第二,65%额度正在通过“蛙跳”而不被使用。中国早期的“低GWP”路线避免“高GWP”物质使用在进入基线年期后就开始逐步落实。从2024—2026年的实际配额看,65%的额度在2026年之后的中国履约中不会被采用;中国预期采用更快的替代减排速度也引领其他发展中国家。

第三,未来减排力度仍有提升空间。修正案设定的是最低履约要求而非上限,论文的线性情景可作为中国“加严履约”的参考目标。


六、结论:理想正在变成现实

十年回顾,主要结论可归纳为:(1)起点和终点一致,即2024年冻结、2044—2045年降至基线20%、减排80%;(2)差别在中间,即削减路径相差10~14个百分点、基线相差30%~60%;(3)以2026年为界,此前的预测已被验证,此后的预测有待实现。

截至2026年,论文预测的2024年管控情景与修正案基本一致,实际使用配额持续落在预测区间下端。2026年之后,如果中国不动用65% HCFCs的缓冲空间,并像欧盟、美国以及中国此前削减CFCs那样线性削减,论文预测的减排路径很大概率会成为现实。

理想指引方向。2016年的论文“2024情景”为HFCs减排描绘了“理想”图景,修正案把它转化为可执行的“现实”方案。迄今为止的现实证明,中国的履约控制HFCs已达到甚至超越论文设想的理想减排状态;让替代减排HFCs的理想变成现实,将继续在中国的履约实践中得到验证。


参考资料


[1] Fang X, Velders GJM, Ravishankara AR, et al. Hydrofluorocarbon (HFC) Emissions in China: An Inventory for 2005–2013 and Projections to 2050[J]. Environmental Science & Technology, 2016, 50(4): 2027-2034.

[2] 生态环境部. 2024/2025/2026年度氢氟碳化物配额总量设定与分配方案[Z]. 2023/2024/2025.

[3] UNEP. The Kigali Amendment to the Montreal Protocol: HFC Phase-down[R]. Nairobi: United Nations Environment Programme, 2016.



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