三氟甲烷（HFC-23）

      HFC-23在《基加利修正案》中被单独考虑，因为这种气体主要是作为生产HCFC-22中不需要的副产品而形成的。HFC-23的GWP值相当大（12690），部分原因是其大气寿命长达228年。尽管有许多方法可以在生产设施中以化学方式销毁HFC-23，但这种化合物仍在继续释放到大气中。例如，HFC-23的大气丰度在2009年至2016年间增加了28%。2016年，HFC-23的辐射强迫为0.005 W/m2，约占所有HFC总强迫的17%。该修正案鼓励各国在可行的范围内销毁HFC-23，以避免未来的排放和相关的辐射强迫增加。

HFCs使用对气候的影响

     自2000年以来，以二氧化碳当量排放量（CO2-eq）表示的HFCs总排放量稳步增长，2016年接近每年1 GtCO2-eq（见图1）。HFCs的主要排放物是HFC-134a以及HFC-143a和HFC-125，它们被广泛用于混合制冷剂，如R404A（52% HFC-143a、44% HFC-125和4% HFC-134a)和R410A（50% HFC-32、50% HFC-134a）。最近HFCs排放量的增长部分是由于替代了根据《蒙特利尔议定书》正在逐步淘汰的HCFCs。目前，HFCs的大气丰度占所有卤烃化合物辐射强迫的5%，不到所有其他温室气体辐射强迫的1%。基于当前生产和消费模式以及未来经济增长的预测表明，如果没有《基加利修正案》，到2050年，HFCs排放量可能达到每年约5 GtCO2-eq，到2100年几乎翻一番。这个2050年的预计排放值约为1987年ODSs二氧化碳当量排放峰值的一半。因此，在没有《基加利修正案》的情况下，未来几十年HFCs排放量的预计增长将抵消根据《蒙特利尔议定书》减少ODSs排放量而获得的大量气候保护效益。

图1.《基加利修正案》下HFCs的排放量。《蒙特利尔议定书（基加利修正案）》限制了一组具有高GWP值的氢氟碳化物(HFCs)的生产和消费。HFCs被认为是消耗臭氧层物质(ODSs)的长期替代品，因为HFCs不含氯和溴，因此不会对臭氧层构成直接威胁。通过实施《基加利修正案》避免高GWP值HFCs的大量排放将加强未来的气候保护。由于HFCs具有不同的物理和化学特性，因此它们的GWP范围很广。图片显示了广泛使用的高GWP值HFCs的排放量。排放量由每个化合物的GWP加权；通过这种加权，排放量表示为每年的二氧化碳当量质量。在左侧图片中，排放量基于对截至2013年的大气观测分析和到2100年的预测，这些预测代表了在没有《基加利修正案》和国家法规的情况下未来排放量的上限。右图显示了假设国际遵守《基加利修正案》规定的GWP加权排放量。右图中的预测包括一个称为低GWP替代品的类别，该类别由GWP远低于它们所替代的制冷剂的化合物组成。低GWP替代品包括称为氢氟烯烃(HFOs)的HFCs子集，与所有HFCs一样，仅由氢、氟和碳原子组成。HFOs的化学结构导致这些化合物在低层大气（对流层）中比其他HFCs更具反应性，因此，HFOs在大气释放后的寿命更短。因此，与相同质量的高GWP值HFCs的排放相比，HFOs的排放导致的辐射强迫显着降低。

1 吉吨=10亿（10⁹）吨=1万亿（10¹²）千克。二氧化碳当量排放单位意味着温室气体的释放将导致与释放相同质量的二氧化碳相同数量的气候辐射强迫，超过100年的时间间隔。）

基加利修正案

      随着2016年《基加利修正案》的通过，《蒙特利尔议定书》改变了未来HFCs排放。该修正案要求在未来30年将高GWP值的HFCs生产和消费量相对基线水平减少80%以上（二氧化碳当量）。逐步淘汰计划兼顾了发达国家和发展中国家的关切和利益，包括环境温度高的国家。《基加利修正案》于2019年1月1日生效。图2显示了该修正案如何显着减少未来几十年HFCs的预计排放量。到2100年避免的HFCs排放总量约为420 GtCO₂-eq，比目前人类活动造成的二氧化碳年排放量高出10年以上。

图2.《基加利修正案》气候保护。《基加利修正案》的成功实施将加强《蒙特利尔议定书》对地球气候的保护。图中显示没有（蓝色阴影区域）和（橙色线）实施《基加利修正案》和国家法规的HFCs排放情景的二氧化碳当量排放（左）、辐射强迫（中）和表面温度（右）。到2013年的HFCs排放来自大气观测；2014年至2100年的排放量基于对当前生产和消费模式以及未来经济增长的预测。所有排放均按每种化合物的GWP（二氧化碳当量排放）加权，HFC-23的排放被排除在外。没有《基加利修正案》和国家法规的排放预测基于预计HFCs消费量的下限和上限。显示了从2000年开始HFCs排放导致的平均地表温度升高。为了比较，分别在中间和右侧面板边缘显示了甲烷(CH₄)和一氧化二氮(N₂O)的辐射强迫和地表温度升高，2100年基于1750年以来的累积排放量。由于对高GWP值HFCs未来排放的限制，遵守《基加利修正案》有可能避免本世纪地表温度上升0.2至0.4℃。如果使用低GWP制冷剂的新的和替代的制冷和空调设备的能效性能得到优化，则可以实现更大的气候效益。

（1吉吨=10亿（10⁹）吨=1万亿（10¹²）千克。二氧化碳当量排放单位意味着温室气体的释放将导致与释放相同质量的二氧化碳相同数量的气候辐射强迫，超过100年的时间间隔。CH₄和N₂O的世纪末值基于代表性浓度路径(RCP)2.6（下限）和8.5（上限）情景。）

扩大气候保护

《基加利修正案》大大扩展了《蒙特利尔议定书》提供的气候保护效益。随着修正案的全面实施，HFCs的年排放量将在2040年之前达到峰值（见图1）。如果没有修正案，在本世纪下半叶达到市场饱和之前，每年的排放量都会增加，每年的排放量约为10 GtCO₂-eq，几乎是修正案规定的排放峰值的五倍。此外，如图2所示，与大气丰度成正比的气候长期辐射强迫大幅减少。如果没有修正案，预计HFCs的辐射强迫在整个世纪都会增加，到2100年达到约0.6 W/m²的值。在这种情况下，到本世纪末，HFCs造成的辐射强迫超过N₂O，与CH₄不相上下。修订后，HFCs对气候的辐射强迫在2050年之前达到峰值，并在2100年逐渐下降至0.09 W/m²左右。2100年CH₄和N₂O的辐射强迫值范围如图2所示，超过基加利修正案规定的HFCs导致的0.09 W/m²强迫。

  根据该修正案，几十年来减少辐射强迫的好处可以表达为避免平均地表温度升高。在没有基加利修正案和国家法规的情况下，由于未来大气中HFCs的增长，到2100年温度升高预计在0.3-0.5℃之间（见图2）。相比之下，随着修正案的全面实施，预计气温将上升约0.06℃。例如，这明显低于2100年预计的CH₄和N₂O丰度所导致的变暖。自1750年工业时代开始以来，人类活动产生的排放造成的变暖约为1℃。气候变化框架公约巴黎协定的目标是自工业时代开始以来将变暖限制在远低2.0℃，并继续努力将变暖限制在1.5℃。《基加利修正案》避免了气温上升0.2至0.4℃，这大大有助于实现这一目标。

低GWP物质

《基加利修正案》鼓励在未来几十年内使用低GWP物质或其他替代品来替代高GWP的HFCs。HFCs替代化合物包括称为氢氟烯烃(Hydrofluoroolefins,HFOs)的HFCs子集，与HFCs一样，仅由氢、氟和碳原子组成。HFOs的化学结构包括双碳键，导致这些化合物在低层大气（对流层）中比其他HFCs更具反应性。因此，HFOs的大气寿命非常短。一种此类化合物HFO-1234yf的寿命仅为12天，而HFC-23、HFC-143a和HFC-134a的寿命分别为228、51和14年。HFOs在大气中的短寿命导致GWP非常低。因此，与排放相同质量的高GWP值HFCs所引起的强迫相比，HFOs的排放导致的辐射强迫显着降低（见图1）。

基加利修正案下的排放预测包括一组在图1中标记为低GWP替代品的化合物。预计这些化合物将满足高GWP值HFCs使用逐渐减少的行业的应用需求。即使在未来的预测中排放了大量这些低GWP值的替代品，与在没有《基加利修正案》的情况下未来高GWP值HFCs排放的贡献相比，对气候变化的贡献仍然很低。

未来

     根据《基加利修正案》逐步减少HFCs，HFCs在未来气候胁迫中作用非常有限。通过实施修正案实现的气候保护要求替代高GWP值HFCs的化合物具有较小或可以忽略不计的GWP。与新的低GWP值物质和改进的制冷和空调设备相关的技术发展将有助于限度地保护气候。在为制冷和空调设备供电的发电过程中释放的温室气体导致了该行业的间接辐射强迫。在向低GWP值替代制冷剂过渡期间提高该部门设备的能源效率可能会使修正案的直接气候效益翻倍。低GWP替代化合物、能源效率的提高和可再生能源的增长相结合，具有很大的潜力，可以限度地减少制冷和空调应用对辐射强迫的直接和间接贡献。

来源：“含氟气体与环境问题”公众号