“十三五”期間,我國要完成到2020年單位GDP碳排放要比2005年下降40%~45%的國際承諾低碳目標,并且要為完成《中美氣候變化聯合聲明》中提出的我國在2030年左右要達到碳排放的峰值的中長期低碳發展目標奠定基礎,同時要在大氣污染防治等環境指標方面取得明顯成效。涂料及相關行業發展過程中面臨的環保問題主要有:VOCs排放、三廢超標排放、重金屬污染等。為此,國家有關部門頒布了系列環保法規,根據我國“十三五”規劃目錄中環保、資源規劃相關信息,涂料、涂料助劑、涂料顏料行業也應有針對性地制定“十三五”節能環保發展規劃,在此具體解讀涂料行業“十三五”規劃之VOCs防治規劃。
一、涂料行業VOCs防治現狀
近年來,我國大氣環境受霧霾影響日益加重,引起國家有關部門的高度關注。以國務院辦公廳轉發環保部等部門關于《推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量指導意見的通知》(國辦發〔2010〕33號)為標志,從國家層面正式將VOCs污染防治工作提上了日程;2012年9月國務院批復實施的《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》,將VOCs和二氧化硫、氮氧化物、工業煙粉塵一起列為了三區十群的防控重點,把開展VOCs污染防治工作納入了重點防治任務;2015年2月1日起將涂料納入消費稅征收范疇,對施工狀態下VOCs含量低于420g/L(含)的涂料免征消費稅。
目前,在我國涂料總產量中,溶劑型涂料占49%左右,其余為水性、粉末、光固化等環境友好型涂料。與發達國家相比,我國溶劑型涂料比例大(美國溶劑型涂料占30%左右,日本是35%~40%,德國是20%),產生的VOCs比例偏高,國內大多數涂料缺少VOCs限值標準,已有標準與發達國家相比較為寬松。
改革開放以來36年(1978-2014年),環境友好型涂料占比每年約增加1.2%,“十三五”期間,我國環境友好型涂料占比增速力爭增加1倍,到2020年環境友好型涂料占比從目前51%爭取達到57%。
二、各細分領域的VOCs防治規劃
1.汽車涂料與涂裝
針對配套產品升級任務及舊線改造問題,做以下規劃建議:
(1)淘汰一批、限制一批、鼓勵一批。逐步淘汰高VOCs低固體分溶劑型汽車原廠漆,限制高VOCs低固體分汽車修補漆應用,鼓勵水性、高固體分等替代型環境友好型涂料應用新建汽車線必須為低VOCs涂料涂裝線。
(2) 改建。針對已預留使用水性涂料的涂裝線,應按期完成舊線改造,并根據實際情況,做好末端治理,達到VOCs減排與節能降耗并行目的;對未預留水性線的 3C2B涂裝線,應做好逐步改建規劃,一方面可考慮改建為高固體分溶劑型3C1B工藝,降低改建費用,達到節能減排目的;另一方面酌情建造更環保的水性涂裝線。
(3)配套產品建議。乘用車企業,底漆全部采用陰極電泳,中涂和底色漆全部水性化;貨車、箱式貨車企業底漆全部采用陰極電泳漆,中涂實現水性化或采用高固體分、UV光固化等環境友好型涂料。
(4)涂裝工藝改進。禁止使用涂料利用率低于60%的涂裝工藝,推廣機器人自動噴涂。
(5)VOCs總去除率達到90%以上(含)(非重點區域為80%以上)。
2.船舶涂料與涂裝
2014年全國船舶涂料供應量約為25000萬L,約合32.5萬噸,全年VOCs排放約為20萬噸。鑒于船舶涂裝特殊性及功能性要求,削減VOCs排放最直接有效的手段就是從源頭降低涂料VOCs含量。
(1) 源頭控制。底漆固含量從72%提高到80%,VOCs降低17.7%,施工同等膜厚,涂料用量可減少11%,總VOCs的排放減少26%;無溶劑產品基本不含VOCs;固含量相近的水性產品相比溶劑型產品,VOCs的含量可以減少超過80%(表2-1)。該控制技術面臨兩方面問題:一方面,需要花費時間研發新的配方,克服技術壁壘,通過相關測試;另一方面,涂料的成本一般會增加。
(2)完善環境友好產品配套體系。部分水性船舶涂料、高固體分溶劑型船舶涂料、粉末涂料等相關產品已經進入應用試驗階段,但配套產品缺失制約了體系產品應用發展,因此,產品開發的同時,應對配套產品開發給予更多關注。
(3)水性涂料產品技術突破:提升水性涂料性能,例如水性防腐底涂使用的水性環氧底漆,在水性底涂可靠性不足時,可考慮在水性中涂和面涂上多做技術攻關,彌補底涂性能不足。
(4)限制高VOCs低固體分溶劑型船舶涂料生產應用,VOCs超過500g/L或者稀釋后VOCs含量超過600g/L涂料應予以限制生產或逐步淘汰。
3.鋼結構涂料與涂裝
鋼結構涂裝目前以人工噴涂方式為主,大型鋼構件以高壓無氣噴涂為主要施工方式,小型構件以空氣噴涂為主要施工方式。
涂裝生產線在車間內或露天施工方式均有,不管是何種施工方式,目前VOCs均是無組織排放。
3.1開發低VOCs鋼結構防腐涂料,減少有機物揮發
(1)推廣一批高固體分涂料,如高固體分環氧涂料、丙烯酸聚氨酯涂料、脂肪族聚脲涂料、聚硅氧烷涂料已經有高固體分產品推出,并在國內外已成功應用。
(2)應用一批成熟的水性涂料,如水性丙烯酸涂料、水性環氧涂料、水性聚氨酯涂料、水性無機富鋅涂料。雖已有產品應用案例,但受限于施工因素(冬季低溫施工)及產品成本的影響而得不到大規模應用,可通過產品技術攻關與規范施工環節結合的方式,提高產品市場的應用份額。
(3)限制和淘汰一批涂料。溶劑型熱塑丙烯酸、過氯乙烯、高氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等涂料在施工時產生較多的VOCs,同時這幾種涂料在性能上已完全可以用其他高固體分涂料取代,建議給予限制或淘汰。
3.2提高涂層防腐質量降低涂層維修次數
鋼結構產品的生命周期往往長于涂層壽命,因此在整個鋼結構產品生命周期內,涂層要定期進行維修維護,而每多一次涂裝維護就會多產生一次VOCs釋放,因此根據防腐時限要求針對性選用長效防腐涂料,可有效降低整個鋼結構使用過程中的VOCs排放。
3.3清潔、規范施工
推廣采用高壓無氣噴涂、空氣輔助無氣噴涂、高壓無氣靜電噴涂、熱噴涂等高施工效率、低污染涂裝技術,禁止在露天環境下采用高壓空氣噴涂工藝,降低漆霧產生,從而降低VOCs排放;規范施工,提高基層涂料附著力,防止因基層涂料脫落造成的涂層維護,從而降低VOCs排放。
在有條件車間作業環境中,應督促鼓勵安裝后端處理裝置,通過燃燒、吸附、吸收等方法對施工過程中產生的有機溶劑進行回收處理達標后排放,降低污染。
4.木器家具涂料與涂裝
(1) 突破水性木器涂料技術瓶頸。部分產品性能還不能達到溶劑型產品的要求,如豐滿度較差
一、涂料行業VOCs防治現狀
近年來,我國大氣環境受霧霾影響日益加重,引起國家有關部門的高度關注。以國務院辦公廳轉發環保部等部門關于《推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量指導意見的通知》(國辦發〔2010〕33號)為標志,從國家層面正式將VOCs污染防治工作提上了日程;2012年9月國務院批復實施的《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》,將VOCs和二氧化硫、氮氧化物、工業煙粉塵一起列為了三區十群的防控重點,把開展VOCs污染防治工作納入了重點防治任務;2015年2月1日起將涂料納入消費稅征收范疇,對施工狀態下VOCs含量低于420g/L(含)的涂料免征消費稅。
目前,在我國涂料總產量中,溶劑型涂料占49%左右,其余為水性、粉末、光固化等環境友好型涂料。與發達國家相比,我國溶劑型涂料比例大(美國溶劑型涂料占30%左右,日本是35%~40%,德國是20%),產生的VOCs比例偏高,國內大多數涂料缺少VOCs限值標準,已有標準與發達國家相比較為寬松。
改革開放以來36年(1978-2014年),環境友好型涂料占比每年約增加1.2%,“十三五”期間,我國環境友好型涂料占比增速力爭增加1倍,到2020年環境友好型涂料占比從目前51%爭取達到57%。
二、各細分領域的VOCs防治規劃
1.汽車涂料與涂裝
針對配套產品升級任務及舊線改造問題,做以下規劃建議:
(1)淘汰一批、限制一批、鼓勵一批。逐步淘汰高VOCs低固體分溶劑型汽車原廠漆,限制高VOCs低固體分汽車修補漆應用,鼓勵水性、高固體分等替代型環境友好型涂料應用新建汽車線必須為低VOCs涂料涂裝線。
(2) 改建。針對已預留使用水性涂料的涂裝線,應按期完成舊線改造,并根據實際情況,做好末端治理,達到VOCs減排與節能降耗并行目的;對未預留水性線的 3C2B涂裝線,應做好逐步改建規劃,一方面可考慮改建為高固體分溶劑型3C1B工藝,降低改建費用,達到節能減排目的;另一方面酌情建造更環保的水性涂裝線。
(3)配套產品建議。乘用車企業,底漆全部采用陰極電泳,中涂和底色漆全部水性化;貨車、箱式貨車企業底漆全部采用陰極電泳漆,中涂實現水性化或采用高固體分、UV光固化等環境友好型涂料。
(4)涂裝工藝改進。禁止使用涂料利用率低于60%的涂裝工藝,推廣機器人自動噴涂。
(5)VOCs總去除率達到90%以上(含)(非重點區域為80%以上)。
2.船舶涂料與涂裝
2014年全國船舶涂料供應量約為25000萬L,約合32.5萬噸,全年VOCs排放約為20萬噸。鑒于船舶涂裝特殊性及功能性要求,削減VOCs排放最直接有效的手段就是從源頭降低涂料VOCs含量。
(1) 源頭控制。底漆固含量從72%提高到80%,VOCs降低17.7%,施工同等膜厚,涂料用量可減少11%,總VOCs的排放減少26%;無溶劑產品基本不含VOCs;固含量相近的水性產品相比溶劑型產品,VOCs的含量可以減少超過80%(表2-1)。該控制技術面臨兩方面問題:一方面,需要花費時間研發新的配方,克服技術壁壘,通過相關測試;另一方面,涂料的成本一般會增加。
(2)完善環境友好產品配套體系。部分水性船舶涂料、高固體分溶劑型船舶涂料、粉末涂料等相關產品已經進入應用試驗階段,但配套產品缺失制約了體系產品應用發展,因此,產品開發的同時,應對配套產品開發給予更多關注。
(3)水性涂料產品技術突破:提升水性涂料性能,例如水性防腐底涂使用的水性環氧底漆,在水性底涂可靠性不足時,可考慮在水性中涂和面涂上多做技術攻關,彌補底涂性能不足。
(4)限制高VOCs低固體分溶劑型船舶涂料生產應用,VOCs超過500g/L或者稀釋后VOCs含量超過600g/L涂料應予以限制生產或逐步淘汰。
3.鋼結構涂料與涂裝
鋼結構涂裝目前以人工噴涂方式為主,大型鋼構件以高壓無氣噴涂為主要施工方式,小型構件以空氣噴涂為主要施工方式。
涂裝生產線在車間內或露天施工方式均有,不管是何種施工方式,目前VOCs均是無組織排放。
3.1開發低VOCs鋼結構防腐涂料,減少有機物揮發
(1)推廣一批高固體分涂料,如高固體分環氧涂料、丙烯酸聚氨酯涂料、脂肪族聚脲涂料、聚硅氧烷涂料已經有高固體分產品推出,并在國內外已成功應用。
(2)應用一批成熟的水性涂料,如水性丙烯酸涂料、水性環氧涂料、水性聚氨酯涂料、水性無機富鋅涂料。雖已有產品應用案例,但受限于施工因素(冬季低溫施工)及產品成本的影響而得不到大規模應用,可通過產品技術攻關與規范施工環節結合的方式,提高產品市場的應用份額。
(3)限制和淘汰一批涂料。溶劑型熱塑丙烯酸、過氯乙烯、高氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等涂料在施工時產生較多的VOCs,同時這幾種涂料在性能上已完全可以用其他高固體分涂料取代,建議給予限制或淘汰。
3.2提高涂層防腐質量降低涂層維修次數
鋼結構產品的生命周期往往長于涂層壽命,因此在整個鋼結構產品生命周期內,涂層要定期進行維修維護,而每多一次涂裝維護就會多產生一次VOCs釋放,因此根據防腐時限要求針對性選用長效防腐涂料,可有效降低整個鋼結構使用過程中的VOCs排放。
3.3清潔、規范施工
推廣采用高壓無氣噴涂、空氣輔助無氣噴涂、高壓無氣靜電噴涂、熱噴涂等高施工效率、低污染涂裝技術,禁止在露天環境下采用高壓空氣噴涂工藝,降低漆霧產生,從而降低VOCs排放;規范施工,提高基層涂料附著力,防止因基層涂料脫落造成的涂層維護,從而降低VOCs排放。
在有條件車間作業環境中,應督促鼓勵安裝后端處理裝置,通過燃燒、吸附、吸收等方法對施工過程中產生的有機溶劑進行回收處理達標后排放,降低污染。
4.木器家具涂料與涂裝
(1) 突破水性木器涂料技術瓶頸。部分產品性能還不能達到溶劑型產品的要求,如豐滿度較差