近日，泉州宇极新材料科技有限公司在国际上率先实现第五代消耗臭氧层物质（Ozone-Depleting Substances，简称ODS）替代品的产业化，产能达百吨级规模，可应用于制冷剂、发泡剂、清洗剂等ODS替代品的所有领域。这也是氟化工行业在国际上率先定义了第五代ODS替代品，即“零ODP、低GWP、降解不产生TFA”的环境友好型氟碳化合物。
这一成果不同于发达国家提出的化合物结构，不仅在国际上率先破解了第四代HFOs替代品降解产生有毒TFA的难题，开启了全球第五代ODS替代品的新纪元，也实现了全球ODS替代品研发领域率先由中国人开发并实现工业化生产这一里程碑式壮举。
01 环保无毒 助力全球绿色发展
20世纪二、三十年代以后，人类合成的一种叫”氯氟烃”（CFC）的物质被广泛使用，它们成为了冷冻设备、家用冰箱和空调的制冷剂，塑料工业中各类硬软泡沫塑料的发泡剂等，在给人类带来便利的同时，也成为了破坏大气臭氧层的幕后黑手。臭氧层的臭氧浓度减少，使得太阳对地球表面的紫外辐射量增加，可导致人类皮肤癌，白内障等疾病患者增加，并造成一些生物品种（如海洋浮游生物）的灭绝。
1987年，国际社会签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，正式将CFCs等消耗臭氧层物质列为淘汰物质，并规定了相应的淘汰期限。从此，全球进入了CFCs替代及新型环保制冷剂的开发进程。
在CFCs替代过程中，科学家们陆续开发出第二代ODS替代品氢氯氟烃（Hydrochlorofluorocarbons , HCFCs），第三代ODS替代品氢氟烃（Hydrofluorocarbons, HFCs）。它们拥有更低的臭氧消耗潜势（Ozone Depletion Potential，简称 ODP）和全球变暖潜能值（Global warming potential，简称GWP）。HFCs虽然不含氯，对臭氧层没有破坏作用，却是一种超级温室气体，在大气中寿命长达数十年甚至数百年。
随着全球变暖产生的不利影响与日俱增，1997年，国际社会制定《联合国气候变化框架公约的京都议定书》，将HFCs列入六种温室气体之一；2016年，《基加利修正案》正式通过，决定在蒙特利尔框架下实现HFCs的削减。从此，科学界又进入了新的开发阶段。人们希望第四代ODS替代品具有“零ODP值、低GWP值”的特点。
2010年代以后，第四代ODS替代品氢氟烯烃类化合物HFOs（Hydrofluoroolefins，HFOs）开始逐步被开发并替代HFCs。HFOs虽然具有“零ODP值、低GWP值”的优点，但它们降解时会产生有毒的三氟乙酸（Trifluoroacetic Acid，TFA）。TFA不仅对环境和人体健康有一定的危害，也会对水生生物造成毒性。根据联合国环境规划署（UNEP）的技术评估报告，HFO-1234yf、HFO-1234ze (E)、HFO-1336mzz (E/Z)和HCFO-1233zd (E) 分别产生100%、2%、4%和2-30%的TFA降解产物。
ODS替代品的未来何去何从，又走到了一个新的路口。
为了解决HFOs的TFA国际难题，多年来，泉州宇极的技术团队设计了一系列具有成为新一代替代品可能性的分子结构，经过对数万个候选物分子的计算评测，对这些化合物的全球变暖潜能值（GWP）性、急性毒性、临界温度、可燃性、稳定性、大气降解性（不产生TFA）等性能进行一系列筛选，得到目前为数不多、性能优异的候选物。研究者避开选择传统HFOs结构中含有“CF3CF=” 碳碳双键基团的化合物，而是以叁键、杂原子、环烯烃等结构的不饱和化合物为重点研究对象。
功夫不负有心人，研究人员最终获得系列化合物。这类化合物既有良好的稳定性，又具有优异的应用性能和环保性能，GWP值与目前商业化应用的HFOs产品相当，降解时又不产生TFA。
02 国际领先 泉州智造
泉州宇极自主开发的第五代ODS替代品，在国际上率先解决第四代HFOs替代品的TFA难题。这一成果不同于发达国家提出的化合物结构，不仅开启了第五代ODS替代品的新纪元，也实现了全球ODS替代品研发领域率先由中国人开发并实现工业化生产这一里程碑式壮举。
目前，第五代ODS替代品的代表性产品已经在福建泉州宇极新材料科技有限公司落地生花，实现了工业化生产，产能达百吨级规模。这一成果是在“晋江模式”的土壤中，“科技与资本”相结合的又一典范。
泉州宇极是一家长期专注于环境友好型含氟新材料开发及产业化的公司，其前身为北京宇极科技发展有限公司，2021年正式进驻泉州，核心技术团队有近30余年的技术沉淀，在新一代氯氟烃替代物、半导体含氟电子气体、超高压环保电力绝缘气体等高端含氟材料的研究上一直处于国际领先地位，并掌握该领域从分子设计、筛选评价、高效催化剂、绿色工艺过程、小试合成、中试放大到工业化生产的贯通式技术。目前拥有国际、国内核心发明专利100多项，其技术成果已获得国家技术发明二等奖（2017年）。
目前，泉州宇极一期项目已建成投产，半导体先进制程用含氟电子气体、替代六氟化硫的绝缘气体已进入市场，为客户提供服务。泉州宇极始终坚持科技创新，以企业实践助推泉州培育发展新质生产力，为泉州经济实现绿色发展，产业结构转型升级提供内生动能。
03自主知识产权 打破国际垄断
近十几年来，跨国公司在第四代HFOs替代品的研发到大规模的应用过程中，申请了大量的专利保护。这得益于跨国公司具有较长的技术开发历史和数据积累。
纵观全球ODS替代品的发展史，发达国家始终占据着替代品开发技术的主动权，无论是新的替代品的筛选与开发、相关检测和应用标准的制订，还是下游的应用研究和设备开发等，始终引领着全球ODS替代品的技术升级过程，掌握着从生产到应用、从推广到政策制定的整个产业链的话语权。
中国作为发展中国家，由于技术积累薄弱，从第一到第四代的替代进程中始终处于“跟随”开发的过程，在第四代环保型产品HFOs的开发方面，面临“卡脖子”境况。既缺技术又缺专利的中国企业往往作为跨国公司的“加工基地”。
这一境况与中国庞大的ODS替代品市场需求和制造大国的地位不匹配，目前中国是全球最大的氟化工产品生产和消费国，也是全球最大的空调器生产国和消费国。根据中国氟硅有机材料工业协会统计的数据，“十三五”期间，中国第三代ODS替代品HFCs产品的总产能就已经由99.31万吨/年增长到159.86万吨，产量由52.14万吨增长到74.47万吨/年，“十四五”开局之年2021年产能已经达到168.94万吨/年，产能约占全球70%以上。
同时，中国也是全球最大的空调器生产国和消费国。根据中国家用电器协会的数据，2023年中国空调器产量为2.6亿台全球空调器产量约为3.5亿台，中国空调器产量占全球比重为74.3%。因此，中国的ODS替代品生产行业急需打破发展限制。摆脱“跟跑”实现“领跑”的唯一出路就是开发出具有自主知识产权的新一代产品，既要符合当前的国际产品标准，又要具有良好的应用效果。
泉州宇极以建立可持续性发展社会为目标，以增强中国高科技核心竞争力为己任，开发省能、环保、节约资源、与人和谐的新型产业。我们以因势利导，善假于物，执科技发展之牛耳为企业的长期发展策略，将泉州宇极打造成中国高端含氟电子特气行业第一品牌，高端含氟新材料行业的领军企业。
