谁将成为R22的替代品?
国家在“十二五规划”中确定了单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低16%和17%,主要污染物排放总量减少8%至10%的目标,并强调了完善能效标识、节能产品认证和节能产品政府强制采购制度,推广先进节能技术和产品的要点。在国家宏观要求面前,我国环保新冷媒的研发与大范围使用势在必行。
我国空调生产企业普遍使用的制冷剂为R22,也就是俗称的氟利昂,对臭氧层有较大的破坏,而且根据《蒙特利尔议定书》约定,发达国家和发展中国家将分别于2020年和2030年全面禁止使用该制冷剂。中国HCFCs的控制目标是:到2013年,冻结国家层面HCFCs消费量在2009年和2010年的平均值上;到2015年,在此基础上削减10%。据估算,实现第一阶段整体削减目标,意味着中国HCFCs消费总量的17%将受到控制。R410A一直被视为R22的最佳替代品,但无论从产品特性还是经济层面而言,R410A仍只是一种过渡性产品,寻找更优质的新型环保冷媒成为我国制冷行业共同的课题。
美芝R32冷媒压缩机
也正是在如此迫切的要求下,我国制冷行业在新冷媒的研发使用上取得了突破性进展,目前,空调行业中两大冷媒R290和R32成为大热的候选冷媒。2011年7月14日,全球首条碳氢制冷剂R290(俗称“丙烷”)分体式空调示范生产线在珠海格力电器正式竣工;2011年初开始,美芝致力于R32冷媒的开发,并于今年初正式推出了R32冷媒产品。
R410A只是过渡
R410A是一种混合制冷剂,它是由R32(二氟甲烷)和R125(五氟乙烷)组成的混合物,由于不含氯元素,故不会与臭氧发生反应,即不会破坏臭氧层。对于采用“R410a”制冷剂的空调,习惯称为“无氟空调”,这已是约定俗成的称呼,但其分子式中却仍含有氟元子,从环保的角度出发,这一产品并不是环保空调最终制冷剂,只是在更新的制冷剂没有研究出来之前的暂时性替代品。
同时,全球R410A制冷剂的专利权被杜邦、霍尼韦尔、大金等少数外资企业所掌控,发达国家及其跨国公司利用自身的技术和资本优势,曾一度形成了对环保制冷剂技术专利的高度垄断,极大地限制中国制冷产业的发展。我国所使用的R410A冷媒均需向这三家企业支付大笔的专利费之外,还得面对高昂的产品价格,另外这3家企业手中的R410A专利在中国区域于2011年到期。
因此,R410A并非环保制冷剂的终极品,只是一个过渡性的替代品。虽然其不会对臭氧层产生破坏,但仍是“温室效应”的元凶,我国企业在定价等方面没有主动权。因此由我国制冷企业一直在积极寻找更安全、更环保和更便于运输的制冷剂。
R290、R32或是未来主流
随着,我国制冷巨头格力、美的、美芝相继发布在新冷媒研究上的成果后,R290、R32进入我们的视野。
R290的优势在于可以直接从液化气中提炼,相比于合成的制冷剂成本更低,同时GWP值和ODP值接近0。德国R290的运用相对成熟,已经用于家用热水器和空调系统中。
在2011年7月29日蒙特利尔多边基金第64次缔约国会议上,中国正式签署协议,在家用空调方面中国将获得7500万美元的改造基金,帮助中国在5年内建设18条R290家用空调生产线、4条R290空调压缩机生产线,以及14条R410A空调生产线。2011年7月,格力、美的R290冷媒空调生产品投产,格力年产能10万台,产品出口德国、马尔代夫以及意大利。美芝也已经在R290制冷剂上有了近20项专利技术。无论是整机生产企业还是上游企业,都认同R290是未来环保新冷媒的发展前景。
但是R290的上述优势却比不上“易燃易爆”这一致命缺点的杀伤力。R290与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。由此就带来生产线与产品安全性的问题。“不怕一万,就怕万一”的心理下,一旦全国出现一例R290空调爆炸就会引发消费者恐慌,因此,国内R290冷媒空调的生产与推广还相当谨慎。
另一个R22的替代品则是R32,R32制冷剂破坏臭氧潜能值(ODP)为0,全球变暖系数值(GWP)0.11,工作压力与R410A基本相当。相同制冷量下,R32充注量仅为R22的三分之二左右。相比于R290,R32只具有低度可燃性,相比于R410A,R32的全球变暖系数只有前者的三分之一左右,这些优势使其成为当前最具潜力的R22的主要替代品之一。
从2011年初开始,美芝致力于R32冷媒的开发,经过油品选配、可靠性评价、产品应用探讨等多方面研究试验工作,解决了R32冷媒高排气温度的问题,并于今年初成功试验了R32冷媒产品。目前,该款产品已送样给空调厂家进行匹配测试,从测试结果上看,该冷媒压缩机在能效利用、可靠性方面均已具备了良好性能,得到了空调厂家的高度评价。
制冷行业的发展受到国家宏观指标、全球臭氧层破坏和气候变暖问题的影响,R22之后寻找环保型的制冷剂是摆在制冷行业面前的重要考题,R410A、R290、R32谁将成为R22的替代品,还有待市场考验。值得肯定的是,无论是何种制冷剂,在新型制冷剂产品的研发中都加强我国制冷企业自主创新能力,为制冷行业低碳环保发展开辟新道路。但这过程中法律法规的完善、能否规避外资企业的专利、生产售后等技术的完善都是未解的难题。
TIPS
R22(二氟一氯甲烷)分子式:CHClF2
破坏臭氧层潜能值 (ODP) 0.055
全球变暖系数值 (GWP) 0.36
R22在常温下为无色,近似无味的气体,不燃烧、无腐蚀、毒性极微,加压可液化为无色透明的液体,为 HCFC 型制冷剂。R22的化学稳定性和热稳定性均很高,特别是在没有水份存在的情况下,在200℃以下与一般金属不起反应。在水份存在时,仅与碱缓慢起作用。但在高温下会发生裂解。
R22适用于家用空调、中央空调、工业制冷及商业制冷设备等,是目前应用量最大、应用范围最广的一个制冷剂品种;HCFC-22也大量用作聚四氟乙烯树脂的原料和气体灭火剂1121的中间体。
R22属于HCFC类制冷剂,根据蒙特利尔协议书规定,将于2020年前全面淘汰,发展中国家可以推迟10年。主要环保替代品:R404A,R410A,R290,R23,R407C,R411A,R417A,R1270。主要生产厂家:国内厂家主要有衢州巨化集团,山东东岳集团,浙江梅兰化工,三爱富等。
R32(二氟甲烷)分子式: CH2F2
破坏臭氧层潜能值(ODP): 0
全球变暖系数值(GWP):0.11
R32无色、无味、轻微燃烧(A2级别),具有良好的传热性能,容积制冷量大,理论效率高。相同制冷量下,R32充注量仅为R22的2/3左右。虽然R32具有低度可燃性,实际应用时需进行微燃破坏性试验和风险评估并采取措施降低其泄漏率,但是在当前温室效应问题成全球共同关注的焦点时刻,R32因为其相对较低的GWP和良好的制冷性能已得到了全球同行的广泛关注,已成为当前最具潜力的R22的主要替代选择之一。
R290 (丙烷)化学分子式 ch3ch2ch3
破坏臭氧潜能值(ODP):0
全球变暖系数(GWP):0.01
R290是一种可以从液化气中直接获得的天然碳氢制冷剂,天然工质R290的分子中不含有氯原子,因而ODP值为零,对臭氧层不具有破坏作用。此外,与同样对臭氧层无破坏作用的HFC物质相比,R290的GWP值接近0,对温室效应没有影响。目前在德国R290已经用于家用热水器和空调系统中。R290与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。提高R290安全性的手段包括减小灌装量、隔绝着火源、防止制冷剂泄露及提高泄漏后的安全防控能力等。
R410A是一种混合制冷剂,它是由R32(二氟甲烷)和R125(五氟乙烷)组成的混合物
臭氧层破坏潜能值(ODP):0
全球变暖系数值(GWP)小于0.2
R410A是一种新型环保制冷剂,工作压力为普通R22空调的1.6倍左右,制冷(暖)效率更高。 提高空调性能,不破坏臭氧层。R410A新冷媒由两种准共沸的混合物而成,主要有氢,氟和碳元素组成(表示为hfc),具有稳定,无毒,性能优越等特点。同时由于不含氯元素,故不会与臭氧发生反应,即不会破坏臭氧层。另外,采用新冷媒的空调在性能方面也会又一定的提高。R410A是目前为止国际公认的用来替代R22最合适的的冷媒,并在欧美、日本等国家得到普及。