HCFCs替代挑战降临 空调企业面临沉重责任
目前沉浸在全行业遭遇寒冬的苦恼中，多数空调企业对替代工作表现出慎重的态度。值得欣慰的是，空调企业并不惧怕“2030年大限”的到来。
2030年——对大多数人来说，只是个普通而遥远的年份，但对于空调企业来说却具有非凡的意义。从《蒙特利尔议定书》的缔结，到2007年9月最新的HCFCs淘汰时间表出台，20年的时光飞逝而过。而中国承诺的HCFCs使用的冻结期——2013年的不断逼近，带给中国相关行业更大的紧迫感。
目前，中国已是世界上最大的HCFCs生产和消费国，“提前十年完成HCFCs替代”，这不仅是中国对全世界的承诺，还意味着一份沉重的责任。更值得关注的是，在中国使用的所有HCFCs中，HCFC22(即R22)占到70%；而在HCFCs使用行业分布上，家用空调行业则超过了13。
《电器》记者在与多家空调企业的技术人员交流后感到，关于HCFCs制冷剂(HCFC22)的替代，多数企业早已经做好了充分的心理准备。但是，目前沉浸在全行业遭遇寒冬的苦恼中，多数空调企业对替代工作表现出慎重的态度。
但是，值得欣慰的是，空调企业并不惧怕“2030年大限”的到来。
R410A技术已经成熟
在接受《电器》记者采访时，海尔、美的、志高、奥克斯、格力、松下、TCL、春兰、长虹、海信科龙等空调企业技术人员均表示，目前行业在出口产品中普遍采用R410A替代技术，还有少量采用R407C替代，R410A或R407C制冷剂空调量产早已不成问题，用R410A或R407C替代HCFC22不存在技术障碍。
据记者了解，为满足欧盟及日本、美国等国家对HCFCs替代要求，国内空调企业上世纪90年代末就开始进行R407C和R410A制冷剂替代研究，2000年以后，开始陆续上马生产线，形成量产。春兰电器技术部副部长郭霞岭表示，春兰早在2001年左右就已经有R410A空调产品的生产线。由于采用R407C替代技术对空调产品设计及设备影响不大，早期替代以R407C为主。近年来，随着产品的更新换代，采用R410A替代已经成为目前出口环保空调中的主流。
“TCL自2003年起就已经开始大批量生产采用R410A、R407C的空调产品。目前，TCL采用R410A制冷剂的空调占总产量的25%。”TCL空调总工程师郑双名说。志高技术部工程师刘阳也告诉记者：“志高已经拥有成熟的R410A空调产品技术，一旦限制或禁止使用HCFC22，直接转做R410A空调就可以。目前出口量占我们总销量的60%以上，而出口产品基本上都采用R410A制冷剂。”
其他空调企业的情况与这两个企业的情况类似。广东美的集团制冷事业部空调技术研发中心主任工程师吴加生称，美的空调的出口产品中，R410A产品的出口量占出口总量的25左右，甚至内销空调中也有一部分采用R410A制冷剂。据海信科龙开发中心产品设计一所所长赵可可介绍，目前海信生产的变频空调中，80%～90%已经实现用R410A对HCFC22制冷剂的替代。
不难看出，R410A空调产品经过企业近些年的研发和生产，其技术工艺已经相当成熟。据《电器》记者了解，HCFC22空调生产线只要稍加调整，就可以进行R410A产品的生产。
不过由于R410A和HCFC22的不同性质，替代后的空调在设计上还是会有很大不同。据郑双名介绍，首先，由于R410A和HCFC22制冷剂本身性质的差异，导致空调系统压力不同，R410A空调的工作压力是HCFC22的1.5倍，这就要求在空调产品设计时要考虑系统的耐压性，比如两器及配管的耐压性能需重新设计，铜管的壁厚要有所增加；其次，在系统水分控制和清洁度方面，R410A空调也有更高要求，需在空调系统中增加干燥过滤器；另外，在阀体方面也有不同要求，其密封材料的材质要求与HCFC22的有所区别，要考虑到是否会和制冷剂发生化学反应。
因此，R410A空调生产线需要进行相关改造。比如，生产线的真空泵、制冷剂充填设备、“两器”(冷凝器和蒸发器)耐压检验系统等都需要调整、改造甚至更换新设备。此外，“两器”加工设备需改用POE挥发油，焊接采用无氯离子助焊剂，制冷剂充注需在液态下进行，重新调整充注压力。而采用R410A压缩机的空调所用管径普遍偏小，“两器”设备还需要更新。同时，郑双名表示，这些变化在技术层面已经全部得到解决。
除空调整机企业的替代技术已经成熟外，压缩机企业的R410A应用技术也已经成熟。据《电器》记者采访了解，目前国内几家较大的压缩机生产企业早已实现R410A压缩机的批量生产。“压缩机企业大多希望尽早实现HCFC22替代，这样他们就多了一个利润增长点。即使现在进行替换，压缩机企业也不会存在什么问题。”奥克斯技术总经理朱建军说。
松下·万宝(广州)压缩机有限公司技术中心炊军立对记者说：“我们公司早就进行了R410A机种的研发，R410A压缩机关联技术开发也已经比较成熟。现在采用R410A制冷剂的压缩机产量大约已占总产量的20%~25%，年产量达220万台。”据他介绍，R410A压缩机在产品设计、检测、制造等各方面都与HCFC22不同，但通过对制造环境、间接材料使用等进行改造后，所有HCFC22生产线都可以满足R410A机种生产的要求。
据介绍，R410A压缩机在设计上与HCFC22机种有一定区别，一方面，由于R410A的工作压力大，压缩机结构的耐压性能、泵体排气量和电机转矩设定等都需要重新设计；另一方面，由于普通矿物油无法同R410A互相溶解，R410A的润滑油需改为合成的PVE油或者POE油。
不过，炊军立认为，如果近期限制HCFC22的使用，可能会对中小压缩机供应商产生影响。
自然工质技术仍处研发阶段
尽管对中国空调制造企业来说，R410A替代技术已经成熟，但由于R410A的温室效应潜值(GWP)较大，R410A替代技术被认为不是最佳替代路线，甚至可能面临第二次替代。所以，中国家用电器协会一直在行业内讨论和探索其他的替代路线，一些有实力的空调企业已经在积极进行丙烷(R290)和CO2自然工质替代HCFC22的研究。不过，据《电器》记者了解，多数企业在这方面仅停留在资料收集和初步开发阶段。
“志高一直没有停止新制冷剂方面的研究，也和日本的一些企业就CO2制冷剂进行了交流，但它的压力相当高，达到上百兆。产品的设计会变动很大。”刘阳称。朱建军也说：“目前我们正在收集R290的资料，R290在移动空调上已经开始应用，在分体空调上还没有，格力目前还在实验中。”海尔空调开发部副部长付裕告诉记者，海尔曾经和浙江蓝天环保高科技股份有限公司合作做过R290在空调产品中的相关匹配实验。
格力在R290空调产品上已经取得一定技术突破。据格力家用空调技术部部长助理肖友元介绍，2007年，格力和华东科技大学开展了《采用自然环保制冷剂R290研发高效节能空调项目》，这个项目在2008年9月20日已经通过项目专家组验收，项目包括的研发高效R290压缩机、满足欧盟安全标准的R290空调样机、技术具备达到批量生产的状态三个方面，目前均已达标，压缩机和空调整机分别研发出一个系列三个规格的产品样机。据他透露，现在格力和德国GTZ合作的R290生产线的规划已经完成，正在初建阶段。
另外，肖友元告诉《电器》记者，R290易燃易爆，且充注量比冰箱大(冰箱制冷剂R600a也是易燃易爆的碳氢类物质)，目前需要解决的主要是如何确保生产中的安全性问题。为解决这一问题，格力在产品设计层面上进行了改进。据他介绍，R290的可爆性要求对空调制冷剂的灌注量进行严格控制，R290在空气中的燃烧极限浓度为2.1%～2.9%，如果灌注量过大，就会出现泄漏现象，因此必须将灌注量控制在300克以内，一般1HP的空调灌注量应控制在250克以内。此外，还要解决空调电控部分工作时可能出现的打火问题，存在打火问题的元器件需要进行替换，这些问题目前格力已经有了解决方案。
当《电器》记者询问关于生产过程中安全性如何得到保障这一问题时，肖友元说：“R290空调生产可以借鉴R600a冰箱生产中的处理方式。我们在整个生产车间都安装了探头和特定的仪器，时时监控空气中R290的浓度。其次，需要有完善的排风系统，这样可以将生产现场含有R290的空气置换掉。另外，生产线上的电气设备，如电机、灌注机和真空泵等都要采用防爆装置。”
市场难题依旧存在
尽管用R410A作为替代物质在技术上已经不存在问题，但是替代产品的制冷剂、压缩机、润滑油和其他零部件的价格较高还是非常现实的问题。付裕介绍说：“虽然R410A制冷剂的价格近两年已经有所下降，但还是比HCFC22贵2～3倍左右；而相对应的润滑油价格也比原来系统所用产品的价格要贵一些。”
R410A价格之所以昂贵，最核心的问题在于R410专利掌控在霍尼韦尔等少数公司手中。《电器》记者了解到，R410A制冷剂由霍尼韦尔公司发明，目前拥有发明专利的只有霍尼韦尔、杜邦和大金，而该项专利在欧洲于2009年到期，到时欧洲企业将可以无偿使用R410A技术，但对中国还没有解除限制。如果专利不能对中国企业放开，R410A在中国市场的替代成本将全部由中国消费者承担。据某企业技术人员初步估计，制冷剂的替代成本大约增加15%，平均每台空调成本提高在250元左右，由此按照目前的国内空调销售量计算，消费者每年将增加8亿美元的支出。
朱建军就不无忧虑地表示：“假如没有专利限制的R290或者CO2等自然工质空调生产技术还不成熟，一旦HCFC22受到限制或者被禁止，R410A制冷剂价格就可能会上涨，也许会出现供不应求的局面，这样就会直接影响到整机企业的成本控制。”
因此，许多企业希望该项专利能够早日对中国开放。付裕告诉《电器》记者：“据我了解，R410A专利一旦到期，它的价格就能降20%，这样R410A压缩机就不会比HCFC22的贵很多。另外，目前R410A空调主要对欧盟等国家和地区出口，生产规模还不够大，这也是造成其成本较高的因素。如果生产规模进一步扩大，成本还会有所下降。”
此外，R410A空调在安装和售后环节中也存在困难。由于R410A空调比HCFC22空调在安装和维修上的难度要大，容易出现安装泄漏问题。如果将来国内市场也采用R410A替代路线，那就必须对目前庞大的安装售后体系人员进行重新培训。同时，R410A制冷剂成本居高不下会增加消费者日后的维修费用。
除此之外，用R290、CO2等自然工质替代，除技术问题尚未解决外，目前也存在一定的成本和市场难题。“R290易燃易爆，生产及售后维修环节的防爆工作需要很大投入，这在产品价格中就会有所体现。”朱建军提到：“如果用R290来替代，那么市场上现有的维修点就必须得到管理和监控，人员也必须重新培训，才能获得有关资质。易燃易爆品必须有专门的管理措施。”肖友元也坦承，R290空调一旦投入市场，在产品售后服务方面确实存在比R410A更大的难题，需要一大批有专业知识的维修人员，此外，售后维修还需要一定的安全标准进行制约，其规范性还有待于进一步完善。
以上存在的种种问题都是HCFCs替代路上不可避免的荆棘。难怪中国家用电器协会副秘书长王雷感叹：“冰箱CFCs替代启动时，我们的产量只有几百万台，但是现在空调年产量6800万台，HCFC22用量近10万吨，涉及100多家企业。这样的基数需要的启动资金和技术支持，与当年冰箱替代不可同日而语。”
替代方向各抒己见
尽管HCFCs替代存在各种难题，但是这毕竟是中国政府和空调行业必须面对的挑战，现在需要决定的是“采取哪条替代路径更有利于行业发展”，“是采取单一路径还是双管齐下”。王雷曾表示，虽然目前也存在一些相对成熟的制冷剂替代方案，但是中国家用电器协会在综合了行业意见后认为，现有的方案(主要是R410A)并不是最终的理想方案。据了解，R410A不但成本较高，而且由于其温室气体潜值(GWP)较高，在目前全球变暖问题日益得到重视的背景下，可能将面临二次淘汰。
“冰箱行业在CFCs替代上取得成功，最主要的原因是合理地选择了技术路线，选择合理的替代路线是决定替代战略成功与否的关键(如中国冰箱行业采取的R134a和R600a两条路线，既保证了对美国和欧洲市场的出口，又在自然工质R600a逐步成为最终选择时获益)。下一步在淘汰HCFCs过程中，我们的目标依然是‘环保与产业协调发展’。”王雷说。中国家用电器协会副理事长兼秘书长姜风对此也曾明确表态：“中国家用电器协会一向支持环保事业，但是环保制冷剂替代工作一定要考虑到国家利益、行业利益和消费者利益。HCFCs淘汰工作必须与产业发展同步进行，不能以牺牲国家、行业及消费者利益为代价。”
对于HCFCs替代之路该朝哪个方向走、制定什么样的替代路线更有利于产业发展等问题，空调企业也纷纷对《电器》记者表达了自己的看法。
“HCFCs替代路线的制定最好早一点着手，早点动手才能早点发现问题，这不仅仅是空调厂家需要考虑的问题，还需要压缩机企业和整个产业链的配合。政府、行业协会、空调厂家、压缩机企业之间应该多多加强沟通。”美的集团制冷事业部工程师邓明义说。
郑双名认为，替代政策应该根据行业自身特点和条件，符合实际需要，全面权衡安全、环境、能效、投入等诸多方面，在技术与经济上做出折衷考虑，以达到优化平衡，走有利于空调企业发展的路子。具体地说，能采用过渡方案时，尽量采用，而不必盲目追求“一步到位”，这样一方面可以在投入尽量少的条件下，达到保护环境的需要，另一方面还可以争取主动，避免盲目跟从，留有足够的时间和余地，静观国际上替代物的发展趋向，以便做出合适的决策。
刘阳则对《电器》记者表示，像CO2这样纯天然、无污染的制冷剂肯定是HCFCs替代的最终发展方向。“我觉得，对中国来说，不管是换哪种制冷剂，对企业都是有影响的，因为中国拥有庞大的市场，替代后，生产、销售、售后服务等很多方面都会发生变化，一刀切的方式肯定不行。”他说。
长虹空调技术总监钟明则提到，希望国家会有一些投入支持，比如项目资金，这样会更容易开展工作。他还说：“我觉得采用像CFCs替代的两条路线方法来实现HCFCs替代会更好一些，就算是真正成熟的产品也需要一个相互评估和竞争的问题。如果强制性地要求一定要用什么来替换，肯定会给行业和市场带来很大的震动。”
赵可可也对记者滔滔不绝地聊起他的看法：“我觉得选择HCFC22的替代物质，必定要找到一种已经在应用技术、生产技术、资源支持等方面达到一定程度的物质，才能大批量替换，否则只是某一方面的突破，比如只是技术有突破，全面替代就很难实现。企业要考虑产品利润、环保能效、市场等方方面面的问题。”
广州松下空调器有限公司研究开发中心课长陈俊良告诉《电器》记者：“HCFCs替代是以市场为导向的，主要看国际和国内市场需要做哪一种制冷剂替代，我们企业就会朝着这个方向努力。”
江苏春兰制冷设备股份有限公司副总经理周晓明说：“就HCFCs替代问题，国家需要先制定大的替代路线，政策要有导向性，产业目标要明确，产业政策的制定要考虑各个方面，包括市场、技术、环保指标等，不能有重复性，否则企业会重复投资。目前空调企业对此还不敢盲目进行投资，空调市场2008年很不景气，让企业拿出更多的资金做研发确实是有困难的。”
很多企业都对《电器》记者坦承，目前企业更多的只是关注，“在看不到方向的时候做太多的投入是不可能的”。
