制冷剂专题（连载六）中国制冷剂替代的现存问题与研究发展方向

中国制冷剂替代的现存问题与研究发展方向

史琳¹  安青松²

（1．清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室，清华大学，北京 100084
2．天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室，天津大学，天津 300072；）

   【摘要】：围绕制冷空调热泵行业加速淘汰HCFCs和逐步消减HFCs使用量的背景，以及替代制冷剂 “群雄割据”发展的复杂局面，本文从我国制冷剂应用发展现状结合国内外制冷剂替代发展趋势、指标要求、部件革新及标准推进等多方面考虑，进一步分析中国制冷剂替代的现存问题，并对此提出了制冷剂替代研究发展方向及重点突破内容。为合理规划有中国特色的替代技术路线，把握关键技术革新方向，保障产品结构链转轨提供参考建议。

   【关键词】：制冷剂；制冷；空调；热泵；制冷剂替代

　　中国制冷空调热泵行业在经历了过去十几年的大跨越、大迈进的发展后，现今已处于全球最大制造规模的地位。据中国制冷空调工业协会（CRAA）的初步统计，2012年中国制冷空调行业累计实现工业总产值超过5200亿元，几乎国际上所有类别的制冷空调产品我国供应商都有所涉及，其中家用空调器的生产规模多年来更是在全球占据着垄断性地位[1]。伴随着制冷空调热泵行业的发展，我国也成为了全球最大的HCFCs物质的生产国和消费国，目前仅作为制冷剂消费的HCFCs物质每年就达16万吨以上；因此行业的HCFCs制冷剂淘汰转换任务十分艰巨而繁重。同时，我国又要面对国际社会逐步消减HFCs使用量的要求，这就给我国制冷空调热泵行业在选择替代路线和技术方面带来了很大困惑，造成了一定程度的不确定性，迫使我国要尽快确定替代制冷剂的发展战略，推动产品的应用转轨和行业的转型升级。

    在前面五期文章，笔者通过对制冷剂发展史和现阶段问题的介绍使大家明白，制冷剂的替代引领着整个制冷空调热泵行业的发展，但它的推动需要考虑多重因素、问题和矛盾；其次，文章又对几种环保指标和安全指标进行了阐述，使之了解了替代制冷剂筛选的理论依据和实用判据，我们不得不在越来越多的约束条件里来进行抉择；随后，笔者调研了国内外制冷剂替代发展趋势，从中我们不难看出，没有“完美的”、“包打天下”的制冷剂，当前替代制冷剂的选择只能是各种衡量指标的“折衷”考虑；但如何保障替代制冷剂的顺利转轨和无缝切换呢？就需要从核心技术的掌握和标准规范的制定上，扫清替代制冷剂应用障碍、拓展新型制冷剂适用领域。

     然而，除了有与其他国家普遍面临的困难和问题外，中国作为发展中国家和制冷空调热泵行业大国，还存在一些自身的特殊问题。例如：巨大的生产和消费规模使我国在应对HCFCs加速淘汰的行动中面临更大的压力和挑战，能源短缺和人口稠密的现状使我们在制冷剂替代中对其能效和安全性的考虑更加重视。因此，透过不断发展变化的国际形势和我国当前的国情把握制冷剂替代的现存问题，明确在替代研究中的发展方向及重点突破内容，对合理规划有中国特色的替代技术路线，把握关键技术革新方向，保障产品结构链转轨工作的开展有重要意义。

1 中国制冷剂替代的现存问题

 1.1 HCFCs制冷剂淘汰转换工作的紧迫性

     根据《蒙特利尔议定书》第19次缔约方会议通过了加速淘汰HCFCs的调整法案和我国2013年HCFCs消耗量及增长速率的统计，预计我国在2015年要完成4.8万吨的消减任务。如按照每匹空调充注0.6kg计算，要完成目标我国家用空调行业需要在两年内改造320条空调生产线（以每条生产线25万台总装能力估算）。然而产品转轨替代改造包括设计、生产、运输、安装和维修等多个环节，其技术应用、安全问题的解决还存在很多困难。因此，当前整个行业的HCFCs制冷剂淘汰转换面临的主要问题是：时间紧、任务重、数量多。

1.2 国际形势变化的不确定性

    尽管气候变化是人类社会所面临的共同的、涉及人类未来生存发展的根本性问题，全球也达成了共识。但是，温室气体减排同时也是一个复杂的国际问题，全球各主要经济体均从其各自的政治和经济利益出发，在温室气体减排的谈判中采取了不同的立场，这在制冷空调热泵行业的制冷剂替代的推进过程中尤为明显。例如：由于各国掌握核心技术的方向不同，使得其对替代制冷剂的评价标准不一样，因此获得的推荐结果也不一样：控制低GWP制冷剂生产合成技术的，推崇以GWP为关键评价指标；掌握核心部件开发技术的，认为LCCP评价更为合理。而且，为了主导制冷剂的发展方向，占领替代技术的制高点，各国都打着自己的“小算盘”，ISO5146草案的否决、IEC60035标准的无法通过，都表明要使各方获得根本的认同还比较困难，国际上各方的“博弈”导致了发展的不确定性。

1.3 核心技术的匮乏导致话语权薄弱

    在过去的制冷空调热泵行业发展中，我国由于起步相对较晚，其中新型制冷剂的合成、重要物性和性能参数的获取、关键部件的开发等各项核心技术都比较匮乏，这使得我们在国际标准的制定上、发展方向的导向上、新产品的推广上都缺乏话语权，我们只能跟随国际发展大趋势，依赖那种拼规模、拼产量、拼价格的单纯制造业发展模式来寻求发展。尽管，我国制冷空调热泵行业通过产业结构整合以及核心技术的引进开发，并搭上了我国经济高速发展的快车道，其产量和规模逐渐跃居到了世界的首位，但是我国依然还不是制冷空调强国。例如：在AHRI评估的低GWP新制冷剂中，中国自主研发的产品没有一项入选；磁悬浮控制技术、变频调节技术、电子控制膨胀和过热度技术、高性能润滑油合成技术等这些新技术中，中国自主研发的技术所占份额十分有限。因此，如何提升话语权的分量也是中国的现存问题。

1.4 中国国情下HCFCs替代路线的复杂性

　　目前，HCFCs制冷工质替代方向的不确定性、关键技术可获得性、转轨资金的保障性，以及行业发展的道路是否已被国际行业巨头围追堵截等，这都给了HCFCs替代路线的制定增加了复杂性。中国作为发展中国家，众多企业是否能够可靠、可持续的得到稳定的足够的替代资金、技术转让的可能性大小、新替代品的开发研究周期和制冷工质回收，再生和销毁体系的建立不明朗。尚未建立HFCs的替代机制，又提出HFCs可能的削减问题，加重了企业的技术压力、经济压力和市场的紊乱度，如何摆脱对国际上发达国家的依赖。如何在不减少制冷空调设备的制冷量和服务质量的基础上，重视在过渡时期内的自我保护作用，既履行《蒙》约的国际义务，又能减轻压力和负担。这都是在替代路线制定上需要考虑的问题。

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