中國制冷劑替代的現(xiàn)存問題與研究發(fā)展方向
史琳1 安青松2
(1.清華大學(xué)熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,清華大學(xué),北京 100084
2.天津大學(xué)中低溫?zé)崮芨咝Ю媒逃恐攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津大學(xué),天津 300072;)
【摘要】:圍繞制冷空調(diào)熱泵行業(yè)加速淘汰HCFCs和逐步消減HFCs使用量的背景,以及替代制冷劑 “群雄割據(jù)”發(fā)展的復(fù)雜局面,本文從我國制冷劑應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀結(jié)合國內(nèi)外制冷劑替代發(fā)展趨勢、指標(biāo)要求、部件革新及標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)等多方面考慮,進(jìn)一步分析中國制冷劑替代的現(xiàn)存問題,并對(duì)此提出了制冷劑替代研究發(fā)展方向及重點(diǎn)突破內(nèi)容。為合理規(guī)劃有中國特色的替代技術(shù)路線,把握關(guān)鍵技術(shù)革新方向,保障產(chǎn)品結(jié)構(gòu)鏈轉(zhuǎn)軌提供參考建議。
【關(guān)鍵詞】:制冷劑;制冷;空調(diào);熱泵;制冷劑替代
中國制冷空調(diào)熱泵行業(yè)在經(jīng)歷了過去十幾年的大跨越、大邁進(jìn)的發(fā)展后,現(xiàn)今已處于全球最大制造規(guī)模的地位。據(jù)中國制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會(huì)(CRAA)的初步統(tǒng)計(jì),2012年中國制冷空調(diào)行業(yè)累計(jì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值超過5200億元,幾乎國際上所有類別的制冷空調(diào)產(chǎn)品我國供應(yīng)商都有所涉及,其中家用空調(diào)器的生產(chǎn)規(guī)模多年來更是在全球占據(jù)著壟斷性地位[1]。伴隨著制冷空調(diào)熱泵行業(yè)的發(fā)展,我國也成為了全球最大的HCFCs物質(zhì)的生產(chǎn)國和消費(fèi)國,目前僅作為制冷劑消費(fèi)的HCFCs物質(zhì)每年就達(dá)16萬噸以上;因此行業(yè)的HCFCs制冷劑淘汰轉(zhuǎn)換任務(wù)十分艱巨而繁重。同時(shí),我國又要面對(duì)國際社會(huì)逐步消減HFCs使用量的要求,這就給我國制冷空調(diào)熱泵行業(yè)在選擇替代路線和技術(shù)方面帶來了很大困惑,造成了一定程度的不確定性,迫使我國要盡快確定替代制冷劑的發(fā)展戰(zhàn)略,推動(dòng)產(chǎn)品的應(yīng)用轉(zhuǎn)軌和行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
在前面五期文章,筆者通過對(duì)制冷劑發(fā)展史和現(xiàn)階段問題的介紹使大家明白,制冷劑的替代引領(lǐng)著整個(gè)制冷空調(diào)熱泵行業(yè)的發(fā)展,但它的推動(dòng)需要考慮多重因素、問題和矛盾;其次,文章又對(duì)幾種環(huán)保指標(biāo)和安全指標(biāo)進(jìn)行了闡述,使之了解了替代制冷劑篩選的理論依據(jù)和實(shí)用判據(jù),我們不得不在越來越多的約束條件里來進(jìn)行抉擇;隨后,筆者調(diào)研了國內(nèi)外制冷劑替代發(fā)展趨勢,從中我們不難看出,沒有“完美的”、“包打天下”的制冷劑,當(dāng)前替代制冷劑的選擇只能是各種衡量指標(biāo)的“折衷”考慮;但如何保障替代制冷劑的順利轉(zhuǎn)軌和無縫切換呢?就需要從核心技術(shù)的掌握和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定上,掃清替代制冷劑應(yīng)用障礙、拓展新型制冷劑適用領(lǐng)域。
然而,除了有與其他國家普遍面臨的困難和問題外,中國作為發(fā)展中國家和制冷空調(diào)熱泵行業(yè)大國,還存在一些自身的特殊問題。例如:巨大的生產(chǎn)和消費(fèi)規(guī)模使我國在應(yīng)對(duì)HCFCs加速淘汰的行動(dòng)中面臨更大的壓力和挑戰(zhàn),能源短缺和人口稠密的現(xiàn)狀使我們?cè)谥评鋭┨娲袑?duì)其能效和安全性的考慮更加重視。因此,透過不斷發(fā)展變化的國際形勢和我國當(dāng)前的國情把握制冷劑替代的現(xiàn)存問題,明確在替代研究中的發(fā)展方向及重點(diǎn)突破內(nèi)容,對(duì)合理規(guī)劃有中國特色的替代技術(shù)路線,把握關(guān)鍵技術(shù)革新方向,保障產(chǎn)品結(jié)構(gòu)鏈轉(zhuǎn)軌工作的開展有重要意義。
1 中國制冷劑替代的現(xiàn)存問題
1.1 HCFCs制冷劑淘汰轉(zhuǎn)換工作的緊迫性
根據(jù)《蒙特利爾議定書》第19次締約方會(huì)議通過了加速淘汰HCFCs的調(diào)整法案和我國2013年HCFCs消耗量及增長速率的統(tǒng)計(jì),預(yù)計(jì)我國在2015年要完成4.8萬噸的消減任務(wù)。如按照每匹空調(diào)充注0.6kg計(jì)算,要完成目標(biāo)我國家用空調(diào)行業(yè)需要在兩年內(nèi)改造320條空調(diào)生產(chǎn)線(以每條生產(chǎn)線25萬臺(tái)總裝能力估算)。然而產(chǎn)品轉(zhuǎn)軌替代改造包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝和維修等多個(gè)環(huán)節(jié),其技術(shù)應(yīng)用、安全問題的解決還存在很多困難。因此,當(dāng)前整個(gè)行業(yè)的HCFCs制冷劑淘汰轉(zhuǎn)換面臨的主要問題是:時(shí)間緊、任務(wù)重、數(shù)量多。
1.2 國際形勢變化的不確定性
盡管氣候變化是人類社會(huì)所面臨的共同的、涉及人類未來生存發(fā)展的根本性問題,全球也達(dá)成了共識(shí)。但是,溫室氣體減排同時(shí)也是一個(gè)復(fù)雜的國際問題,全球各主要經(jīng)濟(jì)體均從其各自的政治和經(jīng)濟(jì)利益出發(fā),在溫室氣體減排的談判中采取了不同的立場,這在制冷空調(diào)熱泵行業(yè)的制冷劑替代的推進(jìn)過程中尤為明顯。例如:由于各國掌握核心技術(shù)的方向不同,使得其對(duì)替代制冷劑的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一樣,因此獲得的推薦結(jié)果也不一樣:控制低GWP制冷劑生產(chǎn)合成技術(shù)的,推崇以GWP為關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo);掌握核心部件開發(fā)技術(shù)的,認(rèn)為LCCP評(píng)價(jià)更為合理。而且,為了主導(dǎo)制冷劑的發(fā)展方向,占領(lǐng)替代技術(shù)的制高點(diǎn),各國都打著自己的“小算盤”,ISO5146草案的否決、IEC60035標(biāo)準(zhǔn)的無法通過,都表明要使各方獲得根本的認(rèn)同還比較困難,國際上各方的“博弈”導(dǎo)致了發(fā)展的不確定性。
1.3 核心技術(shù)的匱乏導(dǎo)致話語權(quán)薄弱
在過去的制冷空調(diào)熱泵行業(yè)發(fā)展中,我國由于起步相對(duì)較晚,其中新型制冷劑的合成、重要物性和性能參數(shù)的獲取、關(guān)鍵部件的開發(fā)等各項(xiàng)核心技術(shù)都比較匱乏,這使得我們?cè)趪H標(biāo)準(zhǔn)的制定上、發(fā)展方向的導(dǎo)向上、新產(chǎn)品的推廣上都缺乏話語權(quán),我們只能跟隨國際發(fā)展大趨勢,依賴那種拼規(guī)模、拼產(chǎn)量、拼價(jià)格的單純制造業(yè)發(fā)展模式來尋求發(fā)展。盡管,我國制冷空調(diào)熱泵行業(yè)通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)整合以及核心技術(shù)的引進(jìn)開發(fā),并搭上了我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的快車道,其產(chǎn)量和規(guī)模逐漸躍居到了世界的首位,但是我國依然還不是制冷空調(diào)強(qiáng)國。例如:在AHRI評(píng)估的低GWP新制冷劑中,中國自主研發(fā)的產(chǎn)品沒有一項(xiàng)入選;磁懸浮控制技術(shù)、變頻調(diào)節(jié)技術(shù)、電子控制膨脹和過熱度技術(shù)、高性能潤滑油合成技術(shù)等這些新技術(shù)中,中國自主研發(fā)的技術(shù)所占份額十分有限。因此,如何提升話語權(quán)的分量也是中國的現(xiàn)存問題。
1.4 中國國情下HCFCs替代路線的復(fù)雜性
目前,HCFCs制冷工質(zhì)替代方向的不確定性、關(guān)鍵技術(shù)可獲得性、轉(zhuǎn)軌資金的保障性,以及行業(yè)發(fā)展的道路是否已被國際行業(yè)巨頭圍追堵截等,這都給了HCFCs替代路線的制定增加了復(fù)雜性。中國作為發(fā)展中國家,眾多企業(yè)是否能夠可靠、可持續(xù)的得到穩(wěn)定的足夠的替代資金、技術(shù)轉(zhuǎn)讓的可能性大小、新替代品的開發(fā)研究周期和制冷工質(zhì)回收,再生和銷毀體系的建立不明朗。尚未建立HFCs的替代機(jī)制,又提出HFCs可能的削減問題,加重了企業(yè)的技術(shù)壓力、經(jīng)濟(jì)壓力和市場的紊亂度,如何擺脫對(duì)國際上發(fā)達(dá)國家的依賴。如何在不減少制冷空調(diào)設(shè)備的制冷量和服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,重視在過渡時(shí)期內(nèi)的自我保護(hù)作用,既履行《蒙》約的國際義務(wù),又能減輕壓力和負(fù)擔(dān)。這都是在替代路線制定上需要考慮的問題。
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