制冷劑R-134a在歐洲面臨被強(qiáng)制性逐步淘汰，歐洲的氟碳化合物生產(chǎn)商陷入了開發(fā)替代制冷劑的高度利益危機(jī)，目前歐洲的汽車、化學(xué)工業(yè)正致力于開發(fā)新型替代制冷劑，二氧化碳（R-744）、HFO-1234yf、氟碳R-152a (CH3CHF2)……哪種制冷劑在未來將全面替代R-134a？
制冷劑在歐洲備受關(guān)注
歐洲面臨著強(qiáng)制逐步淘汰制冷劑R-134a，因此歐洲的氟碳化合物生產(chǎn)商正致力于開發(fā)新型替代制冷劑，以解決面臨的危機(jī)�！ �
2007年夏天對(duì)氟碳工業(yè)來說是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因?yàn)樵跉W盟的要求下，德國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)（VDA）的成員共同決定,汽車空調(diào)系統(tǒng)采用二氧化碳而不是氟碳化合物作為制冷劑。
如果二氧化碳技術(shù)在整個(gè)歐洲被采用，氟碳制冷劑的生產(chǎn)商將面臨汽車空調(diào)市場(chǎng)需求大規(guī)模下跌的黯淡前景。如果二氧化碳技術(shù)在歐洲市場(chǎng)推動(dòng)成功，還將推動(dòng) 其在美國市場(chǎng)的應(yīng)用，從而進(jìn)一步導(dǎo)致氟碳需求市場(chǎng)的蕭條。在這種背景之下，主要的氟碳生產(chǎn)企業(yè)可能考慮進(jìn)行市場(chǎng)整合，但是對(duì)中國市場(chǎng)那些涉行時(shí)間不長的企 業(yè)來說，很多已經(jīng)在雄心勃勃進(jìn)行擴(kuò)能，這些企業(yè)將面臨投資縮水的風(fēng)險(xiǎn)。但是形勢(shì)目前還不明朗。盡管面臨發(fā)展障礙，領(lǐng)先的氟碳生產(chǎn)商還在繼續(xù)探索合適的替代制冷劑，這種替代制冷劑要能夠和目前通用的R-134a具有同優(yōu)性 能，能夠縮小由于替換制冷劑導(dǎo)致的過渡成本，同時(shí)在整個(gè)生命周期對(duì)氣候變化的影響和二氧化碳相似或更優(yōu)。一個(gè)很具前景的替代制冷劑是HFO-1234yf，全球領(lǐng)先的制冷劑生產(chǎn)商杜邦和霍尼韋爾公司在2007年11月已經(jīng)共同推動(dòng)其面市了。
最終淘汰期限迫近
聽起來可能有點(diǎn)奇怪，但是二氧化碳具有相對(duì)來說很低的全球增溫潛力（GWP）,其GWP僅僅為4，R-134a的GWP值為1300。為履行歐盟關(guān)于京都議定書的責(zé)任，歐盟委員會(huì)2006年發(fā)布了一項(xiàng)指令，要求移動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)(MAC)要逐步淘汰R－134a，并要求替代制冷劑的GWP值不能高于150，到2011年，R－134a系統(tǒng)的該項(xiàng)禁令適用于所有的新汽車，到2017年，該禁令適用于所有汽車。
歐洲的汽車生產(chǎn)商面臨著兩種選擇，這兩種選擇都需要考慮重新設(shè)計(jì)。一種選擇是使用制冷劑氟碳R-152a (CH3CHF2)，R-152a的GWP值是140，但是它具有一般易燃性，因此不能使用在汽車的現(xiàn)有系統(tǒng)中，空調(diào)設(shè)備必須配置隔離的二次回路，這樣汽 車上的乘客才不會(huì)有潛在危險(xiǎn)，但是這又意味著增加了重量和成本。
另外一種選擇是二氧化碳，也就是大家所知的R-744。包括日本Nippon Denso公司、德國Ixetic、Behr以及美國Delphi、Visteon公司在內(nèi)的幾個(gè)汽車供應(yīng)商已經(jīng)開發(fā)了基于二氧化碳的MAC系統(tǒng)和部件�；诙趸嫉目照{(diào)系統(tǒng)已經(jīng)得到工業(yè)應(yīng)用，但是還沒有應(yīng)用于汽車上，部分原因是因?yàn)槎趸家鸬墓こ躺系奶魬?zhàn)。這些挑戰(zhàn)的一個(gè)方面是該系統(tǒng)要求高壓，所需壓力是氟碳系統(tǒng)的10倍，另一個(gè)方面是高于制冷劑的臨界溫度之后操作效率很低，更精確的說是因?yàn)槎趸季哂袠O低的臨界溫度，僅僅31攝氏度。
考慮到R-152a的易燃性和需附加的設(shè)備，二氧化碳較之具有典型的優(yōu)勢(shì)，形勢(shì)對(duì)氟碳化合物來說并不妙。
霍尼韋爾、杜邦和英力士的氟業(yè)務(wù)（INEOS-Fluor）都急于開發(fā)能適應(yīng)新要求的氟碳化合物替代產(chǎn)品。在全球制冷劑替代產(chǎn)品的開發(fā)過程中，第一個(gè)被著力開發(fā)的是3個(gè)被命名為Fluid H、DP-1和AC-1的混合產(chǎn)品。到去年夏季為止，這3個(gè)產(chǎn)品獲得了不同程度的成功。但是，F(xiàn)luid H 在阻燃性和臭氧損耗方面不占優(yōu)勢(shì)，另外兩個(gè)產(chǎn)品則不符合毒性標(biāo)準(zhǔn)。
誰是最優(yōu)選擇？
霍尼韋爾和杜邦公司面對(duì)這種令人失望的結(jié)果，進(jìn)行通力協(xié)作開發(fā)新一代的替代產(chǎn)品——HFO-1234yf。HFO-1234yf和CF3I一樣，都是霍尼韋爾原來開發(fā)的Fluid H中的主要成分，利益相關(guān)方將全部希望都寄托在了CF3CF=CH2（HFO-1234yf的分子）之上，到目前為止，該產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)展良好。
杜邦工程開發(fā)人員Barbara Minor表示：我們的目標(biāo)是使合適的替代品與R-134a在性能上同優(yōu)，還要最大化的縮小因?yàn)楦鼡Q制冷劑帶來的過渡成本和相關(guān)的設(shè)備改造成本，當(dāng)然最主要的目的是符合對(duì)GWP的要求。在去年11月在意大利都靈召開的歐洲汽車空調(diào)工作會(huì)議上，HFO-1234yf首次登場(chǎng)，日本汽車企業(yè)聯(lián)合會(huì)在會(huì)上闡述了HFO-1234yf、R-134a以及R-744(CO2)三種產(chǎn)品的性能比較。
霍尼韋爾公司全球冰箱業(yè)務(wù)主管Daivd Diggs 說：“結(jié)果表明，1234yf具有最低的GWP，可能成為現(xiàn)有的替代產(chǎn)品中取代HFC-134a的全球性解決方案。結(jié)果還表明，因?yàn)镽-744在溫暖和炎 熱的氣候中不能完全使汽車內(nèi)部冷卻，因此不是最優(yōu)解決方案。”他還表示，因?yàn)槎趸夹枰邏�，因此與HFO-1234f相比，間接導(dǎo)致了溫室氣體的排放（如從排氣管中排放）。Minor指出，二氧化碳系統(tǒng)必須通過做更多的功來彌補(bǔ)跨臨界操作（transcritical)的低效能。她還質(zhì)疑MAC系統(tǒng)中 的柔性連接在高壓下是否能夠維持密封,另外，使用二氧化碳系統(tǒng)需要對(duì)設(shè)備和流程重新設(shè)計(jì)，必然帶來更高的過渡成本。
二氧化碳MAC系統(tǒng)的支持者則表示，這些問題確實(shí)存在，他們可以提供研究表明在氟碳生產(chǎn)商指出的這些問題存在的前提下，二氧化碳MAC系統(tǒng)比氟碳MAC系統(tǒng)仍然更為高效。
總之，汽車可能為市場(chǎng)帶來基于二氧化碳的MAC系統(tǒng)，去年12月，ixetic公司宣稱一個(gè)領(lǐng)先的汽車生產(chǎn)商已經(jīng)在新的車型中訂購了二氧化碳的MAC系統(tǒng)。據(jù)估計(jì)，這個(gè)客戶很可能來自德國，而且不是最后一個(gè)。
Minor表示，VDA很可能被說服試用HFO-1234yf，因?yàn)閂DA對(duì)這個(gè)新的制冷劑很感興趣，并且已經(jīng)將其列入了替代制冷劑冬季會(huì)議議程。
汽車工程協(xié)會(huì)的車內(nèi)氣溫控制標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的主席Ward Atkinson表示，二氧化碳系統(tǒng)可能是在R-152a之后可被歐洲生產(chǎn)企業(yè)采用的替代制冷劑的中流砥柱。HFO-1234yf也可能在歐洲之外的其它 區(qū)域作為主要替代制冷劑，但是由于其毒性還未確定，因此目前還不能肯定。
大致的前景
兩項(xiàng)關(guān)鍵的毒性測(cè)試結(jié)果將很快決定HFO-1234yf的命運(yùn)，Minor說，“我認(rèn)為從某種程度上說今年這個(gè)問題將被解決，具體到什么時(shí)候解決還很難說。如果HFO-1234yf適用的話，汽車生產(chǎn)商就獲得了保留現(xiàn)有MAC系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。
Atkinson評(píng)論說：“很明顯，基于二氧化碳的技術(shù)目前還不成熟，因?yàn)橐獙W(xué)習(xí)密封技術(shù)，從使用R134-a第一次提供服務(wù)經(jīng)過了5-7年，如果將R134-a換為二氧化碳，誰知道會(huì)怎么樣？”
斯坦福咨詢公司的高級(jí)顧問Ray Will表示，R-744是在歐洲的一個(gè)解決政治問題的技術(shù)方案，在美國，還無須為京都議定書擔(dān)心。實(shí)際上，歐盟原來的目的是強(qiáng)制企業(yè)接受二氧化碳MAC系統(tǒng)，只 有汽車工業(yè)拒絕強(qiáng)制接受之后，歐盟才會(huì)考慮允許使用更高GWP值的替代制冷劑。另外，Ixetic公司的訂單表明，二氧化碳系統(tǒng)在歐洲已經(jīng)接近于被廣泛接受了，如果二氧化碳系統(tǒng)能夠推動(dòng)成功的話，相信很快就能滲透到其他地區(qū)，包括美國。
Will補(bǔ)充說，未來是否還使用R-134a還不好說，很可能到2011年歐洲的期限年的時(shí)候，R-744系統(tǒng)還存在未解決的問題。屆時(shí)，可能就輪到美國開發(fā)的替代制冷劑大行其道了，從而會(huì)導(dǎo)致全球性的標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。可能最后放棄R-134a的是中國，因?yàn)橹袊谏a(chǎn)R-134a上進(jìn)行了很大的投資。中國在氟石領(lǐng)域占據(jù)世界領(lǐng)先地位，為了打造氟化學(xué)品鏈條，大型的氟加工廠在大規(guī)模生產(chǎn)R-134a以滿足市場(chǎng)需求，至少是國內(nèi)的市場(chǎng)需求。如果全球標(biāo)準(zhǔn)被改 變，中國的氟工業(yè)發(fā)展軌跡肯定會(huì)被改變，而中國的氟工業(yè)還沒有準(zhǔn)備好接受這種變化。對(duì)于未來，目前可以肯定的是，制冷劑市場(chǎng)將面臨更激烈的整合。
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