碳中和下HFCs成为家电行业的减排关键

2021-07-13 16:24:50
碳中和下HFCs成为家电行业的减排关键
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  本文来自《电器》杂志。

  2060年中国实现“碳中和”目标,其中一个重要的途径是选择“合适的技术手段”减少碳排量。对于家电行业来说,如何减少碳排量,除了实现绿色制造、构建绿色产业链、做好废旧家电回收、提高产品能效,减少氢氟碳化物(HFCs)等非二氧化碳温室气体排放,扩大环保制冷剂技术应用也是重要举措之一。

  据中国家用电器协会的最新统计数据,中国家用空调产量全球占比超过80%,冰箱/冷柜产量全球占比超过50%,电热水器产量全球占比超过40%。中国家电行业如此庞大的产量规模,如何通过突破性创新制冷剂替代技术,将家电行业制冷剂温室气体的直接排放持续降低,从而解决因市场需求不断增长而带来的气候威胁,是“碳中和”这一课题下,家电行业重点关注的问题。

  以环保工质替代方案,积极推进HFCs减排

  目前,家电行业用于制冷/制热循环的制冷剂和用于聚氨酯发泡的发泡剂应用较多的HFCs,具有较强的温室效应,随着用量的增加对气候变化的影响会日渐突出。据《电器》记者了解,包括家用空调、冰箱/冷柜、家用热水器、热泵干衣机、饮水电器共计5个大类12个细分品类的家电正在使用HFCs,消费物质包括HFC-32、HFC-410A、HFC-134a、HFC-245fa、HFC-365mfc等。

  其中,家用空调是HFCs用量最大的家电行业,目前在用的制冷剂主要包括HCFC-22、HFC-410A、HFC-32。随着HCFC-22逐渐被削减和淘汰,HFC-410A、HFC-32已经跃升为家用空调行业主要采用的制冷剂。

  针对这样的情况,中国家电行业很早就开始了环保制冷剂替代方案的探索。中国家用空调行业对采用天然工质R290作为替代技术,进行了谨慎的技术论证和大量的应用研究,并已有20余条空调生产线完成了R290的技术转换。在空调一体机领域,近年来采用R290的除湿机、移动机增长迅速。尤其自欧盟新版《含氟气体法案》(F-Gas法案)实施以来,具有低碳环保优势、能够更好满足该法案要求的R290一体机在欧盟市场放量猛增。在分体机方面,受现行产品安全标准对制冷剂充注量限值的制约,R290空调的市场化进展相对较慢。目前,国际标准组织正在对房间空调器产品中可燃制冷剂充注量限值标准进行科学合理的修订。标准修订后,R290性能优势在空调上将得以有效发挥,应用范围有望得到有效扩展。据中国家用电器协会统计,截至2020年,中国R290分体式空调器产量达到26万台,R290一体机产量达到448万台。

  虽然冰箱行业很早就完成了环保制冷剂的替代,几乎全部产线切换为R600a,但是冰箱/冷柜聚氨酯保温层应用的发泡剂目前多为HFC-245fa,且用量还在增加。同样作为HFCs,HFC-245fa的温室气体效应也是显著的。

  替代HFC-245fa的HFO发泡剂应用正在逐步扩大。霍尼韦尔作为HFO发泡剂LBA的主要供应企业,对于HF0在冰箱行业的应用非常了解。霍尼韦尔特性材料和技术集团高性能材料部氟产品业务亚太区总经理杨文起表示,中国家用电器协会发布的《中国家用电冰箱产业技术路线图》指出,到2025年,冰箱能效水平较2019年提高25%,且同时停止使用HFC-245fa。近年来,随着发达国家(欧盟、北美等国家和地区)对于HFCs的限控,越来越多的冰箱企业,对于出口产品由HFC-245fa/环戊烷方案转换到LBA/环戊烷方案,既能符合HFCs限控法规,又能进一步提高能效。众多冰箱品牌厂商如海信、美的、TCL等已大规模使用LBA/环戊烷方案,同时国内还有多家冰箱企业正在评估LBA/环戊烷方案。

  除了空调、冰箱/冷柜这两大HFCs制冷剂、发泡剂的家电应用领域,热水器、干衣机、饮水电器也在使用HFCs作为制冷剂和发泡剂。据中国家用电器协会有关负责人介绍,目前电热水器行业在用的发泡剂有HFC-245fa和HFC-365mfc,业内正在推动环戊烷或者HFO的替代路线。热泵热水器在用的制冷剂包括HFC-134a和HFC-410A,替代方案是R290或者R744;发泡剂在用HFCs技术是HFC-245fa和HFC-365mfc,替代方案是环戊烷或者HFO。热泵干衣机和饮水电器制冷剂在用的HFCs技术是HFC-134a,替代技术是R290。

  关于R290在干衣机、制冰机领域的应用进展,中国家用电器协会提供的数据显示,制冰机产品领域在近一两年内几乎全部转换到R290制冷剂,年产量约为150万台;热泵干衣机R290产品的比例近年来也在快速上升,2020年约占80%,产量达到300万台。

  综合来看,家电行业大都推进天然制冷剂或发泡剂的替代。不管R600a、R290,还是HFO,天然制冷剂或发泡剂不仅臭氧消耗潜值(ODP)为0,而且全球变暖潜值(GWP)接近0,也就是气候变化的影响可以忽略不计,具有保护臭氧层和减排温室气体的双重环境效益,天然制冷剂的广泛应用对于家用制冷产品实现“碳中和”必将发挥重要的作用。

  减排潜力巨大

  《基加利修正案》于2016年10月15日在卢旺达基加利通过,包括HFC-134a、HFC-32、HFC-245fa等在内的18种HFCs以及其混合制冷剂,如R410A、R404A等,纳入《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》的管控范围,开启了协同应对臭氧层耗损和气候变化的新篇章。

  今年4月,习近平主席庄严宣布,中国决定接受《基加利修正案》。2021年6月17日,中国向联合国正式提交了《基加利修正案》的批约文件。按照规定,在联合国接受这一文件起90日后,该文件将正式生效。这意味着,限制及削减HFCs消费的《基加利修正案》,将于今年9月15日在中国生效。

  同时,按照《基加利修正案》规定的HFCs削减的时间表,中国从2024年将把HFCs消费量冻结在基线以下,从2029年开始逐步削减,到2045年实现将HFCs在基线水平上削减80%。

  毋庸置疑,《基加利修正案》的实施为中国家电行业减少HFCs排放、达成“碳中和”目标提供了明确的方向。根据中国家用电器协会最新的统计数据,2020年,家用空调、冰箱/冷柜、家用热水器、热泵干衣机、饮水电器产量总计3.27亿台。按照各品类现阶段的发展趋势测算,2030年,这五类家电产量有望增长至4亿台,HFCs消费量的增长潜力巨大。而按照基加利修正案HFCs的削减时间表,HFCs的削减量也是巨大的,这意味着家电行业的HFCs的减排潜力巨大。

  中国家用电器协会提供的数据显示,按照冰箱/冷柜、热水器、热泵热水器、热泵热水器、热泵干衣机、饮水电器各品类现阶段的发展趋势测算,2030年HFCs减排潜力约为2500万吨CO₂当量,2060年HFCs减排潜力约为3000万吨CO₂当量。

  如果这些测算数据可以兑现,那么家电行业通过减排HFCs,将为中国2060年实现“碳中和”做出巨大的贡献。

原标题:碳中和下HFCs成为家电行业的减排关键

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