制冷机：冷水机设备中重要构成部分之一；制冷剂R-134a在欧洲面临被强制性逐步淘汰，欧洲的氟碳化合物生产商陷入了开发替代制冷剂的高度利益危机，目前欧洲的汽车、化学工业正致力于开发新型替代制冷剂，二氧化碳（R-744）、HFO-1234yf、氟碳R-152a (CH3CHF2)……哪种制冷剂在未来将全面替代R-134a？ 制冷剂在欧洲备受关注

   欧洲面临着强制逐步淘汰制冷剂R-134a，因此欧洲的氟碳化合物生产商正致力于开发新型替代制冷剂，以解决面临的危机。

2007年夏天对氟碳工业来说是一个转折点，因为在欧盟的要求下，德国汽车工业协会（VDA）的成员共同决定,汽车空调系统采用二氧化碳而不是氟碳化合物作为制冷剂。

   如果二氧化碳技术在整个欧洲被采用，氟碳制冷剂的生产商将面临汽车空调市场需求大规模下跌的黯淡前景。如果二氧化碳技术在欧洲市场推动成功，还将推动 其在美国市场的应用，从而进一步导致氟碳需求市场的萧条。在这种背景之下，主要的氟碳生产企业可能考虑进行市场整合，但是对中国市场那些涉行时间不长的企 业来说，很多已经在雄心勃勃进行扩能，这些企业将面临投资缩水的风险。但是形势目前还不明朗。尽管面临发展障碍，领先的氟碳生产商还在继续探索合适的替代制冷剂，这种替代制冷剂要能够和目前通用的R-134a具有同优性 能，能够缩小由于替换制冷剂导致的过渡成本，同时在整个生命周期对气候变化的影响和二氧化碳相似或更优。一个很具前景的替代制冷剂是HFO-1234yf，全球领先的制冷剂生产商杜邦和霍尼韦尔公司在2007年11月已经共同推动其面市了。 最终淘汰期限迫近   听起来可能有点奇怪，但是二氧化碳具有相对来说很低的全球增温潜力（GWP）,其GWP仅仅为4，R-134a的GWP值为1300。为履行欧盟关于京都议定书的责任，欧盟委员会2006年发布了一项指令，要求移动空调系统(MAC)要逐步淘汰R－134a，并要求替代制冷剂的GWP值不能高于150，到2011年，R－134a系统的该项禁令适用于所有的新汽车，到2017年，该禁令适用于所有汽车。

   欧洲的汽车生产商面临着两种选择，这两种选择都需要考虑重新设计。一种选择是使用制冷剂氟碳R-152a (CH3CHF2)，R-152a的GWP值是140，但是它具有一般易燃性，因此不能使用在汽车的现有系统中，空调设备必须配置隔离的二次回路，这样汽 车上的乘客才不会有潜在危险，但是这又意味着增加了重量和成本。

   另外一种选择是二氧化碳，也就是大家所知的R-744。包括日本Nippon Denso公司、德国Ixetic、Behr以及美国Delphi、Visteon公司在内的几个汽车供应商已经开发了基于二氧化碳的MAC系统和部件。基于二氧化碳的空调系统已经得到工业应用，但是还没有应用于汽车上，部分原因是因为二氧化碳引起的工程上的挑战。这些挑战的一个方面是该系统要求高压，所需压力是氟碳系统的10倍，另一个方面是高于制冷剂的临界温度之后操作效率很低，更精确的说是因为二氧化碳具有极低的临界温度，仅仅31摄氏度。

   考虑到R-152a的易燃性和需附加的设备，二氧化碳较之具有典型的优势，形势对氟碳化合物来说并不妙。

   霍尼韦尔、杜邦和英力士的氟业务（INEOS-Fluor）都急于开发能适应新要求的氟碳化合物替代产品。在全球制冷剂替代产品的开发过程中，第一个被着力开发的是3个被命名为Fluid H、DP-1和AC-1的混合产品。到去年夏季为止，这3个产品获得了不同程度的成功。但是，Fluid H 在阻燃性和臭氧损耗方面不占优势，另外两个产品则不符合毒性标准。 谁是最优选择？

   霍尼韦尔和杜邦公司面对这种令人失望的结果，进行通力协作开发新一代的替代产品——HFO-1234yf。HFO-1234yf和CF3I一样，都是霍尼韦尔原来开发的Fluid H中的主要成分，利益相关方将全部希望都寄托在了CF3CF=CH2（HFO-1234yf的分子）之上，到目前为止，该产品开发进展良好。

   杜邦工程开发人员Barbara Minor表示：我们的目标是使合适的替代品与R-134a在性能上同优，还要最大化的缩小因为更换制冷剂带来的过渡成本和相关的设备改造成本，当然最主要的目的是符合对GWP的要求。在去年11月在意大利都灵召开的欧洲汽车空调工作会议上，HFO-1234yf首次登场，日本汽车企业联合会在会上阐述了HFO-1234yf、R-134a以及R-744(CO2)三种产品的性能比较。

   霍尼韦尔公司全球冰箱业务主管Daivd Diggs 说：“结果表明，1234yf具有最低的GWP，可能成为现有的替代产品中取代HFC-134a的全球性解决方案。结果还表明，因为R-744在温暖和炎 热的气候中不能完全使汽车内部冷却，因此不是最优解决方案。”他还表示，因为二氧化碳需要高压，因此与HFO-1234f相比，间接导致了温室气体的排放（如从排气管中排放）。Minor指出，二氧化碳系统必须通过做更多的功来弥补跨临界操作（transcritical)的低效能。她还质疑MAC系统中 的柔性连接在高压下是否能够维持密封,另外，使用二氧化碳系统需要对设备和流程重新设计，必然带来更高的过渡成本。

   二氧化碳MAC系统的支持者则表示，这些问题确实存在，他们可以提供研究表明在氟碳生产商指出的这些问题存在的前提下，二氧化碳MAC系统比氟碳MAC系统仍然更为高效。

   总之，汽车可能为市场带来基于二氧化碳的MAC系统，去年12月，ixetic公司宣称一个领先的汽车生产商已经在新的车型中订购了二氧化碳的MAC系统。据估计，这个客户很可能来自德国，而且不是最后一个。

   Minor表示，VDA很可能被说服试用HFO-1234yf，因为VDA对这个新的制冷剂很感兴趣，并且已经将其列入了替代制冷剂冬季会议议程。

   汽车工程协会的车内气温控制标准委员会的主席Ward Atkinson表示，二氧化碳系统可能是在R-152a之后可被欧洲生产企业采用的替代制冷剂的中流砥柱。HFO-1234yf也可能在欧洲之外的其它 区域作为主要替代制冷剂，但是由于其毒性还未确定，因此目前还不能肯定。 大致的前景

   两项关键的毒性测试结果将很快决定HFO-1234yf的命运，Minor说，“我认为从某种程度上说今年这个问题将被解决，具体到什么时候解决还很难说。如果HFO-1234yf适用的话，汽车生产商就获得了保留现有MAC系统的机会。

   Atkinson评论说：“很明显，基于二氧化碳的技术目前还不成熟，因为要学习密封技术，从使用R134-a第一次提供服务经过了5-7年，如果将R134-a换为二氧化碳，谁知道会怎么样？” 

斯坦福咨询公司的高级顾问Ray Will表示，R-744是在欧洲的一个解决政治问题的技术方案，在美国，还无须为京都议定书担心。实际上，欧盟原来的目的是强制企业接受二氧化碳MAC系统，只 有汽车工业拒绝强制接受之后，欧盟才会考虑允许使用更高GWP值的替代制冷剂。另外，Ixetic公司的订单表明，二氧化碳系统在欧洲已经接近于被广泛接受了，如果二氧化碳系统能够推动成功的话，相信很快就能渗透到其他地区，包括美国。

   Will补充说，未来是否还使用R-134a还不好说，很可能到2011年欧洲的期限年的时候，R-744系统还存在未解决的问题。届时，可能就轮到美国开发的替代制冷剂大行其道了，从而会导致全球性的标准出台。可能最后放弃R-134a的是中国，因为中国在生产R-134a上进行了很大的投资。中国在氟石领域占据世界领先地位，为了打造氟化学品链条，大型的氟加工厂在大规模生产R-134a以满足市场需求，至少是国内的市场需求。如果全球标准被改 变，中国的氟工业发展轨迹肯定会被改变，而中国的氟工业还没有准备好接受这种变化。对于未来，目前可以肯定的是，制冷剂市场将面临更激烈的整合。