欧盟规定从2011年起:禁止新车型使用全球变暖潜能值(GWP)超过150的制冷剂,到2017年,所有的汽车都
禁止使用GWP大于150的制冷剂。目前被移动空调系统(MAC)广泛应用的是氟碳化合物R-134a,其GWP为1430,
在禁止范围之内。汽车空调使用低GWP值的制冷剂成为必然趋势,业界开始研究替代R-134a的新一代汽车空调制冷
剂,出现了众多替代品例如包括二氧化碳在内的碳氢化合物、R-152a、英力士生产的混合物AC4等。其中最被看好
被接受范围最广的是二氧化碳系统(即R-744)和R-1234yf。
新一代汽车空调制冷剂的角逐:R-744 PK R-1234yf
二氧化碳(R-744): GWP=1,ODP=0
优势:完全环保型自然制冷剂;能耗较低。
缺点:应用于移动空调系统需高压(所需压力是氟碳系统的10倍);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31℃;与现有的R-134a系统不匹配,需新设备及装配系统。
注: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,但是由于上述局限,尚
未应用于汽车空调领域。
R-1234yf:GMP=4,ODP=0
优势:杜邦制冷剂的官方网站上显示,R-1234yf几乎可以与HFC-134a的性能媲美;较好的稳定性和兼容性;
初期评估显示,在MAC系统中可能直接使用而不需二次回路。
缺点:R-1234yf的易燃性和毒性,以及未来的成本一直为R-744的支持者诟病。非政府组织绿色和平在“就制
冷剂R-134a、R-1234yf以及自然制冷剂应用的立场说明”中写到:2008年5月16日霍尼韦尔数据表显示,R-1234yf
的燃点为405°C,属于 “极度易燃气体”。如果使用R-1234yf的车辆着火,可能释放有害物质,如氟化氢(氢氟
酸);杜邦和霍尼韦尔估算的R-1234yf的最初成本为55~80欧元/kg,R-134a的成本仅为5欧元/kg。
注:美国的杜邦和霍尼韦尔公司开发了R-1234yf,日本的大金公司也拥有R-1234yf在日本的应用专利。
R-152a :GWP=120,ODP=0
优势:在毒性和能效方面可与其它制冷剂媲美;没有任何专利,完全公开,可以用更便宜的价格买到。
缺点:易燃,这意味着从生产到回收,防火花的设备都必不可少,且维修过程中无火花的工具将是最低的要求,
储存和分销的费用也会上升。
近两年来R-744和R-1234yf这两种新一代汽车空调制冷剂的角逐十分激烈。在这背后令人关注的是巨大的经济
利益。以美国的杜邦和霍尼韦尔公司、法国的阿柯玛公司、日本的大金公司等在内的化工公司一直占据着制冷剂的
主要专利和世界制冷剂市场的主要份额,如果R-744彻底取代氟碳化合物,由于二氧化碳是自然中存在的,几乎无
专利商标可言,这就等于未来的制冷剂市场把化工公司摒弃在外,这是原本从事制冷剂业务的化工企业不能接受的。
随着淘汰R-134a的步伐越来越近,持有主导选择权的汽车生产商、美国环保署、环保组织等利益相关方都持什么样
的态度呢?
美国环保署(EPA):
在今年2月11日~12日在奥地利举行的德国汽车工业协会冬季年会上,EPA就新一代汽车空调制冷剂的选择表
态,SNAP(重要的新型替代品政策)将评估代替造成臭氧层空洞物质的制冷剂替代品,EPA并不偏好一种制冷剂更
甚于另一种,而仅仅是让OEM (original equipment manufacturer)厂商有一种选择。
尽管如此,EPA曾于2008年12月9日在华盛顿特区召开汽车空调研讨会,主要目标是讨论“快速在全世界范
围内转向使用R-1234yf”。另外, 今年2月6日EPA与美国汽车空调协会 (MACS) 在美国达拉斯联合举办了R-1234yf
商业化会议, EPA气候战略项目负责人Stephen O. Andersen做了“在美国及全球推进R-1234yf在汽车空调中的
应用路线图”的报告,再一次表明了R-1234yf在汽车空调制冷剂中的地位。
EPA官员还表示,每一种易燃和具有毒性的制冷剂都需要经过生产前通告项目(PMN)的分析,如果发现R-1234yf
存在毒性问题将加以限制,EPA现在正在等待PMN的批准意见。
R-1234yf:GMP=4,ODP=0
优势:杜邦制冷剂的官方网站上显示,R-1234yf几乎可以与HFC-134a的性能媲美;较好的稳定性和兼容性;
初期评估显示,在MAC系统中可能直接使用而不需二次回路。
缺点:R-1234yf的易燃性和毒性,以及未来的成本一直为R-744的支持者诟病。非政府组织绿色和平在“就制
冷剂R-134a、R-1234yf以及自然制冷剂应用的立场说明”中写到:2008年5月16日霍尼韦尔数据表显示,R-1234yf
的燃点为405°C,属于 “极度易燃气体”。如果使用R-1234yf的车辆着火,可能释放有害物质,如氟化氢(氢氟
酸);杜邦和霍尼韦尔估算的R-1234yf的最初成本为55~80欧元/kg,R-134a的成本仅为5欧元/kg。
注:美国的杜邦和霍尼韦尔公司开发了R-1234yf,日本的大金公司也拥有R-1234yf在日本的应用专利。
美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE):
ASHRAE今年3月5日首次公布了一份关于天然制冷剂的公开意见书,其中表示R-744是一种完美的替代制冷剂。
这份意见书详细阐述了R-744的压强及温度特性,认可了高压二氧化碳系统所带来的优势。高压会导致气体密度高,
这使得压缩机可以达到更好的制冷效果。
德国汽车工业协会(VDA):
VDA的成员超过580个公司,集合了所有德国的主要汽车制造商,包括奥迪、宝马,戴姆勒克莱斯勒、保时捷
和大众。VDA在2008年秋季正式宣布,如2007年宣称的声明所述,VDA的大多数成员同意未来的汽车使用环保型天
然空调制冷剂——二氧化碳(R-744)系统。在声明中还提到德国的汽车行业过去的几个月在测试R-1234yf,大多
数公司已经完成了详尽的评估,评估测试的结果表明:“被测试的制冷剂替代品绝非理想的选择”。还有个别公司仍
在进行测试。
德国联邦环境署(UBA)的官员明确表示,UBA强烈支持VDA成员在未来的汽车空调中使用R-744,并期待着看到
第一辆使用二氧化碳系统的汽车。
需要说明的是,除VDA的声明外,尚未有德国的汽车生产商就哪种车型在何时开始使用二氧化碳技术做出明确
的说明。
曾表态的汽车生产商:
意大利菲亚特的罗伯特·蒙福特曾于去年底明确地表示:“对于二氧化碳技术,以及菲亚特公司而言,游戏还没
有结束,我们正在评估所有的选择。”
美国汽车零部件巨头伟世通公司(Visteon)认为,二氧化碳汽车空调系统比R-134a系统具有更高的能源效率。
R-1234yf制冷剂虽能达到与R-134a空调系统相同的性能,但除了制冷剂本身的成本以外,还将增加其他额外的成
本。
印度重要的车辆制造商达达集团表示,公司将评估两种制冷剂的选择方案。印度对于新一代制冷剂的选择更多
的是出于技术的驱动,而非政策驱使。
美国通用汽车(General Motors)强调,二氧化碳在美国可能会受到使用条件的限制,并且需要提高制冷剂密封
设计以防止二氧化碳的泄露。该公司还宣布研发一种新型的 PAG 润滑油配方以配合 R-1234yf的使用。
据非政府组织德国环境健康部门(DUH)的消息,丰田公司在去年10月暗示,因R-1234yf的易燃性,未来的汽
车将不使用制冷剂R-1234yf。
以绿色和平和德国环境健康部门(DUH)为首的非政府组织:
绿色和平和DUH都是R-744的坚定支持者,他们认为,从环保的角度考虑, 自然制冷剂(包括碳氢化合物和二
氧化碳等)是新一代汽车空调制冷剂的最佳选择。绿色和平曾经在2008年在上海举行的第六届国际汽车空调技术交
流会上发表了一项就制冷剂R-134a、R-1234yf以及自然制冷剂应用的立场说明。德国某节目曾播出报道“汽车中的
危险”,展示了由DUH和德国环境健康部门进行的可燃性测试的一部分,指责了R-1234yf对人类和环境的潜在风险,
该节目使霍尼韦尔公司为首的R-1234yf支持方大为光火。(朱 编译)
