製冷劑替換:自主研發R290與國外R410之爭

2020-12-21 製冷快報

    全球R410A製冷劑的專利權被杜邦、霍尼韋爾、大金等少數外資企業所掌控,R410A在中國市場的普及速度越快,這兩家企業的獲利就更多。然而,R410A並非環保製冷劑的終極品,只是一個過渡性的替代品。雖然其不會對臭氧層產生破壞,但仍是「溫室效應」的元兇。因此由本土企業生產出更安全、更環保和更便於運輸的製冷劑就需要更大的政策推動。

    過渡品:R410a
    
    「今年以來,受美國市場全面禁止R22製冷劑的空調進口及中國市場美的、海爾等空調企業的無氟空調推廣力度加大,R410a製冷劑的產量較去年同期翻了3倍。」第三方調查公司分析得出。中國家電研究院的一位工程師以及廣東3家空調企業技術工程師均表示,無氟空調並不指空調製冷劑中不含氟元素,而應該是不含氟氯烴。該元素正是破壞「臭氧層」的元兇。

    對於採用「R410a」製冷劑的空調,業內習慣稱為「無氟空調」,這已是約定俗成的稱呼,並不存在對消費者的欺騙。就像大家一直習慣稱呼的「氟利昂」,其實並不是化學元素,而是杜邦公司的產品名。此前,杜邦還為R410a取了一個「舒瓦」的產品名稱,就是為了避免混淆概念不清。

    R410a雖然不含氟氯烴,不會對地球的臭氧層造成破壞,卻仍含有氟元子,這會引發溫室氣體效應。多位空調企業人士也認為,與R22相比,R410a所引發的溫室氣體效應相當,這一產品並不是環保空調最終製冷劑,只是在更新的製冷劑沒有研究出來之前的暫時性替代品。

    空調製冷大市場專家指出,之所以近年來國家環保部以及中國家電協會等相關職能部門和協會,並未對空調製冷劑的替代加快進程。關鍵就在於,R410a這一目前已經被國內空調企業公認的環保製冷劑,只是一種階段性的替代品,最終還將會被更環保的製冷劑所取代。

    此前,我國冰箱市場的製冷劑替代工作就較為快速。目前,國內市場上銷售的無氟冰箱均是採用R600a製冷劑替代R12。冰箱的製冷劑升級速度快,還在於R600a相對於R410a屬於自然製冷劑,對臭氧屋和溫室氣體效應並不產生影響,不存在再被替代的必要。而由於R410a屬於人工合成製冷劑,從產品屬性上看,無法避免產生「溫室氣體」,仍要被替代。

    由於目前這一製冷劑的專利主要被兩家美國企業杜邦、霍尼韋爾和日本大金等少數外資企業掌握,世界各地對於R410a也持不同的態度,歐盟就一直在試圖尋找更環保的製冷劑產品,而中國家電協會也一直在組織空調企業尋求新的製冷劑替代方案。

「這也是近年來,家電協會為什麼一直沒有逼著企業用R410a替代R22的原因。一方面是因為R410a是個過渡產品,如果未來面臨二次淘汰,現在逼著中國企業更換製冷劑就是浪費。另一方面,政府和協會也想給中國企業留點機會和空間。」一位知情人士透露。

    獲益者:杜邦、霍尼韋爾、大金

    在R410a的背後,隱藏著3家跨國巨頭公司:杜邦、霍尼韋爾、大金。

    目前,全球範圍內的R410a專利權均掌握在這3家企業手中。一位中國家電研究院的工程師透露,當年冰箱企業在進行環保製冷劑替代時,杜邦和霍尼韋爾兩家企業都組織技術代表團輪流到政府、協會以及相關大企業進行產品技術的講解和宣傳,試圖說服中國企業能使用R134a(R134a跟R410a一樣。都屬於GWP值很高。ODP值很低的產品)作為製冷劑升級替代品。但當時德國的一些企業就支持我們搞R600A製冷劑,最終這就引發了當前中國冰箱市場的製冷劑兩種走勢。

    國內市場銷售的冰箱就用R600a環保製冷劑,而出口到美國市場的,就採用杜邦和霍尼韋爾的R134a製冷劑。

    「雖然R410A製冷劑是人工調配出來的,中國企業也知道調配的比例,能做出完全一樣的東西,但由於專利在人家手中,我們要使用就必須交專利費。目前,一臺空調使用R410a製冷劑要比R22貴4倍左右」,一位業內人士如是說。一位空調企業負責人更是算了這樣一筆帳,如果目前中國空調製冷劑都從R22升級為R410a,每年僅多交出的專利費和成本費就要高達數十億元。

    更有業內人士指出,近年來杜邦等企業就是打著環保的幌子賺取得大量的商業利益。而由於國內企業目前尚未開發出更合適替代R410a的新製冷劑,空調企業也只能「委曲求全」。不過,值得慶幸的是,這3家企業手中的R410a專利在中國區域即將於2011年到期,接下來,國內空調企業有望在這一製冷劑產品擺脫價格貴以及專利費的困擾。

    破局者:R290或其它

    更值得慶幸的是,當前國內關於新興環保製冷劑的研究並未停止,其重點方向便是解決R410a溫室效應潛能值(GWP)高的問題。當前,自然製冷劑R290,由山東東嶽和清華大學合作研發出了一種新型環保製冷劑「DY1-5」號以及霍尼韋爾和杜邦也研發出一種替代汽車空調製冷劑的產品HFO-1234YF,可能在經過技術改進後變成新的專利產品。此外,浙江大學還曾開展過「新型三元混合製冷劑R32/R125/R161替代製冷劑R407C」的相關試驗。

    不過,當前備受關注的則是R290。這一製冷劑應用於空調上已經完成了實驗室測試。早在2002年,上海通用機械研究院就曾做過「R290的可燃爆炸性實驗及其在制冷機組中的試用」。而在2006年,天津商學院寧靜紅副教授還做過「R290家用空調的替代與應用研究」,為這一產品的產業化應用提供了很多理論依據。2009年,格力空調承擔的國家商務部「採用自然環保工質R290(丙烷)研發高效節能空調器」項目通過專家組驗收,分別獲得了商務部200萬元、及歐盟「蒙特婁多邊基金組織」105萬歐元的項目資助。

    製冷快報記者注意到,對於R290的成本低,可以從現有的液化氣中直接獲得,同時GWP值和ODP值接近0,還有著類似自然製冷劑R600a在冰箱產品上應用的成功經驗,這是一個足以讓眾多空調企業心動的解決方案。志高空調技術副總監透露,多年前中國家電協會就組織了主流空調企業進行R290製冷劑的替代性試驗,包括志高、美的、格力在內的企業都一直在進行相關產品的研發和實驗。

    不過,R290的上述優勢卻比不上「易燃易爆」這一致命缺點的殺傷力,林崐則不無擔憂地表示,「不怕一萬,就怕萬一,一旦全國出現一臺R290空調爆炸就會引發消費者恐慌,這是所有企業都不敢貿然前進的根源。」對此,中國家電研究院的一位總工則告訴記者,同屬自然製冷劑的R600A應用於冰箱上不擔心爆炸的問題,就因為壓縮機功率小、灌注量少,相當兩個打火機的量,沒有安全隱患。而空調則高達幾十個打火機的量。

    不過,中國家電協會副事理長王雷則認為,「R290的可燃性問題到底危險有多大,這需要有實驗基礎,不能人云亦云。在中國開展的研究表明,隨著整個空調系統的技術發展,完全有可能將其危險性降到控制目標之內。當然,R290隻是我們現有正在實驗考查的一種技術,中國家用空調行業到底用哪種技術來替代,是開放的。」

    目前,R410a替代R22的戰爭才剛剛打響,不過中國的眾多空調企業們則又要面臨著從R410a向更新型環保製冷劑的替代升級工作。到底是先進行R410a對R22的替代,還是直接用諸如R290、DY1-5替代R22?在新型環保製冷劑的爭奪中,中國企業又能否規避外資企業的專利門,開闢一條自主創新發展的道路?這些仍是一道道未解的難題。

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