独家专访中国汽车工业协会副秘书长陈士华:汽车制冷剂替代研发取得积极进展
摘要:为推进汽车行业第三代制冷剂即氢氟碳化物产品的削减替代工作,包括中汽协在内的行业组织、科研机构开展了很多工作,包括数据收集、预测模型研究、节点管控、技术路线和政策措施的探讨等。
前不久,以“履行蒙约履约责任,减缓全球气候变暖”为主题的2023汽车行业空调制冷剂论坛(以下简称“论坛”)在京举办,与会人士结合我国《〈关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书〉基加利修正案》(以下简称《基加利修正案》)的履约要求,围绕制冷剂管控策略制定、空调系统开发、新型制冷剂测试与应用等议题展开了深度交流与讨论。
据悉,被《基加利修正案》纳入管控的氢氟碳化物(HFCs)虽然是消耗臭氧层物质(ODS)的常用替代品,但也是温室气体,具有高全球升温潜能值(GWP)。根据要求,我国需要在2024年将氢氟碳化物的生产和使用冻结在基线的水平,并在2029年、2035年、2040年和2045年要分别削减10%、30%、50%和80%。这也就意味着,汽车空调行业将面临重大挑战,尤其是随着新能源汽车保有量的增多,制冷剂替代的任务越来越紧迫。论坛落幕后,中国汽车工业协会(以下简称“中汽协”)副秘书长陈士华就此接受了记者的独家专访。
替代压力下多种方案竞逐市场
我:汽车制冷剂替代面临哪些要求?目前的行业发展情况如何?
陈士华:从2001年开始,我国汽车行业新车制造环节全面应用R134a作为制冷剂,到目前为止,汽车空调使用的制冷剂以它为主,少数采用热泵空调系统的车型会使用混合制冷剂,出口到欧美的车辆为满足当地法规要求,多采用HFO-1234yf。据中汽协统计,2020~2022年,我国新车制造和维修环节年均使用氢氟碳化物制冷剂3.8万吨,潜在排放约5500万吨当量的二氧化碳。作为国民经济的重要组成部分,汽车行业在国家履行《基加利修正案》和实现“双碳”目标的过程中应发挥重要作用,积极开展氢氟碳化物制冷剂的替代工作,推动削减和替代技术进步升级。这也是中国汽车行业走向国际市场的需要,是中国为全球氢氟碳化物制冷剂削减贡献“中国智慧”和“中国方案”的需要。
当前,汽车行业的氢氟碳化物制冷剂削减替代面临诸多挑战,尚没有一种完美的方案出现。不过,新的挑战也将带来新的机遇,我们相信通过行业齐心协力一定能高质量地完成履约工作。
我:目前出现的各种制冷剂替代技术、产品,各有哪些优劣势,它们又分别有着怎样的发展前景?
陈士华:目前,汽车行业氢氟碳化物制冷剂替代主要有四种技术路线。一是HFO-1234yf制冷剂,该项技术较为成熟,空调系统改动少,制冷效果好,但缺点是制热效果略显不足,能耗大且专利掌握在少数国外企业手中。二是R744(二氧化碳)制冷剂,它属于自然工质制冷剂,具有很好制热效果,但高温制冷时能效比略高,并且需要大幅改动汽车空调系统设计,还存在泄露隐患;目前,国内部分面向大众消费市场的车型使用了二氧化碳制冷剂。三是R290制冷剂,它具有较好的制热和制冷效果,但由于易燃,需要设计二次回路,对制冷制热效率有一定影响,目前在量产车上还未应用。四是混合工质制冷剂,这类制冷剂应用较少,但研究热度高,力求在安全性、效率、经济性等多方面达到平衡。
上述四种技术路线在技术性能方面各有优劣,安全性、经济性及成熟度方面也存在较大差异。因此,汽车行业还没有一条达成共识的技术路线,仍需加大研发力度。
做好技术准备才能从容应对
我:全球范围内汽车制冷剂替代的情况如何?企业要怎样做才能获得更好的发展机遇?
陈士华:当前,全球部分发达国家已陆续启动高全球升温潜能值车用制冷剂的替代工作。其中,法规是主要推动力。比如,欧盟在2011年就要求新认证车型的制冷剂GWP值小于150,并要求2017年以后所有车型的制冷剂GWP值小于150;美国要求自2025年轻型客车的制冷剂GWP值小于150,自2026年中、重型货车制冷剂GWP值小于150;日本要求从2023年开始,11座以下新车的制冷剂综合GWP值小于150。
随着《基加利修正案》对中国生效,2021年修订的《中国受控消耗臭氧层物质清单》、《中国进出口受控消耗臭氧层物质名录》均已将氢氟碳化物纳入管控。2022年6月,生态环境部、发展改革委、工业和信息化部联合发布了《关于严格控制第一批氢氟碳化物化工生产建设项目的通知》,各地不得新建、扩建包含HFC-134a在内用作制冷剂、发泡剂等受控用途的氢氟碳化物化工生产设施。
近几年来,在氢氟碳化物制冷剂削减替代方面,汽车行业也加大了技术研发力度,部分企业取得了重大进展。我们希望业界加紧做好技术准备,一旦政府主管部门对新认证车型的制冷剂GWP值有明确要求,企业能够从容应对。
我:新能源汽车的产销量快速增长,对制冷剂替代提出什么新的挑战?
陈士华:内燃机汽车冬季可采用冷却系统的热量进行制热,所以在氢氟碳化物制冷剂的削减替代方面仅需关注制冷性能。但是,电动汽车冬季无法依靠发动机余热取暖,只能使用电取暖。新能源汽车制冷剂既要考虑制冷性能又要考虑制热性能,在增加系统设计的难度的同时,也使得对产品的选择更有难度。选择一款合适的制冷剂,不但有利于提高汽车乘员的舒适性,而且能有效降低能耗,提高车辆的续驶里程,这有利于我国广大北方地区的新能源汽车推广。据了解,目前,新能源汽车氢氟碳化物制冷剂的替换,单车将增加几百甚至几千元的成本。新能源汽车产销量的快速增长,将给行业氢氟碳化物制冷剂的削减替换带来巨大的成本压力。
全面推动行业加快自主替代
我:面对氢氟碳化物制冷剂削减替代的挑战与机遇,行业如何应对?
陈士华:中汽协在汽车行业履行《蒙特利尔议定书》方面一直发挥着重要作用。1999~2002年,中汽协全资子公司中国汽车工业经济技术信息研究所有限公司(以下简称“中汽信息”)参与的“汽车空调行业氟利昂整体淘汰”课题研究工作,获得原国家环境保护总局和原国家机械工业局的高度认可和好评。该项研究成果于2002年获得了原国家机械工业局科技进步二等奖,在第一代制冷剂CFC-12淘汰方面发挥着积极作用,推动我国汽车空调制冷剂从第一代直接跨越到第三代产品。
为推进汽车行业第三代制冷剂即氢氟碳化物产品的削减替代工作,包括中汽协在内的行业组织、科研机构开展了很多工作,包括数据收集、预测模型研究、节点管控、技术路线和政策措施的探讨等。
今年2月,生态环境部大气司领导带队到中汽协调研,强调汽车行业开展氢氟碳化物制冷剂削减是一项长期且复杂的工作,要全面系统谋划,有序推动各项工作的开展。其后,中汽协召开了专题会议研究探讨,并提交了《关于“中国汽车空调行业削减氢氟碳化物框架体系”的汇报》。同时,中汽信息组织了对北汽、东风等企业的调研工作。
下一阶段,除了继续开展对行业和企业的调研外,中汽协及中汽信息还将在“中国汽车空调行业削减氢氟碳化物框架体系”内继续积极开展工作。首先,继续推动预测模型的优化,使管控目标更有可持续性的依据;其次,推动行业技术研发,支持汽车空调系统产业链上下游企业与高校、科研机构深度对接,推进行业研发、检测、认证资源匹配;再次,推动行业加快自主替代,支持使用低GWP制冷剂的车辆开展产业化示范应用,形成一批可复制、可推广的技术和经验;第四,探讨加强使用和回收环节排放管理的可行性,推动履约效果的提升;第五,推动制冷剂标准体系的健全和完善。
责任编辑:苏城
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