环保政策之下，不断迭代的制冷剂

2025年中国制冷展已经落下帷幕，作为中国暖通空调领域的一次盛大展会，各个企业都会集中展示自身最新的研发成果和解决方案。今年的展会，制冷剂的替代又有了新的进展，也给予行业更多了解变化的窗口。

事实上，新型制冷剂并不是今年的展会才出现，早在几年前的中国制冷展期间，新型制冷剂就有了展示。通过几年的发展，随着技术的进步以及制冷剂在产品中的运用程度越发成熟，新型制冷剂的发展也出现了新的变化。

制冷剂是一个成熟的产品，从出现到现在的运用已经有将近百年的历史。艾肯网也通过搜索引擎查询了制冷剂的发展历程。需要指出的是，从最早的第一代制冷剂到现有最新的第四代，制冷剂的发展一直在不断迭代。

根据网络查询资料显示，第一代制冷剂主要以自然物质为主，包括二氧化硫、氨、二氧化碳等。二氧化硫在早期制冷系统中应用广泛，它具有一定的制冷能力，但因其具有强烈刺激性气味且毒性较大，一旦泄漏会对人体健康和环境造成严重危害，逐渐被淘汰。氨具有较高的制冷效率，且价格低廉，ODP(臭氧消耗潜能值)为0、GWP(全球变暖潜能值)可忽略不计，在工业制冷领域仍有一定应用。不过，氨具有可燃性和毒性，使用时需要严格的安全措施。二氧化碳是一种天然制冷剂，ODP为0、GWP值低为1，化学性质稳定，但它的制冷系统运行压力极高，对设备耐压性能要求苛刻，限制了其大规模应用。

第二代制冷剂以氯氟烃(CFCs)和氢氯氟烃(HCFCs)为主。CFCs如R11、R12等，曾是空调、冰箱等制冷设备的主流制冷剂。它们具有良好的热力学性能、化学稳定性和低毒性，不易燃烧和爆炸，便于储存和运输。然而，CFCs含有氯元素，会对臭氧层造成严重破坏，ODP值较高，且部分CFCs的GWP值也较高，对全球气候变暖有显著影响。HCFCs是为了替代CFCs而开发的过渡性制冷剂，如R22，其ODP值较CFCs有所降低，但仍对臭氧层有破坏作用，同时也具有一定的GWP值。随着国际社会对臭氧层保护意识的增强，这类制冷剂正逐步被淘汰。​

第三代制冷剂主要是氢氟烃(HFCs)类物质，像R32、R410A、R134a等。这类制冷剂不含氯元素，ODP值为0，不会破坏臭氧层，在当时被视为较为环保的替代选择。R32具有较高的制冷效率和良好的系统兼容性，在家用和商用空调领域广泛应用，但它属于可燃制冷剂，具有一定安全风险，且GWP值相对较高。R410A是由R32和R125按一定比例混合而成，常用于中央空调系统，制冷性能优越，但同样面临GWP值较高的问题。随着全球对温室气体排放控制要求的提升，HFCs类制冷剂的使用也受到严格限制。​

第四代制冷剂以氢氟烯烃(HFOs)及其混合物为代表，还有一些天然制冷剂的创新应用。HFOs如R1234ze、R1234yf等，具有极低的GWP值，几乎对臭氧层无破坏作用，且部分HFOs的热物理性质良好，能满足高效制冷需求。不过，HFOs存在化学稳定性较差、与润滑油相容性不好等问题，需要在系统设计和材料选择上进行优化。此外，一些天然制冷剂如氨、二氧化碳等，在经过技术改进后，也在第四代制冷剂的发展中扮演重要角色，它们凭借环保优势，在特定领域展现出广阔应用前景。

可以看出，制冷剂的发展经历了从天然物质到合成化合物，再到环保替代品的演进过程。目前，我们的行业正处于第三代向第四代制冷剂运用的过渡期。另一方面，全球各地的法规以及各国的政策也成为推动制冷剂不断迭代的主要动能之一。

自1987年《蒙特利尔议定书》签署以来，全球对于消耗臭氧层物质(ODS)的管控逐步加强。中国作为该议定书的缔约国，积极履行相关义务，在淘汰氯氟烃(CFCs)、氢氯氟烃(HCFCs)等ODS方面取得了显著成效。然而，随着全球气候变暖问题日益严峻，氢氟碳化物(HFCs)因具有较高的全球变暖潜值，也被纳入管控范围。《蒙特利尔议定书基加利修正案》旨在逐步削减HFCs的生产和消费，中国也在积极推进相关工作，计划在2024年实现HFCs受控用途生产和使用的冻结，并逐步进入削减阶段。

与此同时，中国的双碳政策以及节能减排政策对暖通空调行业的制冷剂使用提出了更高要求。在“碳达峰、碳中和”目标的指引下，降低温室气体排放成为各行各业的重要任务。暖通空调系统作为建筑能耗的主要来源之一，其制冷剂的GWP值直接影响着碳排放水平。政府通过制定能效标准、推行绿色建筑标识等政策，鼓励企业采用低GWP值的制冷剂以减少对环境的影响。例如，《绿色高效制冷行动方案》明确提出，要加快推进高效制冷技术和产品的研发、推广应用，降低制冷行业能耗和温室气体排放。

目前，中国暖通空调行业常用的制冷剂包括R22、R410A、R32等。其中，R22由于对臭氧层有破坏作用且GWP值较高，已逐步被淘汰。R410A作为R22的过渡替代品，在市场上仍有广泛应用，但其GWP值高达2088，也面临着被替代的压力。R32则以其较低的GWP值(约为675)和较好的制冷性能，逐渐在家用空调领域得到普及。

然而，制冷剂的替代并非一帆风顺。一方面，不同制冷剂的物理化学性质差异较大，替代过程需要对暖通空调系统的设计、制造工艺、零部件选型等进行全面调整，这对企业的研发能力和技术储备提出了挑战。例如，R32的可燃特性要求在系统设计和使用过程中采取更严格的安全措施，以防止发生安全事故。另一方面，制冷剂替代还涉及到成本问题。新型制冷剂的研发、生产和推广成本较高，可能会导致产品价格上涨，影响市场接受度。此外，部分企业对制冷剂替代政策的认识不足，缺乏主动转型的动力，也在一定程度上阻碍了行业的发展。

从市场发展趋势来看，随着政策法规的日益严格和消费者环保意识的提升，低GWP值制冷剂的应用将成为主流。企业需要加大在技术研发、产品升级方面的投入，提前布局新型制冷剂市场，以适应行业变革的需求。同时，行业协会和相关部门应加强技术培训和标准制定，为企业提供指导和支持，促进制冷剂替代工作的顺利进行。

艾肯网认为，未来的暖通空调市场更加趋向于细分领域，制冷剂的运用同样如此。

工业热泵是一种高效的节能设备，能够将低品位热能转化为高品位热能，广泛应用于化工、纺织、食品等行业。在制冷剂选择方面，工业热泵对制冷剂的热稳定性、化学稳定性和安全性要求较高。未来，二氧化碳(CO₂)、氨(NH₃)等天然制冷剂有望在工业热泵领域得到更广泛应用。CO₂具有GWP值为1、无毒、不可燃等优点，但其运行压力较高，对设备材料和制造工艺要求严格。氨的制冷性能优良、GWP值为0，但具有一定的毒性和可燃性，需要在系统设计和运行管理中采取严格的安全措施。

随着数据中心规模的不断扩大，其能耗问题日益突出。暖通空调系统作为数据中心的主要能耗设备之一，其节能性能和制冷剂的环保性备受关注。在数据中心制冷系统中，间接蒸发冷却、液冷等新型制冷技术逐渐兴起。对于制冷剂，R1234ze、R1234yf等低GWP值的氢氟烯烃(HFOs)制冷剂具有较好的应用前景。这些制冷剂不仅GWP值较低，而且具有良好的热物理性能和化学稳定性，能够满足数据中心对制冷系统高效、可靠运行的要求。

冷冻冷藏行业对制冷剂的需求规模较大，且对制冷剂的低温性能和安全性有较高要求。目前，该领域仍广泛使用R404A、R507等GWP值较高的制冷剂。未来，碳氢化合物(如R290、R600a)等天然制冷剂有望成为冷冻冷藏领域的重要替代方案。R290具有ODP值为0、GWP值极低、制冷性能优良等优点，但因其可燃特性，在使用过程中需要严格遵守相关安全规范。此外，混合制冷剂也在冷冻冷藏领域不断发展，通过优化混合比例，可以综合提高制冷剂的性能，满足不同应用场景的需求。

可以看出，中国暖通空调行业在制冷剂替代方面面临着政策法规的推动和技术、成本等方面的挑战。未来，随着行业的发展和技术的进步，低GWP值、环保、安全的制冷剂将在各个细分领域得到广泛应用，为实现行业的可持续发展奠定基础。