革命仍在继续 汽车空调制冷剂发展史

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上周我们报道了宝马i3（查成交价|参配|优惠政策）的空调制系统加注了新型制冷剂-R1234yf的消息，而奔驰则因为拒绝使用新型制冷剂而与法国政府进行斗争。如果不知道原因，可以点击“另一场革命”？宝马i3采用全新空制冷剂。为什么两个德国品牌对R1234yf制冷剂的使用态度不同？我们别管它了。可以肯定的是，汽车空制冷剂即将迎来新一轮的改革，历史上经历了三次。

●第一代:制冷剂的诞生

关键词:可以用。

★发明制冷系统的人曾经是个金匠。

人类的需求是推动历史前进的动力，于是制冷技术应运而生。1834年，来自美国的发明家雅各布·帕金斯向外界展示了他开发的蒸汽压缩制冷循环技术，打开了人类制冷技术的大门，当时使用的制冷剂是乙醚。

★使用什么样的制冷剂还在探索中。

此后，围绕制冷剂的发明和变革从未停止。当时使用的制冷剂大多是比较容易获得的流体，如乙醚、水/硫酸、酒精、氨/水等。让我们关注的是，当时有人提出了使用二氧化碳作为制冷剂的方案，但由于技术限制，二氧化碳的特性并没有得到充分挖掘。一般来说，这一阶段诞生的各种制冷剂主要是化合物。1885年，一个叫皮克泰的人提出了一个与大多数人不同的观点。他的想法是使用硫酸和碳氢化合物的混合物作为制冷剂。

同年，一位名叫卡尔·本茨的德国工程师制造了世界上第一辆汽车，并于1886年1月29日申请了专利。当然，当时人们对汽车的需求只停留在跑的基础上。

经过大量的论证，1924年开利和水填充将理论基础付诸实践。在制冷剂的选择上，他们排除了一些有明显缺陷的物质，如上面提到的二氧化碳和腐蚀金属的四氯化碳等。最终，二氯乙烷成为在第一台离心式压缩机中循环的制冷剂。

●第二代:制冷剂正式投入使用。

关键词:稳定性、汽车装配空调整

第一个要求“用就行”的时代已经过去了一百年。随着商业化的不断推进，制冷技术在1931年进入第二个时代。在随后的几十年，新开发的制冷剂在安全性和耐用性方面超过了第一个时代诞生的产品。因此，以旧换新势在必行。

★制冷技术的应用

20世纪（查成交价|参配|优惠政策）初，制冷技术开始应用于建筑，成为调节建筑内部温度的主要手段。美兰大厦位于美国得克萨斯州，是第一座集成装配式空的高层建筑。

第一辆配备空色调的汽车直到1939年才诞生。它来自美国帕卡德汽车公司，当时是一个豪华汽车品牌。

★制冷剂技术逐渐成熟，应用广泛。

从技术上讲，这种新型制冷剂具备了实际应用和广泛推广的条件。与此同时，人们对制冷的需求也急剧增加，这促使了黄金时代的出现。毫无疑问，它为制冷剂制造行业开启了一个非常好的时代。

几乎与此同时，一种新型制冷压缩机也开发出来，并很快投入商业生产。然后，制冷设备进入了家庭。为了进一步优化制冷设备的性能，也在进行一系列新型制冷剂的研发。杜邦是推动其发展的重要角色。他们把这种含氯的制冷剂命名为氟利昂。

事实上，在接下来的30年里，已经开发出了许多种freons，其中之一，R12，是我们所熟悉的。如今，我们仍然可以在一些老爷车上看到空加注R12制冷剂的调制系统。当时广泛应用于家用冰箱等低温存储设备，R12是汽车空领域唯一使用的制冷剂。

★人们发现第二代制冷剂在环保方面存在很大问题。

这种发展持续了50年。1974年，莫利纳和罗兰发现氟利昂泄漏到空气体中会释放氯，破坏大气中的臭氧层。人们还发现了南极臭氧层空的空洞，这无疑会加剧温室效应的程度。一些关于氟利昂的负面声音开始出现，反过来引起了全社会对氟利昂的关注，这也促使了制冷剂的又一次革命。

●第三代:减少制冷剂对温室效应的影响。

关键词:废弃含氯R12

第三代制冷剂将注重环保，在保证制冷剂效果的同时，也要尽可能避免其对环境的危害。因此，为了适应未来发展的需要，制冷剂厂商开始投资研发环保制冷剂。

★环保制冷剂是如何认定的？

所谓的环保制冷剂基本上是指两个数值，一个是评估臭氧消耗物质的ODP值，另一个是GWP值，是基于二氧化碳对温室效应的影响，比如GWP>150，这意味着这种制冷剂对温室效应的影响是二氧化碳的150倍。上述R12制冷剂的GWP在10000以上。

1985年3月通过的《保护臭氧层维也纳公约》和1987年9月通过的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》在研究和开发新制冷剂方面发挥了积极作用。他们主要明确了卤代烃制冷剂会对环境产生不利影响，一些发达国家在这方面也很积极。最后确定不含氯的HCFC制冷剂将是第三代制冷剂的标准产品。

★汽车空调节用新型制冷剂诞生。

对于汽车空调制系统，R134a无毒稳定，是R12制冷剂的替代品。R134a制冷剂的GWP值约为1430，大大降低了第二代制冷剂对温室效应的影响。R134a制冷剂自R12制冷剂在我国被禁用以来，十多年来一直是汽车空的唯一制冷剂。

R134a制冷剂的环保问题也暴露出来了。

虽然第三代制冷剂的出现成功降低了对大气臭氧层的影响，但在此期间，温室效应仍呈现日益严重的趋势。全球平均气温的上升和极地冰川的融化正在促使人类为这一切做出改变。

在1997年通过的《京都议定书》中，氢氟碳制冷剂被归类为会造成温室效应的物质。该协议规定，2021年至2021年，发达国家的温室气体排放量应比1990年平均减少5.2%。当时谁也说不准未来制冷剂会往哪个方向发展，但可以肯定的是，下一次变革即将到来。

●第四代:进一步降低制冷剂对环境的影响。

关键词:欧盟法规奔驰拒绝使用新R1234yf制冷剂宝马i3加注R1234yf制冷剂

在第四代制冷剂的探索阶段，发达国家仍然是主力军，包括中国在内的一些发展中国家也投入了相应的R&D努力。根据欧盟关于汽车空调节系统的指令，从2021年开始，在欧洲销售的所有新车型必须使用GWP值低于150的制冷剂，到2021年，在欧洲销售的所有汽车必须使用GWP值较低的制冷剂。R134a制冷剂的GWP值为1430。显然，它不能满足欧盟的这一要求。

一直致力于制冷剂研发和生产的杜邦，至今仍是整个行业的领头羊。2010年，他们与霍尼韦尔成立了一家合资企业，主要业务是新型制冷剂的研发和生产。根据双方签署的协议，杜邦公司和霍尼韦尔公司将共同设计、建造和运营一家世界级的新制冷剂生产工厂，该工厂能够满足欧盟关于汽车空调制系统使用低GWP产品的规定，并且

对于此次合作，杜邦化学和氟产品全球总裁加里·斯皮策表示:“这种新型制冷剂将使汽车行业减少汽车对环境的影响，其成本也比其他替代产品低得多。杜邦认为，我们与霍尼韦尔的合作是强有力的合作，将推动汽车行业更快实现环境效益。在过去的一个世纪（查成交价|参配|优惠政策）里，杜邦为汽车行业提供了许多创新技术，杜邦在引入R1234yf制冷剂的过程中发挥的作用是另一个极好的例子。”

2021年，杜邦和霍尼韦尔联合将R1234yf制冷剂引入汽车行业。R1234yf制冷剂的GWP值为4，比欧盟法规要求的值低97%。由汽车制造商和国际汽车工程师协会组成的研究团队对这种制冷剂的安全性和制冷效果进行了广泛的测试，最终从环保和市场需求方面来看，认定R1234yf是最适合未来发展的制冷剂。

此外，一些制造商正试图开发基于二氧化碳的制冷剂。在200年前制冷剂发展的早期，二氧化碳本应用于制冷领域，但当时制冷技术没有突破，所以二氧化碳制冷剂灰飞烟灭。现在虽然在技术上有了突破，但是目前使用的空调制系统的结构已经非常成熟，还得随着制冷剂的革新进行全面的调整，这显然不是大多数厂商希望看到的结果。相比之下，R1234yf制冷剂替代R134a制冷剂的需求最高，而保留现有的汽车空调制系统结构是大部分厂商支持R1234yf制冷剂成为第四代制冷剂主流的原因。

宝马在上周推出的i3中加入了R1234yf制冷剂。从表面上看，宝马在制冷剂的使用上领先于行业。然而，奔驰的态度恰恰相反。他们拒绝使用这种新制冷剂。给出的理由是，当R1234yf制冷剂泄漏时，会有很大的火灾隐患。现阶段其他类型的制冷剂还处于验证阶段，所以奔驰决定暂时不更换制冷剂，但此时已经超过欧盟新车型使用低GWP制冷剂的最后期限，法国政府以此为由拒绝了3辆奔驰汽车的当地销售请求。

得知奔驰事件后，杜邦也站出来表示愿意帮助奔驰解决目前的问题。在欧盟法规和新制冷剂的实施方面，业内也有一些质疑，“为什么只针对新奔驰车型？有其他厂家使用过R1234yf制冷剂吗？难道他们不知道这种制冷剂R1234yf可能着火吗？”

汽车制造商对政策的理解最为透彻。欧盟规定，从2021年起，所有在欧洲销售的新车型必须使用GWP低于150的制冷剂，2021年的时间节点只限制新车型。所以2021年注册的汽车可以使用R134a制冷剂，这个所谓的新车型也包括2021年注册的车型的衍生车型，即使两个不同的品牌有相互继承的关系。举一个典型的例子，据报道，将于2021年11月在全球上市的保时捷Macan（查成交价|参配|优惠政策）也没有使用新的制冷剂，厂家将其指定为奥迪Q5的衍生产品，因此R134a制冷剂可以使用到2021年。

对于那些没有衍生关系的新车，为了进入欧洲市场，厂家不得不采取一些规避欧盟法规的措施，比如先对加注了R1234yf制冷剂的汽车进行登记，然后统一更换为R134a制冷剂。目前，欧盟对这种情况还没有明确的结论。

中国在第四代制冷剂领域的发展现状

我不得不承认，中国在推广新制冷剂方面没有欧洲国家那么快。有业内人士表示:“作为发展中国家，我们不仅要使用和开发符合欧盟要求的制冷剂，还要考虑自身情况，不能完全照搬欧洲标准。制冷剂替代也关系到国家资源和利益。如果我们能完全掌握新制冷剂的R&D和制造技术，将来我们就不用花很多钱进口新制冷剂了，这是一个汽车大国。与国外厂商一样，中国汽车厂商及相关配套工厂更倾向于在不改变现有空调制系统结构的情况下，尝试使用新型制冷剂。

在二氧化碳制冷剂的研发方向上，国内汽车空调制厂商一直在密切关注欧洲汽车厂商的动向。虽然二氧化碳制冷剂需要更新整个空调制系统，但国内一些空调制匹配厂也在积极准备。

编辑摘要:

制冷技术的历史比汽车长30年，但空调制系统直到汽车诞生54年后才装配在汽车上。随着人们对制冷技术需求的不断变化，制冷剂的特性也在不断优化，从最初的可获得性到寻求稳定性，再到因环境问题寻求替代品。现在，为了进一步减少制冷剂对环境的影响，制冷剂将发展到第四代。

目前第四代制冷剂还处于验证阶段，此前被认为是R134a制冷剂最合适的替代品的R1234yf制冷剂现在受到质疑，而杜邦和霍尼韦尔对这种新型制冷剂非常有信心。在新型制冷剂的推广中，欧盟制定的相关法规起到了推动作用。除R1234yf制冷剂外，二氧化碳制冷剂是另一种备受关注的制冷剂类型。然而相比之下，传统的汽车空法规体系需要为此做出很大的改变。幸运的是，欧盟将截止日期定在了2021年，各厂商还有一段时间来改善制冷剂问题，而中国可能要等更长时间才能普及新制冷剂。

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