限制空调等制冷设备投放欧盟市场的相关规定及应对

欧盟REACH
2016年8月25日

2015年1月1日,欧盟正式实施温室氟化气体法规REGULATION(EU) No 517/2014(F-GAS法规),旨在到2030年将欧盟境内F-GAS的排放量控制在2014年排放量的1/3,并将氢氟碳化合物(HFCs)的排放量控制在一个很低的水平。一种物质产生温室效应的能力表示为全球变暖潜能值(GWP),物质的GWP值越低,对环境越友好,例如水的GWP为1,而很多HFCs和氢氯氟碳化合物(HCFCs) 的GWP值都上千,其中常用作灭火剂的HFC-23化合物的GWP值更是高达14800。为避免使用和排放HFCs和HCFCs等氟化温室气体,市场上出现了各式各样环保、节能、安全的替代品。但是,由于每种类别的预充设备对F-GAS的热力学和安全性的要求不同,至今仍没有“一刀切”的解决方案,需要结合适用性分别使用不同的替代方案。

F-GAS法规ANNEX III规定,对于所使用的HFCs的GWP大于等于150的家用冰箱和冷冻机,从2015年1月1日起禁止投放欧盟市场,也就是说,常用于制冷的HFC-134a气体已不能再使用。家用制冷设备中的制冷剂的替代技术较为成熟,现已有超过90%的新设备在使用碳氢制冷剂。2016年1月1日起,含HFC-23气体的消防器材也已被禁止投放市场。除了以上已经被禁止投放市场的预充设备外,下面的表1中列出了即将被禁止投放市场的空调等制冷设备及相应的禁止时间。

表1 预充设备禁止投放市场时间

设备

禁止时间

商用冰箱和冷冻机(密封)

HFCs,GWP≥2500

2020.1.1

HFCs,GWP≥150

2022.1.1

固定制冷设备,HFCs,GWP≥2500(制冷温度≤-50℃的情况除外)

2020.1.1

商用多用中央制冷系统,额定功率≥40 kw,HFCs,GWP≥150(级联系统的主制冷剂回路可以使用GWP≤1500的F-GAS除外)

2022.1.1

可移动室内空调系统(密封),HFCs,GWP≥150

2020.1.1

单一分体式空调系统,温室气体质量≤3 kg,GWP≥750

2025.1.1

在禁止日期即将到来时,欧盟所实施的氟化温室气体缩减计划将会严重影响这些气体的供应和价格,因此企业需要尽早开始选择合适的替代品。大约90%的HCFCs气体和高GWP的HFCs气体可以被中低GWP值的氟化温室气体所取代,例如,HFC-125, HFC-236fa和HFC-227ea可以替代HFC-23用于消防器材。但这类含氟替代品只是短期内可行的,能否成功减缓全球气候变暖在很大程度上依赖于环保型制冷剂的广泛应用。最常用的HFCs和HCFCs氟化温室气体的替代品及其特征见表2。这类制冷剂都具有提高能效的潜力,而且拥有极低的GWP值和ODP值。ODP值是描述物质对平流层臭氧破坏能力的量值。ODP值越小,制冷剂的环境特性越好。根据目前的水平,ODP值小于或等于0.05的制冷剂是可以接受的。如今,这类制冷剂能否广泛替代原先的HCFCs气体和HFCs气体已成为目前最为热门的话题。下文将结合空调等制冷行业的特点,介绍当今主要制冷剂替代品的研究现状及所面临的问题,从而帮助企业选择合适的替代品。

表2 常用的氟化温室气体替代品及其特征

替代品

全球变暖潜能值

(GWP)

不利因素

替代可行性

碳氢化合物

3-5

易燃

立即

CO(R744)

1

需高压

立即

氨 (R717)

0

有毒

立即

水(R718)

1

立即

HFC(R32)

675

轻度易燃

立即

氢氟烯烃

4-9

轻度易燃

立即/短期

R32-HFO 混合物

200-400

轻度易燃

中期

碳氢化合物

碳氢化合物是天然物质,具有优良的热力学性能、与矿物油良好的相溶性、极低的GWP值、高效、无毒等特点。其中作为代表的丙烷(R290),是一种纯天然环保制冷剂,其GWP值只有20,同时还拥有较宽的温度适用范围,以及无氟和低碳的双重优势,目前已经作为主流冷媒在制冷设备中广泛应用。但碳氢制冷剂的可燃性限制了其在大容量系统中的使用,例如不太适用于大型商场的冰柜。

CO(R744)

由于CO2具有GWP值为1、ODP值为0、无毒、不燃等特点,其空调系统已经在工业领域得到应用,集中在汽车空调、热泵热水器和复叠式制冷系统中。但是由于CO2需要在高压下进行压缩,所以对压缩机的要求较高。

氨( R717)

氨的ODP和GWP值均为0,物理性能使它具有良好的能效,可以通过蒸汽压缩达到降温制冷的目的,是使用最早的制冷剂之一。其广泛应用于大中型冷库的制冷系统、化工制冷系统等,尤其是食品和饮料行业。虽然氨的使用技术已经非常成熟,但是它具有毒性,企业需要谨慎处理好安全问题并加强运行管理人员的安全培训,严格按照安全规范操作,这样才能保证使用安全。

水(R718)

水作为制冷剂具有环保无毒的特点,近年来有很多研究人员对以水作为制冷剂的制冷系统进行研究。水作为制冷剂在制冷空调行业主要有三方面的应用:直接蒸发式制冷、吸收式制冷以及水蒸气压缩式制冷。

HFC(R32)

R32的GWP值为675,ODP值为0,对环境的影响已有大幅降低。R32是R410A组分中的一种,与R410A相比,具有相近的压力、更好的传热性能和较低的粘度。但R32的排气温度过高,进一步研究其降低排气温度、降低泄漏率、开发专用压缩机和整机优化等方案将有助于推动R32的使用。

氢氟烯烃

HFO-1234yf是替代R134a的制冷剂,它的GWP值为4,ODP值为0,性能与R134a非常相似,唯一的问题是它的可燃性,但各种潜在风险评估的结论表明HFO-1234yf在汽车空调中的应用是安全的。

R32-HFO 混合物(R410A、R407C、R432A、R433A、XJR02)

混合制冷剂很好地满足了臭氧层保护的要求,但是GWP却较高。R407和R410系列都未从根本上解决温室效应(高GWP)的问题,而且它们的可燃性降低了使用系统的安全性。在欧盟等发达国家,针对这些缺陷的新一轮淘汰已提上议程。

结语

据海关统计,2016年第一季度中国出口至欧洲的家用空调达235万台,同比增长超过八成,可见欧盟市场对空调的需求量大且处在增长期。随着禁止日期的临近,设备生产商应尽早做好准备,积极寻找HFCs和HCFCs氟化温室气体的替代品,把握市场先机。需要注意的是,所使用的HFCs的GWP大于等于150的家用冰箱和冷冻机以及含HFC-23气体的消防器材已经禁止投放欧盟市场。同时,氟化气体的配额持有人应当积极应对法规要求,合规使用配额,否则将会面临大幅度减少配额的处罚。

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