臭氧层被破坏的后果

既然制冷剂中CFC族物质对臭氧层产生破坏，首先我们要了解地球大气层的组成及对地球生态环境的作用：

在自然状态下，地球表面上的大气是由氮气、氧气、氩气、水蒸气及其它杂质组成。所有这些气体组成了地球的大气环境系统，维持着地球上人类、动植物及其它生命体的生存。

通常接近地球表面的大气组成几乎是不变化的，易变的成份是二氧化碳（CO?）、臭氧（O?）等，这些气体的含量受地区、季节、气象以及人类生活和生产活动的影响。无论是自然或人为因素的作用，使大气中出现新的物质或某种组份含量升高或降低，都会使地球生态环境发生变化，影响生物的正常发育和生长，同时对人类的生存带来危害。

二氧化碳等气体能够将太阳照射到地球上的热量保留在大气层中，并影响太阳辐射，产生温室效应。二氧化碳含量的增多，会导致温室效应的增强，从而导致全球变暖。这里不做讨论，在《压缩空气品质与节能》课程中有详细介绍。

这里我们主要关心大气层中臭氧含量变化对地球的影响。存在于大气同温层中的臭氧层究竟有什么作用呢？科学家们经过长期科学考察和实验，发现臭氧层至少有三个主要的作用：

(1)保护作用：大气层中臭氧层能吸收绝大部分太阳紫外线，阻挡强紫外线辐射到地球表面，使地球上的生物和人类免受紫外线伤害。

(2)加热作用。臭氧能够吸收太阳光中的紫外线，并将其转换为热能而加热大气。大气的温度分布对于大气循环具有重要的影响。

(3)温室气体作用：由于臭氧的吸热作用和同温层温度基本保持不变，使得低温气体不致下沉，维持地球表面的气温

因此，臭氧层对于地球的保护作用是极其重要的，臭氧的含量及分布、变化对地球环境的影响也是显而易见的。由于氟利昂的出现对臭氧层的破坏需要承担部分责任。这导致了年蒙特利尔议定书的通过，议定书要求淘汰CFC和HCFC族。新的解决方案是开发HFC族，来担当制冷剂的主要角色。HCFC族作为过渡方案继续使用并将逐渐淘汰。四代制冷剂产品

由于含氟制冷剂对臭氧层的破坏力巨大，人们开始改良制冷剂，希望减少其对地球的危害。时至今日，制冷剂已经演化出了四代，具体如下表所示。

1.一代制冷剂CFCs（包括R11、R12、R13等）

2.二代制冷剂HCFCs（包括R22、R、Rb等）

3.三代制冷剂HFCs（包括R32、R、Rz等）

4.四代制冷剂HFOs（R4yf、R4ze等）

第一代（CFCs）、第二代（HCFCs）制冷剂严重破坏臭氧层，发达国家已经基本淘汰，发展中国家正在逐步减产。第三代制冷剂（HFCs）不会破坏臭氧层，是现阶段全球市场中的主流产品，并且第二代和第三代制冷剂的生产成本相差不大，可以很好切换；但其温室效应高，未来终将被淘汰。第四代制冷剂（HFOs）无污染，不产生温室效应。虽然环境友好，但制冷效率低下，安全性较差，且生产成本较高，目前主要用于商业制冷市场。作为我国无氟压缩机龙头企业-长虹华意()，其产品在轻商、家用制冷领域主要运用第四代制冷剂，其中第三代与第四代大约运用占比为1：9。长虹华意中报显示，公司主营收入71.86亿元，同比上升5.63%；归母净利润.27万元，同比上升63.19%；就得益于第四代制冷剂的产品。目前国内占冷干机使用的制冷剂一半以上的R22属于第二代制冷剂，属于对高空臭氧层有破坏作用（ODP）及温室效应（GWP）的气体。根据蒙特利尔议定书规定在发达国家已停止使用和生产，在发展中国家还可以生产，但其生产和使用截止期限是年。因此对于冷干机在欧美发达地区，无论生产还是使用，都无法使用第一代、第二代制冷剂。年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，R22制冷剂在3类致癌物清单中。第三代制冷剂是当前的主流，它虽然不会破坏臭氧层，但其GWP（全球变暖潜能）较高，意味着它会导致全球气候变暖，目前也在逐步控制。目前国内冷干机使用第三代制冷剂主要有Ra、Ra、Ra、Ra等，属于属于HFC类物质，不破坏臭氧层，是当前世界绝大多数国家认可并推荐使用的环保制冷剂，也是主流的环保制冷剂。因此对于冷干机在欧美发达地区，无论生产还是使用，都可以使用第三代制冷剂。笔者在20年前设计第三代制冷剂的冷干机，但是当时国内只有大城市可以买到Ra制冷剂，Ra都没有卖，所以维修难度和费用很大。当时在市场上第三代制冷剂的冷干机很难推广。只能卖给外企及产品出口型企业，但利润及竞争力都很好。第三代制冷剂代表Ra行情如何？近两年来，制冷剂行业出现了一个奇怪的现象，行业内的公司就像打了鸡血一样拼命扩产第三代制冷剂。更不可思议的是，这些企业越亏损越扩产，丝毫不顾及经济利益。在大家的“不懈努力”下，制冷剂价格一路下跌。下图是第三代制冷剂代表Ra的行情，年10月到年5月，短短大半年时间，制冷剂的价格下跌了一大半。大家都知道，年无论是空压机还是净化设备的上游产品都在涨价，唯独制冷剂降价，而且降幅还不小。为什么？依据是年10月达成的《蒙特利尔议定书》基加利修正案，给氢氟碳化物HFCs（即含氟制冷剂）带上了紧箍咒。修正案预计全球将减少88%的HFCs，从而防止本世纪末全球升温0.5℃。发达国家应在其年至年HFCs使用量平均值基础上，自年起削减HFCs的生产和消费，到年后将HFCs使用量削减至其基准值15%以内；发展中国家应在其年至年HFCs使用量平均值基础上，年冻结HFCs的消费和生产于基准值，自年开始削减，到年后将HFCs使用量削减至其基准值20%以内。下图展示了第三代制冷剂的淘汰周期。按照规定，三代制冷剂将以各生产厂家-年的销量为基准，从年开始冻结并逐渐减少产量，第三代制冷剂的配额将会锁定。年是基准周期的最后一年。这些公司自然也不是傻子，他们不追求短期的盈利，当然是为未来追求更长期的回报——配额。年是三代制冷剂配额锁定的最后一年，年元旦的钟声响起，一切都已尘埃落定。我们来看看第二代制冷剂R22，年生产配额（吨）已下发，较去年减少吨，由于前期市场容量大，需求大于供应，年1月均价在元/吨以上且价格越来越高。有配额多的生产厂家躺着赚钱。进入年，配额争夺结束的第三代制冷剂会怎么走？企业和业内人士，纷纷给出“涨价”、“价值回归”等判断，且观点非常肯定。Ra制冷剂年1月均价元/吨，较上月上涨1.5%。并且配额确定了，疫情过后，经济复苏，部分厂家已经开始上调出厂价格。预计年，Ra制冷剂会报复性上涨。那做为冷干机厂家是否意味着可以开始囤货了？第四代制冷剂代表HFO-4yf的GWP值

《蒙特利尔议定书基加利修正案》已于年9月正式对我国生效，第三代制冷剂也将逐步进入加速淘汰期。在“碳中和”、“碳达峰”背景下，第四代制冷剂（天然或HFO类低GWP制冷剂）因其卓越性能与环保性成为第三代HFC制冷剂的绿色替代方案。

第四代制冷剂主要是指HFOs制冷剂，氢氟烯烃（HFOs）代表产品包括R4ze和R4yf，不破坏臭氧层，具有较低的GWP（产生温室效应的一个指数）。通常把CO?的GWP值为1时，第二代制冷剂R22的GWP值为，第三代制冷剂Ra的GWP值为，第四代制冷剂HFO-4yf的GWP值1。与目前国内市场使用的氢氟碳化物（HFC）制冷剂相比，其全球变暖潜值降低达99.9%。

HFO-4yf制冷剂具有零臭氧潜能值、微可燃、低全球变暖潜能值、制冷能效高、安全性高等特点，在汽车空调、家用制冷、商用制冷等领域具有广阔应用前景。其中汽车空调是其最主要消费场景，消费占比超过95.0%。

Ra是应用最为广泛的汽车空调制冷剂，但随着环保监管日益严格，自年起，欧美地区新款车型逐步使用HFO-4yf制冷剂替代Ra。年5月，霍尼韦尔宣布为蔚来旗下ET7新能源汽车提供HFO-4yf（四氟丙烯）制冷剂。据悉，这也标志着蔚来成为国内首家使用HFO-4yf制冷剂的汽车企业。中国目前正在大力实践“双碳”承诺，第四代制冷剂的运用，可以说是中国低碳发展的必经之路。

第四代制冷剂具有很大的优势，目前市场化应用尚处于起步阶段。由于其研发、制造、下游转换成本较高，以及推广应用存在不确定性，因此其大规模替代前代制冷剂产品尚有较长周期。制冷剂的更新换代，主要在于三个基本维度：技术、成本和需求。空调制冷剂作为制冷设备的“弹药”，需求自然不用多说，主流产品的技术方面也日趋成熟，目前尚未快速普及替代的原因，还是在于成本方面。根据测算，目前第四代制冷剂的生产成本，是第二代制冷剂的四倍、第三代制冷剂的两倍。这也正是前代制冷剂仍在广泛应用的重要原因。

作为冷干机来说，运用和推广第四代制冷剂将可能有5-10年的过渡期，由于第四代制冷剂在减碳方面拔尖的成绩，相信能够得到政策方面的倾斜，HFO-4yf取代前代制冷剂成为冷干机市场的主流，目前来看只是时间问题，目前有少数出口欧美的冷干机厂商已经开始进行布局。

使用第四代制冷剂的冷干机，新的蓝海市场也正在显现，您准备好了吗？

（完）

来源：本文内容部分来源于上善气体工作室技术支撑

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Companyprofile中山市凌宇机械有限公司，创立于年，是集研发、制造、销售、服务为一体的现代化新型国家高新技术企业，广东专精特新企业，国标《压缩空气》起草单位，机械行业标准起草单位，中国通用机械协会气体净化设备分会理事单位。公司以“压缩空气净化设备”为核心产品，形成了针对石油、化工、电力、食品、保健、生物制药、制造加工、纺织业等不同行业、不同规模、不同应用的五大系列产品和系统性解决方案，是国内具有影响力的压缩空气净化成套解决方案提供商。

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