2016年，《蒙特利尔议定书》缔约方197个国家和地区达成了逐步减排氢氟烃HFCs的《基加利修正案》。该协议是继《巴黎协定》后又一里程碑式的重要国际环境公约。基加利修正案规定中国在内的发展中国家将从2024年开始逐渐对HFCs的生产进行冻结，2029年在基线水平上削减10%，到2045年削减80%^[1]。HFCs是目前我国HCFCs的主要替代产品，2016年世界HFCs产量约为87万吨， 其中我国HFCs产量45万吨^[2]，未来中国批准基加利修正案后将会面临巨大的削减压力。

应用广泛：国内医疗机构HFCs使用情况

医院作为人群密集的公共场所，内部热湿环境要求高，需要设置大型的集中式空调系统并长时间持续工作。由于空调运行时间长，机组的各个部件连接部位长时间受力加震动导致密闭性的降低，再加上制冷剂一直处于流动状态，增加了制冷剂泄露的风险，从而造成可能的环境影响。目前在医院普遍使用的HFCs制冷剂具有较高的全球变暖潜力（GWP），是应对气候变化、控制全球温升过程的重要领域。因此，医院建筑空调制冷设备的制冷剂使用情况已经引起决策者关注。初步对国内33所医院的空调机组和制冷剂使用情况进行了线上信息搜集和分析。按照地域划分为东、西、南、北四个部分（见表1）。

表1：33所医疗机构按照地区分类结果

调研的33所医疗机构中包括公立医院31所、私立医院2所。公立医院中三级甲等规模18所、二级甲等规模10所、二级乙等规模2所，另外专科医院1所，等级不详。在搜集到的33所医疗机构的信息中，部分提及了相关医院的两种或两种以上型号空调机组，所以统计样本共有45个。由于本调查旨在了解不同医疗机构使用的制冷剂种类，不涉及制冷剂用量及制冷面积的分析，所以即使某个医院的某个型号空调机组有多台，也只按一个样本统计。

在所收集的45个空调机组样本中，使用HFCs类制冷剂R134a和R410A的分别为27台和12台，使用HCFCs类制冷剂R22和R123的分别为4台和2台。33所医院中，使用HFCs的有27所，使用HCFCs的有3所，两种类型制冷剂都使用的有3所。根据所搜集的有限信息，我们初步认为，自从2007年《蒙特利尔议定书》第19次缔约方会议将HCFCs完全淘汰时间提前后，高GWP值的HFCs类制冷剂（R134a、R410A）近十年在国内大中型医院空调设备上得到了较广泛的应用。

仍待探寻：HFCs削减方案对比

世界各国在高GWP值的HFCs替换制冷剂方面做了大量的研究工作，并提出了三条具有应用价值的新工质替代路线^[3]，分别为：1）开发不饱和氟化烯烃（HFOs）类制冷工质；2）开发混合制冷剂工质；3）采用天然制冷工质。除此之外，较低GWP值的HFCs也得到了广泛的应用。其各自典型制冷剂、特性和应用现状见表2。

表2：不同削减方案代表制冷剂特性和应用

由表2可以看出，目前尚未找到HFCs完全理想的替代物。天然工质因安全性低不适合作为医院空调设备的制冷剂，较低GWP值的HFCs可在医院的中小型空调机组领域作为中长期的替代方案，HFOs及其混合物可成为医院大型空调机组HFCs的替代品。

其中HFOs类纯工质的GWP接近于0，但是容积制冷量低，直接替换HFCs会导致机组制冷能力下降。顿汉布什公司研究人员分别将R1234ze和R134a在同一台螺杆式冷水机组上开展制冷循环性能试验，采用R1234ze制冷剂时，其容积制冷量有所衰减（约24%）^[4]。为达到HFCs产生的制冷量，需要对机组进行重新设计。

目前HFOs纯工质替代技术还不成熟、涉及到高昂的专利费用，现阶段在国内医院大型空调机组中使用纯HFOs并不合适，可先选择使用热物性较好的HFOs混合制冷剂作为一种中长期过渡方案。

大有可观：HFCs削减成本与收益分析

国外有研究表明，在全球范围内削减HFCs能够使本世纪末全球气温升高幅度减缓0.5°C^[5]。联合国环境规划署（UNEP）评估，相比不受控情况，到2050年中国消减HFCs可带来减少300亿~400亿吨CO₂当量的气候效益，为全球实现降温0.5℃的目标贡献三分之一的力量^[6]。HFCs替换的时间和速度对于可以实现的气候收益有很重要的作用。尽早实施削减政策并且加快替代进程可以实现更高的减排成果。使用低GWP值替代制冷剂可以获得可观的环保效益，但是其替代成本也值得人们关心。

以在一台8冷吨的多联机上使用HFOs混合制冷剂R452B（GWP约为600）替代R410A为例来计算减排成本。该机组上使用R410A，需要充注10.8kg，而当前R410A的售价约为每千克28元；如果选用R452B直接替代，需要充注9kg，可实现16吨的CO₂当量减排，而当前R452B的售价约为230元/kg。所以，如不考虑应用新制冷剂带来的系统改造和其他技术研发等费用，可大致估算用R452B替代R410A，其CO₂当量削减成本为110元/吨^[7]。

低GWP值HFCs替代成本方面，在一台整体式单冷机组上利用R32和R410A进行匹配实验对比。在满足相同制冷量情况下，使用R32时压缩机和两器配置容量减少，灌注量减少40%，蒸发器尺寸宽度和U管数减少25%，冷凝器的宽度和管径同样也有减小，可以大幅降低系统的配置成本^[8]。目前R32均价为31000元/吨，R410A均价为28000元/吨，由于使用R32可减少40%灌注量，这意味着制冷剂原材料成本减少33.6%。

结语

根据调研结果。现阶段国内医疗机构制冷设备仍广泛使用高GWP值的HFCs，因此医院管理者应当认识到使用HFCs带来的负面环境影响并逐步制定替代策略。完全理想的替代制冷剂仍未发现，现阶段国内医疗机构可分别使用HFOs混合制冷剂和低GWP值HFCs作为大型和中小型空调机组制冷剂的中长期替代方案。虽然替代HFCs会增加一定的成本，但是由于环保收益明显，符合国家节能减排的长期战略，加之《基加利修正案》对国际社会在空调制冷能效提升方面的推动，替代HFCs势必成为中国医疗机构提升制冷能效的发展趋势。

注释：

[1] 张霞玲,张美琼,王燕,王凯明. 法律法规引导下制冷剂的替代趋势[J].润滑油.2019,34(3):1-6.

[2] 赵立群. HFCs氢氟烃产业发展研究与展望[J]. 化学工业. 第36卷第1期, 16-25.

[3] 李连生. 制冷剂替代技术研究进展及发展趋势[J]. 制冷学报. 第32卷第6期, 53-58.

[4] 杜国良. R1234ze与R134a在冷水机组中的应用对比与探讨[J]. 制冷与空调. 第18卷, 第8期.51-54

[5] Y. Xu, D. Zaelke. The role of HFCs in mitigating 21st century climate change[J]. Atmospheric Chemistry and Physics. 13(12): 6083-6089.

[6] 张朝晖、陈敬良、高钰、刘慧成、白俊文.《蒙特利尔议定书》基加利修正案对制冷空调行业的影响分。2017,17（1）：1-7

[7] 史琳、安青松.基加利修正案生效后替代制冷剂的选择与对策思考，制冷与空调，2019,19（9）：50-58

[8] 何志超. 整体式空调系统中R32替换R410A的对比分析[J]. 家电科技. 2015，第08期，50-51

作者：赵守冲、李炎锋、赵昂

校对：李颖

以上内容为作者个人观点，不代表磐之石立场，转载请联系授权。

文章合作、授权请发送邮件至：liying@reei.org.cn