1、 綠色低碳制冷劑趨勢 及二氧化碳制冷技術與應用白皮書 艾默生商住解決方案與天津商業大學聯合發布 2022 年 8 月 2 摘要摘要 制冷劑使用與環境保護息息相關。繼氯氟碳化物（CFCs）的完全淘汰助全球臭氧層保護行動取得巨大成功之后，氫氯氟碳化物（HCFCs）、氫氟碳化物（HFCs）等高全球變暖潛值（GWP）制冷劑帶來的巨大溫室效應，成為制冷行業關注的焦點。在全球變暖加劇的形勢下，向更加綠色低碳的低 GWP 工質轉型尤為關鍵。本報告簡要綜述了推動綠色低碳制冷解決方案發展的頂層框架、監管政策和行業趨勢，并選取具有重要示范價值的應用案例，展現了二氧化碳（CO2）制冷解決方案在碳減排、環保及能效等方

2、面的綜合效益，以期為 CO2 制冷技術在我國的進一步推廣落地提供參考。3 第一章第一章 制冷劑綠色替代，是應對全球氣候危機的必然要求制冷劑綠色替代，是應對全球氣候危機的必然要求 2022 年夏，全球迎來罕見高溫天氣，多地刷新百年來最高溫記錄。世界氣象組織（WMO）報告預測，未來五年間，至少有一年有 93%的可能性成為有史以來最熱的一年，而且全球升溫幅度有近半機率暫時達到 1.5C 閾值。席卷歐洲、北美和亞洲的酷烈熱浪，正將氣候變化及其后果的嚴峻性，前所未有地呈現在數十億人口面前。炎熱只是氣候變化導致的極端天氣事件之一。氣候變暖如果不受控制地持續下去，還會引發極地冰原融化，海平面上升，淹沒沿海地

3、帶，沖擊低地國家，加劇干旱及沙漠化擴大趨勢一系列地球地理環境的重大變遷，將對經濟社會產生深遠影響，嚴重威脅人類的生產活動與生命安全。正因為此，遏制全球氣候變暖和臭氧層破壞的“元兇”，減少溫室氣體和消耗臭氧層物質排放，受到國際社會高度重視，成為全人類需共同承擔的時代命題。在此過程中，制冷及其對氣候變化的重要影響，不可避免地被推到臺前，引發政府、行業及消費者的持續關注。隨著人們對制冷行業碳排放擔憂的加深，一系列強有力的國際公約先后將其納入控制范圍，向世界傳遞出明確信號：為了人類的明天，制冷劑綠色低碳替代勢在必行。HFCs HFCs 等氫氯氟烴類制冷劑是全球變暖的重要推手等氫氯氟烴類制冷劑是全球變暖

4、的重要推手 政府間氣候變化專門委員會（IPCC）報告指出，近 50 年來的全球氣候變暖，主要是由人類活動排放的大量溫室氣體的增溫效應造成的。溫室氣體主要包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）、全氟烴（PFCs）、六氟化硫（SF6）、氯氟碳化物（CFCs）和氯氟碳化物（HCFCs）、氫氟碳化物（HFCs）等。其中，HFCs、HCFCs、CFCs 等含氟溫室氣體的全球變暖潛值（GWP）可達 CO2 的成千上萬倍，輻射強度貢獻達全部溫室氣體的 13%，對氣候變化有著深遠影響。制冷碳排放數據快報制冷碳排放數據快報 -制冷導致巨額碳排放：制冷導致巨額碳排放：聯合國環境規劃署（UNE

5、P）2020 年排放差距報告稱，2019 年，全球溫室氣體排放量達 591 億噸二氧化碳當量（范圍：59）（包括土地利用變化產生的溫室氣體排放量）。另據研究顯示，制冷行業目前占全球溫室氣體排放量的 10%以上。-未來制冷排放量還將持續增長：未來制冷排放量還將持續增長：NGO 組織綠色創新發展中心（IGDP）預計，若按照現有趨勢發展，到 2050 年，全球制冷排放將達 89 億噸二氧化碳當量。-發展中國家空調使用是重要貢獻因素：發展中國家空調使用是重要貢獻因素：落基山研究所表示，新興經濟體的民用空調需求將在 2050 年增長至當前的五倍，全球民用空調設備的使用量將達到 45 億臺，在此期間，僅民

6、用空調的增長部分，就將帶來 1320 億-1670 億噸當量的碳排放。-中國制冷碳排放約占全球三分之一：中國制冷碳排放約占全球三分之一：中國作為制冷設備的最大消費、制造和出口國，其制冷行業的碳排放量約占全球制冷碳排放總量的 33%。在人類歷史上，CFCs、HCFCs、HFCs 都曾是或者仍是廣泛使用的制冷劑。在認識到這些氫氯氟烴類制冷劑對氣候的危害后，全球自上世紀末起采取行動，逐步淘汰它們在制冷設備中的使用。具體淘汰進度各異：CFCs 作為消耗臭氧層物質，已在全球范圍內完全淘汰；HCFCs 的全球淘汰正在推進中，在發達國家已基本完成，在中國也正加緊淘汰。然而，對 CFCs 和 HCFCs 的淘

7、汰，很大程度上是通過使用 HFCs 作為替代來實現的，這就導致前兩類氣體在大氣中濃度下降，最后一類氣體濃度反升。這一變化已直接體現在現有的觀測數據中。WMO 和中國氣象局近年發布的溫室氣體公報都表明，全球已完成淘汰的消耗臭氧層物質 CFCs 的大氣本底濃度呈下降趨勢，HCFCs 本底濃度停止上升或上升速度變慢，替代物 HFCs 濃度呈上升趨勢。HFCs 被選作 CFCs、HCFCs 等消耗臭氧層物質的替代品，是由其對臭氧的優良特性決定的：HFCs 消耗臭氧層潛值(ODP)為零，不對臭氧層損耗直接產生影響，相對穩定、無毒、無腐蝕性。然而，HFCs 雖不傷害臭氧層，卻是全球變暖的殺手盡管它們在大氣

8、中的濃度很小，它們的全球變暖潛值（GWP）卻往往比 CO2 高出數千倍甚至上萬倍，可以大氣中存留很長時間并吸收相當多的熱能，是一類值得警惕的“超級溫室氣體”。4 主要 HFCs 的名稱、分子式、大氣壽命和 GWP 數據來自 IPCC 第四次評估報告(AR4)聯合國環境規劃署（UNEP）和國際能源署（IEA）在 2020 年共同發布 制冷系統排放和政策綜合報告 指出：絕大部分的 HFCs 消費量發生在制冷行業，全球制冷市場依賴的 HFCs 及其混合物的 GWP 加權平均值為 2200；在不受控情景下，預計到 2100 年，HFCs 排放將使全球氣溫上升 0.3-0.5，對巴黎協定的 1.5 溫控

9、目標構成嚴重威脅。一系列國際公約為一系列國際公約為 HFCs HFCs 削減制定頂層框架削減制定頂層框架 氣候變化的后果由全人類共同承擔，抗擊氣候變化的全球行動，也需由國際社會共同協調，精誠合作。上世紀末以來，一系列國際公約為氫氯氟烴類制冷劑的削減確立了頂層框架，成為制冷劑環保轉型的最有力推動力量。京都議定書：1997 年締約，將 HFCs 列為規定控制的六種溫室氣體之一，并形成了關于限制溫室氣體排放的法案，拉開了 HFCs 限減的序幕。巴黎協定：2015 年 12 月生效，明確提出通過全球范圍的共同行動，在本世紀內把全球平均氣溫升幅控制在工業化前水平 2 之內，并努力將氣溫升幅限制在工業化前

10、水平 1.5 之內。協定為 2020 年后全球合作應對氣候變化確定了總的任務和方向。蒙特利爾議定書：1987 年簽署，旨在通過控制對臭氧層有破壞作用的物質的生產、消費，保護關系到全人類未來生存與發展的大氣層。該議定書提出要嚴格限制臭氧層破壞系數較大的 CFCs 及 HCFCs 類制冷劑的使用和生產。從 蒙特利爾議定書締結至今，全球共削減了 95%以上的消耗臭氧層物質。截至 2010 年 1 月 1 日，在全球范圍內已實現了 CFCs 制冷劑的全面淘汰，成功遏止了臭氧層的進一步耗損，地表紫外線輻射基本保持恒定水平。蒙特利爾議定書基加利修正案：蒙特利爾議定書在臭氧層保護上取得了巨大成功，為了避免在

11、解決臭氧層破壞問題的同時產生溫室效應問題，2016 年 10 月，基加利修正案在盧旺達基加利通過，2021 年 9 月 15 日對中方生效。規定在未來 30 年將 HFCs 和高 GWP 制冷劑的生產和用量減少 80%。具體而言，基加利修正案所列的削減目標為：-18 種 HFCs 物質，包括；R-134、R-134a、R-143、R-245fa、R-365mfc、R-227ea、R-236cb、R-236ea、R-236fa、R-245ca、R-43-10mee、R-32、R-125、R-143a、R-41、R-152、R-152a 和 R-23。-一些由常用 HFCs 物質組成的 HFCs

12、混合物，如 R-404A 和 R-410A 等。所規定的削減時間表為：-美國、加拿大等發達國家將于 2019 年開始逐步減少氫 氟碳化物的生產和消費；-包括中國在內的超過 100 個發展中國家，將自 2024 年 起凍結 HFCs 的消費和生產，2029 年實現削減 10%，2035 年削減 30%，直至 2045 年完成 80%的削減量；-對于包括印度、巴基斯坦及一部分海灣國家在內的少數發展中國家，為了給予其經濟增長提供更多的時間，準許其自 2028 年開始凍結 HFCs 的使用，并于 2032 年開始進行削減。-到 2047 年以后，所有國家預計 HFCs 消費將不超過各 自基準的 15%

13、-20%。數據來自基加利修正案 5 中國對全球中國對全球 HFCs HFCs 削減至關重要削減至關重要 在新增 HFCs 使用中，發展中國家占重頭。預計到 2050 年，發展中國家的 HFCs 的消費和排放水平將達到 50-90 億噸 CO2 當量。而中國又是重中之重屆時，有超過 50%的消費和排放可能來自中國。作為經濟規模舉世矚目的發展中經濟體，中國歷經氟化工業的飛躍發展和全民生活水平的快速提高，已成為全球最大的 HFCs 生產與消費國。生態環境部數據表明，2020 年，我國 HFCs 總產能 168.3 萬噸，實際產量 81.1 萬噸。中國制冷空調工業協會（CRAA）數據顯示，中國每年制冷

14、劑消費量超過 35 萬噸，其中家電生產和工商制冷是消費量最大的領域。另據 CRAA 報告估算，工商業制冷空調行業如果按照高增長模型發展，2030 年其消費的制冷劑總量將達到 17.8 萬噸，如果按照低增長模型發展，2030 年制冷劑消費總量也將達到 15.4 萬噸。CRAA 據此指出，如果我國工商業制冷空調行業在未來十幾年持續保持高增長模式，未來削減壓力將非常大，因此需要加快中長期替代制冷劑的產品轉軌和使用投入。作為一個負責任的大國，中國積極履行減排義務，為全球大氣保護事業做出了突出貢獻。自 1991 年正式加入 蒙特利爾議定書以來，中國經過多年行動與艱苦努力，于 2007 年 7 月 1 日

15、正式完成了對 CFCs 的完全淘汰。按照 蒙特利爾議定書 的要求，中國到 2020 年將 HCFCs 物質較基線水平削減了 35%。HFCs 的削減也在快速推進中。相比不受控情景，到 2050 年，中國通過削減 HFCs 可降低 300-400 億噸的碳排放量，為抑制全球升溫 0.5 做出三分之一的貢獻。2020 年 9 月，中國在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上提出“3060”目標：將提高國家自主貢獻力度，力爭碳排放于 2030 年前達到峰值，到 2060 年前實現“碳中和”。這一目標再次體現了中國對建設人類命運共同體的擔當，彰顯了中國積極應對氣候變化、走低碳發展道路的決心，將在經濟、能源和

16、環境方面給中國乃至世界帶來深遠影響。在雙碳政策的推動下，中國擴大采用零 ODP、低 GWP 的制冷劑，不斷提升制冷領域的綠色清潔程度，翻開了制冷綠色升級的新篇章。2012-2030 年我國工商制冷行業制冷劑消費量 來自中國生態環境部受控物質制冷劑回收再用管理模式研究報告 6 第二章第二章 向環保制冷轉型，全球監管和決策機構在行動向環保制冷轉型，全球監管和決策機構在行動 在強有力國際公約和國際共識的推動下，世界監管和決策機構加速推進制冷劑環保轉型在本國/地區的落地。以下對歐、美、日、中四大經濟體的相關政策及動向做簡要解讀。歐盟：立法先行，削減步伐引領全球歐盟：立法先行，削減步伐引領全球 在控制含

17、氟溫室氣體排放方面，歐盟向來走在全球最前列。歐洲大多數國家的淘汰進程往往早于蒙特利爾議定書規定的時間表。歐盟所采取的路徑是以立法手段為先導，從上至下促使行業生產和消費者行為發生改變，從而推動制冷產品和設備大規模向環境友好轉型。2014 年，歐盟委員會公布 2030 年氣候和能源政策目標，規定歐盟成員國在 2030 年之前將溫室氣體排放量削減至比 1990 年水平減少 40%。2019 年，歐盟發布歐洲綠色協議，并于 2021 年通過歐洲氣候法案，為歐盟各國在 2050 年實現碳中和目標鋪平了道路。為實現上述氣候目標，歐盟將產品和系統能效提升、削減 HFCs 等作為工作的重點，制定和實施了生態設

18、計指令（Ecodesign）、含氟氣體法規及配套措施和標準，并不斷更新。歐盟生態設計指令涵蓋廣泛，包括 31 類產品，其中制冷空調類包括：家用空調、家用冰箱、熱泵和工商業制冷空調產品。依據該指令，這些產品必須降低其在整個生命周期中對環境的影響，體現能效優先，同時兼顧產品可維護性和可回收性要求，落實循環經濟。2015 年 1 月，歐洲含氟氣體法案（簡稱“F-Gas 法案”）（第 517/2014 號）正式生效，該法案規定了歐洲的 HFCs 削減進程：到 2023 年削減 55%，到 2030 年削減 79%。對 HFCs 采取三個方面的管控措施：通過配額管理從源頭上進行總量控制；以 GWP 為標

19、準，分行業禁止相關產品和設備的使用；按照 HFCs 的生命周期進行管理，對生產、使用及報廢回收等環節進行嚴格控制，減少排放。2022 年 4 月，歐盟公布了新的 F-Gas 法規提案，擬進一步收緊對氟化氣體排放的監管。新提案如獲通過，之前免費申請獲得配額的模式將改成先付費后獲得配額，按氟化氣體產品每噸二氧化碳排放當量 3 歐元的價格支付，而且對違規行為的懲罰也將更加嚴格。自 F-Gas 法案實施以來，歐洲 HFCs 類制冷劑價格一直在高位徘徊，從經濟角度促進了綠色制冷劑的替代進程。美國：新美國：新 AIM AIM 法案領導減排加速法案領導減排加速 長期以來，美國的溫室氣體減排及 HFCs 削減

20、工作主要由美國環境保護署（EPA）聯合地方政府及相關行業積極推動。2017 年美國宣布將退出巴黎協定，同年美國法院裁定 EPA 不得依照重要新替代品政策（SNAP）強制要求企業以低 GWP 物質替代 HFCs，使得 HFCs 的削減進程一度擱淺。然而，2020 年 12 月，美國頒布美國創新與制造（AIM）法案。2021 年 1 月 27 日，美國總統拜登發出行政令，將基加利修正案 提交美國參議院，以推動該修正案獲得批準。2021 年 2 月 19 日，美國正式重返巴黎協定。2021 年 4 月，美國總統拜登在領導人氣候峰會上宣布將擴大美國政府的減排承諾，到 2030 年將美國的溫室氣體排放量

21、較 2005 年減少 50%52%，到 2050 年實現碳中和目標。這幾個里程碑性事件標志著美國的減排行動已提上聯邦層面，并且未來還將不斷加速。根據 AIM 法案，EPA 將制定一項限額計劃，從 2036 年起削減 HFCs 生產和消費量基線水平的 85%，預計 2022 年至 2050 年可減少 45 億公噸的二氧化碳排放當量，預期至 2050 年經濟效益可達 2,720 億美元，包括降低產業法規執行成本及應對氣候變化的公共支出；美國將實施限額計劃，逐步削減 HFCs 的生產和消費，制定針對 HFCs 制冷劑的管理標準，建立基于行業的使用限制規則，促進下一代技術轉型。AIM 法案包括一份旨在

22、逐步削減純 HFCs 的清單，其內容與基加利修正案中采用清單基本相同。7 AIM 法案下的美國 HFCs 削減時間表 來自自然資源保護委員會（NRDC）美國重要新替代品政策（SNAP）簡介 美國 EPA 于 1994 年建立重要新替代品政策（SNAP），對消耗臭氧層物質的替代品進行評估，以減少對人類健康和環境的總體風險，促進向更安全的替代品平穩過渡。SNAP 通過這些評估，為眾多制冷應用領域生成了一批可接受和不可接受的制冷劑替代品的清單。2015-2016 年間，EPA 先后發布 SNAP 第 20 號、21 號規定，禁止使用多種高 GWP 的 HFCs 作為替代品。2020 年第 23 號規

23、定列出了適用于制冷和空調設備的 9 種替代品，包括將 R-448A、R-449A 和 R-449B 列為可接受的用于零售食品中溫冷藏的制冷劑。2022 年 7 月 28 日，EPA 提出了 SNAP 第 26 號規定議案，擬將多種用于工商業建筑空調和住宅及非住宅除濕機的制冷劑列為一定使用條件下可接受的制冷劑。在美國 HFCs 監管環境一度較為松散的情況下，SNAP 對于指導各州的 HFCs 削減行動具有重要意義。以加州為首的一些州積極采取 SNAP 政策以及其他措施。根據加州空氣資源委員會（CARB）新規，從 2022 年 1 月 1 日開始，工商業制冷將不再使用目前的 HFCs 制冷劑；對于

24、新設施和全面改造的設施，要求使用制冷劑 GWP 低于 150 的設備。這將有效地推動氨和 CO2 等制冷劑的使用。日本：法規完善細致，實施成效顯著日本：法規完善細致，實施成效顯著 自京都議定書簽訂以來，日本先后頒布全球變暖對策促進法 指定家電的循環利用法 氟碳化合物回收及銷毀法 碳氟化合物合理使用和妥善管理法臭氧層保護法修訂案等一系列法律法規，形成了一套完整成熟的節能減排促進體系，以期逐步削減 HFCs，并達到基加利修正案 2036 年削減至基準量的 15%的目標。尤為值得一提的是，日本的管控政策將重點集中于含 HFCs 產品生命周期過程中的排放控制，明確了制造商、進口商、零售商、消費者多方的

25、責任和義務。其中，碳氟化合物合理使用和妥善管理法通過推動企業開發、生產和使用低 GWP 的非碳氟化合物替代制冷劑，來逐步實現 HFCs 削減目標。該法規根據日本市場上指定產品所使用的制冷劑的最低 GWP，并綜合考慮安全性、能效、可負擔性等因素，設定了 GWP 目標值。要求制造商和進口商在目標年之前，必須使其出貨的每種產品的 GWP 加權平均值達到目標值。具體詳情如下表：數據來自日本經濟產業省在 ATMOsphere Japan 2020 上所作的 Japans Progress in Countering Fluorocarbons Emissions 報告 上述目標值的設定是為了讓 GWP

26、更低的產品能夠獲得廣泛使用。在此推動下，日本的的制冷劑替代成效顯著。居民家用空調和單元式空調已采用 R32 作為主要替代制冷劑。在日本對自然工質的大力推廣下，目前的熱泵熱水器產品也已主要采用 CO2 作為制冷劑。8 中國：構建全方位立體化政策網絡中國：構建全方位立體化政策網絡 作為全球制冷設備制造和消費大國，中國多年來制定和實施了一系列政策、法規和標準，致力推動全球市場向更高效、更低 GWP 的制冷設備轉型?！笆奈濉币巹潱?022 年 1 月，國務院印發“十四五”節能減排綜合工作方案，對“十四五”時期節能減排工作作出了總體部署。方案提出：實施綠色高效制冷行動，以建筑中央空調、數據中心、商務產

27、業園區、冷鏈物流等為重點，更新升級制冷技術、設備，優化負荷供需匹配，大幅提升制冷系統能效水平。到 2025 年，城鎮新建建筑全面執行綠色建筑標準，城鎮綠色高效制冷產品市場占有率大幅提升。綠色高效制冷行動方案：2019 年發布，是中國第一個專門針對制冷的行動方案，也是中國制冷領域未來十年提升能效和制冷劑轉型的中長期實施方案。方案明確指出，要加速淘汰 HCFCs 制冷劑（如 R-22 等），限控 HFCs 的使用（如 R-404A、R-410A 等），提升綠色高效制冷產品的供給，促進綠色高效制冷消費，推進制冷綠色改造，促進更新升級制冷技術、設備，大幅提升既有系統的綠色化水平，同時深化國際合作，積極

28、參與和引領全球環境治理體系改革和建設，展示我國負責任大國形象。近年來，中國政府還推出了一系列針對制冷細分行業的具體政策，對汽車、冰箱冷柜、冷藏集裝箱等領域的制冷劑使用做出明確規定。2021 年 12 月，生態環境部辦公廳發布 關于嚴格控制第一批氫氟碳化物化工生產建設項目的通知，要求：自 2022 年 1 月 1 日起，各地不得新建、擴建用作制冷劑、發泡劑等受控用途的 R-32、R-134a、R-125、R-143a 和 R-245fa 化工生產設施（不含副產設施），環境影響報告書（表）已通過審批的除外。（注：這五種受控 HFCs 制冷劑，同時也是混配制冷劑 R-410A、R-404A、R-40

29、7C、R-507 的主要成分。）2021 年 9 月 15 日，基加利修正案對中國正式生效，中國的大氣保護行動將再上一個臺階。中國政府高度重視履約工作，計劃逐步采取一系列行動，逐步凍結并削減 HFCs 的生產使用：一是將 HFCs 管控納入國內法律法規體系。修訂消耗臭氧層物質管理條例，啟動調整中國受控消耗臭氧層物質清單 和 中國進出口受控消耗臭氧層物質名錄，將 HFCs 納入法律法規和蒙特利爾議定書履約工作管控范圍。二是將 HFCs 削減計劃納入中國逐步淘汰消耗臭氧層物質國家方案。開展 HFCs 數據收集分析和行業調研，研究提出 HFCs 未來實施削減的領域和路線圖、政策管理措施。三是建立和實

30、施 HFCs 進出口許可證制度。聯合有關部委啟動 HFCs 進出口商品編碼工作，開展國家消耗臭氧層物質進出口審批系統的增容改造，將 HFCs 納入審批系統。四是研究出臺三氟甲烷（R-23）管控政策?；永拚腹补芸匚镔| 18 種，其中 17 種作為商品生產和使用，R-23 是化工工藝過程中無意排放的副產物。中國將按照要求研究制定 R-23 管控政策，規范和指導相關企業的 R-23 控排工作。至此，中國已構建起了一張全方位、立體化的政策網絡，既包括國家層面的方案和規劃，也包括對細分行業的具體指引，周密覆蓋從 HFCs 使用管控、進出口管理到替代部署的各個環節。堅定不移推進制冷劑環保升級，走綠色

31、低碳高質量發展道路的中國，將為全球應對氣候變化做出新的貢獻。中國制冷空調行業常用制冷劑 國家標準 GBT7778-2017 中的安全等級說明 9 第三章第三章 行業加速響應：新型環保制冷解決方案研究及應用進展行業加速響應：新型環保制冷解決方案研究及應用進展 為響應國際組織和各國政府的頂層設計，同時也為了回應消費者對更加綠色環保產品的殷切期待，全球家用空調、工商業制冷和移動制冷行業積極推進新型環保制冷解決方案的研究和開發。人們逐漸認識到，在關鍵標準、環境、成本和能耗方面，沒有“完美的”“一勞永逸的”最佳選擇。在未來，采用不同工質和技術的解決方案可能會在不同的應用領域和地域成為主流，具體取決于地區

32、形勢、立法等的差異。在新的解決方案不斷涌現和向前發展的進程中，二氧化碳（CO2）制冷解決方案在一些應用領域（如冷凍冷藏）的表現尤為引人矚目不僅僅是因為它直接消除了高 GWP 溫室氣體的排放，也因為隨著組件技術、應用方法和設備性能的發展，它還正成為能效的贏家，從而進一步減少了系統運行能耗導致的間接碳排放。投資成本高從前被認為是 CO2 制冷項目的早期挑戰之一，現在人們發現，這些成本可通過長期運行所節省的能耗得到一定補償。隨著跨臨界及亞臨界 CO2 制冷解決方案的日趨完善，可以預見，它們將成為一些市場上的主流選擇。CO2 制冷解決方案在其適用范圍內的優越性也在實踐中得到了證明。近年來，隨著國家鼓勵

33、綠色改造、相關標準出臺以及一批示范項目的實施，被譽為當前“最環保制冷技術”的 CO2 制冷加速在我國冷庫、商超等場景落地，顯示出超越傳統系統的節能減排效益。本章后半部分將結合實際應用案例對此做詳細介紹。選擇綠色替代制冷劑應全面衡量綜合考慮選擇綠色替代制冷劑應全面衡量綜合考慮 綠色制冷劑替代是全球制冷行業面臨的一項長期挑戰。近年來，全球都在廣泛組織開展替代制冷劑的研發、評價和應用推廣工作。一般認為，理想的替代工質應該滿足多方面的要求：環境影響：消耗臭氧層潛值（ODP）為 0，全球變暖潛值（GWP）盡量小，對環境的綜合影響小。安全性：主要考慮毒性和可燃性。經濟性：除了工質本身的制造成本，還需考慮熱

34、工性能和配套設備的置換成本。但很難有一種工質，同時滿足上述所有要求。自然工質的 GWP 雖低，實際使用起來卻面臨高壓、密封等技術挑戰。一些碳氫化合物（HCs）工質的熱工性能好，溫室效應也較小，卻有著極強的易燃易爆性。一些新開發的 HFO 類工質，在 GWP、安全性方面都較為令人滿意，單位容積制冷量卻較小，價格也非常昂貴。因此，并不存在一個恒定的“最優解”。一個項目應該選用什么樣的制冷劑，應結合當地的具體政策、實施條件等，在全面衡量之后再做決定。如何通過更先進的技術來為工質“揚長避短”，平衡環境效益、安全性和經濟性之間的矛盾，也成為了未來替代制冷劑開發的主要任務之一。在現實需求和技術挑戰的驅動下

35、，全球制冷行業都在不斷進行下一代綠色替代工質的評估、論證和解決方案開發工作，并逐漸淘選出了一些更為優越的選擇。其中，自然工質里的佼佼者CO2，就憑借零 ODP、超低 GWP（GWP=1）以及更多優勢走入業界的視野，成為新一代替代技術的主流方向之一。10 COCO2 2 與常用制冷劑的比較及優劣勢分析與常用制冷劑的比較及優劣勢分析 R744（即 CO2）制冷劑屬于純自然物質，ODP 為 0，GWP 為 1，安全等級為 A1，無毒、不可燃，大氣中壽命極長，是一種兼具良好環保性、安全性、穩定性的自然制冷劑。從熱力學性能角度看，其單位體積制冷量大、液體密度較大、黏度低，這些都有利于減少系統管路和壓縮機

36、的尺寸，提高換熱器的效率。較好的市場可獲得性進一步增強了其商用價值。因此，R744 在國內外制冷劑替代研究中一直被視為最具競爭力的工質之一，也是未來行業發展的一個主流趨勢。R744 與其他主流低 GWP 制冷劑的比較*黃色表示該制冷劑表現與 HFCs 相近 紅色表示該制冷劑表現差于 HFCs 綠色表示該制冷劑表現優于 HFCs 來自艾默生報告 CO2 Product Guide 2021 for Refrigeration Applications R744 與常用高 GWP 制冷劑的基本特性比較 11 從上表可以看出，R744 因其 GWP 僅為 1 的特性，在低碳環保方面遠勝傳統 HCFC

37、s 和 HFCs，在安全可靠、制冷能力方面，也優于其他常用綠色替代制冷劑 HFOs、HCs 和 R717（氨）。當然，正如每一種制冷劑都有其優缺點，R744 同樣也并不是完美的。全球領先的制冷解決方案提供商艾默生基于其多年在 CO2 領域積累的專業知識，提供對 R744 制冷劑的詳細優劣勢分析如下：優勢 劣勢 單位體積制冷量大，制冷能力強（大約是 R404A 的 5 倍），這對壓縮機排量以及熱交換器和管道工程的尺寸有積極影響。管道工程和熱交換器的壓降更低。長吸氣和液體管道的影響較小。由于壓力和密度高，蒸發器和冷凝器的傳熱很高，這將允許降低制冷劑和空氣之間的溫差以提高效率，或允許使用更小的蒸發器

38、和冷凝器。管壁厚度可能需要增加以處理更高的壓力，因此需要仔細設計以利用 R744 的特性。膨脹閥上的壓降比其他制冷劑大，所以壓頭控制的最小設置可以更低，這就提高了效率。較低的壓縮比導致了較高的壓縮機等熵效率。對大多數材料無腐蝕作用。與 HFC 系統中使用的材料幾乎沒有區別。與壓縮機潤滑油有良好的混和性，可以回油。聚酯類潤滑油可以繼續使用，和 HFCs 一樣。毒性低且不可燃。GWP 可忽略不計，在發生泄漏的情況下，對氣候變化的直接影響非常小。生產成本低，可廣泛獲得，盡管 R744 的純度應達到 99.99%，才能用于具有全封閉和半封閉壓縮機的制冷系統。由于壓縮指數高，排氣溫度高，這為熱量回收提供

39、了良好的潛力。注意：在蒸發壓力和排氣壓力相差較大的跨臨界系統中，排氣溫度過高。穩定的分子導致制冷系統內分解的可能性很低。短期內未見有立法要求削減或淘汰 R744，可被視為一種可長期使用的制冷劑。高運行壓力和靜置壓力帶來更高危險性，增加了泄漏的可能性。部件需經過特殊設計。由于更高的制冷量，需要特殊的壓縮機（不同的馬達/排量組合）。R744 系統更加復雜要么是亞臨界復疊系統，要么是跨臨界增壓系統。這導致了更高的部件成本和安裝成本。管道工程可能包括鋼或不銹鋼管道，需要專門的持證焊工；由于壓力較高和材料不同，需采用不同的焊接技術。更高的復雜性也增加了性能和可靠性差的概率，特別是在調試工作沒有做好的情況

40、下。對于跨臨界系統，由于 R744 的排氣壓力高，在低溫冷凍應用時需要采用增壓系統設計。R744 跨臨界系統在溫和氣候條件下的能效表現優于在炎熱氣候條件下，因為在炎熱地區這類系統主要是在臨界點以上運行。采用并行壓縮或引射器技術可以提高炎熱氣候下的能效水平，但也增加了系統的復雜性和總體成本。各廠家正不斷投入研發，推出新技術以提高炎熱氣候條件下的能效表現。R744 不在現行法規（如歐洲 F-Gas 法案）的限控范圍內，因此它的使用和泄漏檢測都不像 HFCs 那樣受到嚴格監管。然而，高壓使系統容易發生泄漏，如果泄漏率高，性能就會受到影響。對水污染非常敏感，當復疊式熱交換器中出現泄漏時，會形成不尋常的

41、化合物。來自艾默生報告：CO2 Product Guide 2021 for Refrigeration Applications 12 艾默生同時指出，盡管看起來 R744 制冷劑的缺點似乎比優點少，但這些缺點同樣不容忽視，因為它們對 R744 系統的安全性和可靠性有著很大的影響。這其中，尤為值得注意的，有以下兩個問題：高臨界壓力和低臨界溫度為壓縮機設計帶來技術挑戰高臨界壓力和低臨界溫度為壓縮機設計帶來技術挑戰 CO2 的臨界壓力較高（73.8 bar），臨界溫度較低（31），這就對壓縮機和換熱器等關鍵部件的設計提出了較高要求。開發高性能的 CO2 壓縮機，提高 CO2 在氣體冷卻器及微通道

42、換熱器中的傳熱性能，因此成為決定其應用推廣的關鍵。COCO2 2 制冷系統在炎熱氣候條件下的能效問題制冷系統在炎熱氣候條件下的能效問題 與其他制冷劑相比，CO2 系統的效率與氣候更為相關。在跨臨界 CO2 制冷設備最為普及的北歐地區，由于當地的平均環境溫度較低，CO2 系統的總體效率和能效比與 HFCs 系統相當。在炎熱地區，系統能效比則迅速下降。為此，世界范圍內都在不斷研發新技術，以提升 CO2 系統在高環境溫度下的能效水平，逐漸消除 CO2 能效“赤道線”，推動 CO2 系統應用從寒冷區域拓展至較為炎熱的區域（例如我國南方地區）。目前行業內已獲應用的技術主要有并行壓縮（Parallel C

43、ompression）技術、引射器（Ejector）技術、機械過冷（Mechanical Sub-cooling）技術、蒸發式冷卻器（Adiabatic Gas Cooler）技術，熱回收技術、滿液式蒸發器以及艾默生創新研發的動態噴氣增焓（Dynamic Vapor Injection,DVI）技術。艾默生 DVI 技術簡介 艾默生融合了 DVI 技術的全新系列跨臨界 CO 制冷解決方案，即使在炎熱氣候條件下也能高效連續運行，在環境溫度高達 44C 時仍能保證可靠制冷。與并行壓縮或引射器技術（雖能提高炎熱氣候下的效率水平，但也增加了系統復雜性和總體成本）相比，艾默生 DVI 技術通過噴射閥將閃

44、蒸氣體從經濟器或閃蒸氣罐直接噴射到渦旋壓縮機內部，從而消除了并行壓縮的需要，降低了系統設計的復雜性，同時保持了高能效。此外，通過省去并行壓縮系統，如并聯壓縮機及配套的變頻驅動或者管路等，系統僅需要保留少量的部件，因此也就降低了全生命周期成本，包括投資和運維成本。降低制冷系統的能耗，也是出于進一步節能減排的現實需要。UNEP/IEA 制冷系統排放和政策綜合報告將提高系統能效置于與制冷劑綠色替代并重的地位，指出：在采用低 GWP 制冷劑的同時，如果提高制冷設備的能效，可使氣候變暖緩解效果增加一倍以上；如果全球采取協調一致的行動，推動實現節能和氣候友好型制冷轉型，未來 40 年可避免 2100-46

45、00 億噸溫室氣體排放以 2018 年全球排放水平為參考值，相當于 4-8 年的全球排放量。CO2 制冷系統分類及適用范圍簡介 CO2 制冷系統主要分為三大類：跨臨界增壓系統：純 CO2 系統，中溫低溫全部采用 CO2 制冷劑 亞臨界復疊系統：混合系統，中溫采用 HFC/HFO 等環保制冷劑，低溫采用 CO2 制冷劑。二次回路系統：載冷系統，主回路采用 HFC/HFO 等環保制冷劑，中溫/低溫采用 CO2 作為載冷劑。三種系統各有其優劣勢，適用于不同的應用范圍：13 COCO2 2 制冷系統在眾多場景具備廣闊應用潛力制冷系統在眾多場景具備廣闊應用潛力 低碳環保、安全穩定、良好可獲得性，再加上關

46、鍵部件和能效技術的進步，使 CO2 成為 21 世紀的理想工質之一，展現出廣闊的應用前景。根據聯合國環境規劃署（UNEP）的推薦，CO2 作為零 ODP 值、低 GWP 的綠色替代制冷劑，適用于食品零售、自動 售貨、大型超市、冷庫、冷鏈物流、工業制冷、空調等廣泛的領域。IPCC 報告也指出，在商業制冷領域（常用 R-22，R-404A 和 R-134a），使用包括 R744（CO2）在內的低 GWP 制冷劑，并通過新的系統設計全面提升能效，是重要的減排機遇之一；在食品加工冷藏和工業制冷領域（常用 R-717 氨和 R-22），CO2 和氨/CO2 復疊系統會逐步用于蒸發溫度低于或等于 40 的

47、應用；在車用空調領域，R-744 是替代 R-134a 的兩種主要選擇之一?？沙掷m采購領導委員會（SPLC）在 2021 年發布的 關于氣候友好型制冷劑管理和采購的建議中指出，目前，在美國的商業制冷系統應用中，CO2 正被用作主流制冷劑，跨臨界 CO2 系統廣泛用于大型超市，而且美國 EPA 已將包括 R744 在內的幾種低 GWP 制冷劑列為可用于大型工商業空調冷水機組。在制冷劑替代更早更快的歐洲，CO2 制冷由于具有優良的傳熱性能和流動特性，且對食品無污染，往往成為新建超市的首選。德國、丹麥、挪威、瑞典等北歐多國的新冷鏈設施幾乎都采用 CO2 制冷劑，新開張的便利店和加油站也正在擴大 CO

48、2 制冷劑的使用。14 現有應用案例展示出現有應用案例展示出 COCO2 2 制冷的巨大潛力制冷的巨大潛力 在 2021 年 12 月起施行的中國國家標準 冷庫設計標準（編號 GB50072-2021）和 冷庫施工及驗收標準（編號 GB51440-2021）中，在很多應用場合，如大中型冷庫中，均推薦使用 CO2 作為制冷劑和載冷劑。在政策對制冷綠色改造及制冷消費綠色升級的大力鼓勵下，CO2 制冷劑的落地推廣進展迅速。從亞臨界到跨臨界，不同類型的 CO2 制冷系統，都已在中國獲得了成功應用。本節選取了一些具有重要示范價值的應用案例，以展示 CO2 制冷的真實績效和環境收益。具有重大引領示范作用的

49、國家級案例：冬奧會速滑館具有重大引領示范作用的國家級案例：冬奧會速滑館 北京 2022 冬奧會標志性場館國家速滑館是全球首個采用 CO2 跨臨界制冷的冬奧大道速滑場館，裝有中國目前最大的 CO2 跨臨界制冷系統，艾默生為該系統提供了關鍵油路管理部件支持。據報道，國家速滑館的冰面面積約 1.2 萬平方米，而國際上應用 CO2 跨臨界技術的冰場一般在 1800 平米左右。面積如此巨大的“超級”冰場，在全世界尚屬首例。采用當前最先進、環保、高效的 CO2 直冷技術，使系統的綜合能效比（COP）相較傳統系統顯著提高。制冷過程中產生的大量高品質余熱還可回收復用，用于場館的熱水、澆冰、除濕等場景，每年節電

50、高達 200 萬度。項目前期建設增加的投資，很快會從未來運行減少的能耗中得到補償。在冬奧會上的大放異彩，使國家速滑館成為了未來同類項目的標桿，其 CO2 跨臨界系統的突破性應用，率先為全球做出了環保和可持續的示范。經過這一規模首屈一指的國家級項目的驗證，可以預計，未來 CO2 制冷解決方案將會在中國乃至世界加速推廣開來。國家速滑館 來自新華社 15 行業案例：艾默生跨臨界行業案例：艾默生跨臨界 COCO2 2 制冷系統應用于餐廳冷庫制冷系統應用于餐廳冷庫 項目簡介 2022 年 2 月，艾默生與某全球知名家居零售商成功合作，配合其中國餐廳冷鏈系統冷媒綠色環保提升計劃，為其在中國某地門店的西餐冷

51、庫和冷菜冷庫，完成了跨臨界 CO2 系統的安裝和調試。項目運行期間，天津商業大學作為我國冷凍冷藏領域最具科研實力和行業影響力的學術機構之一，同時也是艾默生在 CO2 制冷領域的長期校企合作伙伴，對本項目中所采用的系統進行了運行監測和數據分析（分析結果請見后文），以對跨臨界 CO2 中溫制冷機組的落地應用進行測試，同時探索更適合中國乃至亞洲的 CO2 制冷技術發展路線。在該項目中，由一臺 5HP 跨臨界 CO2 制冷機組為兩個中溫冷庫提供冷量，兩個冷庫并聯且獨立控制。艾默生還為該店面安裝了數據采集系統，可實現在線查看和獲取數據，包括室外機組側的運行參數、冷庫側的控制效果以及獨立耗電量。運行系統圖

52、 具體安裝項目包括：制冷機組：OME-4MTL-05X-HP 1 臺 冷風機：BMT139H2C 2 臺 CO2 電子膨脹閥：CX2 2 套 庫溫控制器：XM679K+CX660：2 套 包括壓力溫度傳感器：PP50、PT1000 CO2 濃度探測及報警器：2 套 電柜及控制箱：1 套 Xweb 500D 控制器 智能電表、4G 路由器 不銹鋼管路及電氣線纜 現場圖示 系統采用遠置式的形式，將壓縮機、風冷氣體冷卻器、閃發罐、高壓閥和旁通閥等部件集成到一個機組當中，安裝于室外樓頂，通過制冷管道，與位于中溫冷藏庫的蒸發器連接起來，形成整個制冷系統。以上圖片均來自艾默生與天津商業大學測試報告 16

53、主要部件介紹 壓縮機 根據中溫冷藏庫需要的制冷量，選取了艾默生 Stream 系列 CO2 半封閉活塞壓縮機，額定功率為 5.0HP，排氣量為 4.9m3/h，設計最高壓力為 13.5MPa，對制冷劑流量和換熱都進行了優化設計。壓縮機配有 CoreSense 診斷技術模塊，可以更快地診斷系統相關問題，甚至可在問題出現前及時發現。該系列壓縮機是中溫跨臨界應用,以及低溫亞臨界側應用中高靜置壓力(吸氣壓力 90bar)系統的理想之選。蒸發器 根據中溫冷藏庫的制冷負荷以及冷庫需求溫度，蒸發器選取了風冷翅片管式，選擇了 CO2 專用蒸發器型號-BMT139H2C，設計壓力高達 80bar。氣體冷卻器配有

54、 EC 風機，風機輸入功率為 280W。數據采集箱 系統采用 XWEB 和 XJM60D 數據采集器進行實時運行數據的采集和記錄，采集信息主要包括系統溫度、壓力以及功率等實時運行數據。冷庫庫溫控制箱 系統采用 XM679K 控制器對冷庫的實時溫度、蒸發溫度、過熱度以及化霜進行控制，保證系統安全可靠運行。CO2 濃度檢測儀 CO2 濃度過高的的話會導致人員窒息，為了保證人員安全，在冷藏庫安裝了 CO2 濃度監測儀，當冷庫內 CO2 濃度高于 5000ppm 時，濃度檢測儀會發生報警。17 運行數據分析運行數據分析 天津商業大學作為第三方機構，以該項目 2 月 10 日-6 月 30 日運行數據為

55、基礎，通過數據處理，對系統的運行壓力、能耗以及系統性能進行了分析。本小節簡錄其分析結果如下。安全運行壓力管理 系統壓力的控制對跨臨界 CO2 制冷系統十分重要，因為系統配件、管路系統、備用工具等都與系統壓力息息相關。為保障系統安全可靠運行，系統各個部件運行的壓力不能超過部件可承受的最大工作壓力，以防止造成損壞。本設備通過一個高壓調節閥控制氣體冷卻器出口的壓力，通過另一個閃發罐壓力閥（也叫介質壓力調節閥或閃氣閥）來控制閃發罐內制冷劑和相關液體分配管道工作的壓力。本次運行時間從 2 月 10 日到 6 月 30 日，期間最高環境溫度已經達到了 36，壓縮機吸氣、排氣壓力及閃發罐壓力均未超過最大壓力

56、限制，泄壓閥無動作，說明該系統壓力是在安全控制范圍內的。從下圖可以看出，在運行期間，壓縮機平均吸氣壓力為 26bar，最高吸氣側壓力為 38bar，未超過最大吸氣壓力 80bar。壓縮機在炎熱環境下的最高排氣壓力為 107bar，未超過最大排氣壓力 120bar。閃發罐平均壓力為 49.6bar，最高壓力為 53bar。隨著環境溫度的升高，氣體冷卻器出口溫度高于 26 時，排氣壓力高于 74bar，系統進入跨臨界模式運行。庫溫控制效果 兩個冷庫均安裝了回風溫度探頭，回風探頭所測得的溫度是包含除霜溫升后的溫度，比實際庫溫略高。從以下的每日平均庫溫圖可以看出，庫 1 在 2 月 10 日-6 月

57、30 日的平均庫溫為 3.19，最高庫溫為 3.36，最低庫溫為 3.1；庫 2 在同期的平均庫溫為 3.46，最高庫溫為 3.93，最低庫溫為 3.3。兩個冷庫的溫度波動分別為 0.26 和 0.63，可以滿足冷庫的冷藏需求，且運行穩定。能耗分析 系統能耗可分為三部分，包括機組（壓縮機和風機等部件）總能耗和兩個末端冷風機能耗等，機組總能耗和兩個末端冷風機能耗可由電表采集分別獲得。以下二圖分別展示了系統各部分能耗和占比情況。從中可以看出，環境溫度對機組能耗有顯著影響，測試期間平均用電量為 48kWh/天。西餐冷庫和冷菜冷庫的末端冷風機一天的能耗分別約為 14kWh 和 15kWh 左右。由于冷

58、風機是一直連續運行的，耗電量基本穩定，平均占總能耗的 48%，最高能占到 70%。系統各部分每日能耗 18 系統各部分每日能耗占比 以上圖表及數據均來自天津商業大學CO2 跨臨界冷凝機組應用白皮書 項目小結 天津商業大學通過現場測試，對跨臨界 CO2 機組制冷系統實際運行情況進行監測，分析并研究了機組運行特性、制冷性能以及優化分析，得出主要結論如下：1.連續運行分析表明，該系統可以有效地把庫溫控制在 24以內，庫溫波動也很小。系統壓力一直低于 120bar，可以安全正常地運行。系統的吸氣壓力比較穩定，為 26bar 左右，對應的飽和蒸發溫度為-10.6。系統進入跨臨界后，壓縮機排氣溫度迅速升高

59、，最高可達 133，但低于 150，不會導致潤滑油碳化，不會影響系統安全。當閃發罐壓力高于 50bar 時，達到旁通閥開啟壓力，閃蒸氣體被旁通到壓縮機吸氣口，與蒸發器出口的制冷劑混合，使得壓縮機吸氣溫度低于機組回氣溫度，在一定程度上可以降低壓縮機排氣溫度。2.當制冷負荷較小時，由于兩個冷風機的風機全天運行（除霜時間除外），導致兩個蒸發器末端能耗較大。隨著制冷負荷的增加，制冷量逐漸增大，機組的能耗也逐漸增加，冷風機能耗基本不變。艾默生認為，本項目成功呈現和驗證了跨臨界 CO2 制冷系統在餐廳冷庫的可靠應用。所搜集的跨臨界 CO2 制冷相關實際運行數據，為分析適合中國及亞洲地區的跨臨界 CO2 制

60、冷機組技術，以及艾默生在中國推廣跨臨界 CO2 制冷提供了有益借鑒。19 綠色低碳 制冷劑 GWP=1 即插即用 工廠預設參數 結構緊湊&節省空間 極好的可維護性 頂部可翻開的艙蓋便于 控制和操作 可靠性好 高質量元器件，完善出廠測試 低的壓縮機帶油率 電子油位保護 先進自控保護 低噪音 壓縮機倉消聲措施 采用低噪音/少震動的 CO2 Stream 壓縮機 采用低噪音 EC 風機 先進的電子控制 先進的電子吸氣和氣體冷卻器控制 Modbus 通訊接口、可與上位機 雙向通訊、實現智能控制 報警歷史&實時時鐘 附：艾默生附：艾默生 COCO2 2 制冷解決方案簡介制冷解決方案簡介 上述項目所采用的

61、艾默生跨臨界 CO2 制冷解決方案是一套面向未來的創新型綠色制冷方案，專為使用低 GWP 自然制冷工質 CO2 而設計。解決方案采用 Stream 系列壓縮機，其特點是安靜可靠運行；集成的變頻器可根據實際冷量需求，精確控制壓縮機的速度；EC 風扇可以安靜高效的方式帶走氣體冷卻器中的熱量；先進的電子控制器允許精確調控所有相關參數，并包括許多電子保護功能，以實現高度可靠的運行。在國際范圍內，該解決方案已在超市、農場、食品加工、冷庫等領域積累了一批成功應用案例。艾默生谷輪 跨臨界 CO2 制冷機組 解決方案適用于多種應用場景：便利店 冷庫 前院場地 快餐店、酒吧和餐廳 更多優勢包括：20 行業案例：

62、艾默生二氧化碳亞臨界復疊制冷應用于商超行業行業案例：艾默生二氧化碳亞臨界復疊制冷應用于商超行業 項目簡介 2017 年，為配合環保部對自然工質制冷在超市行業的應用示范，安徽省徽商紅府連鎖超市攜手艾默生商住解決方案公司及其合作伙伴，共同打造完成了其“綠色低碳二氧化碳制冷技術示范店”項目，成為 CO2 制冷系統在內資超市的首次落地。該項目由聯合國開發計劃署和環保部聯合牽頭，并獲得了蒙特利爾議定書多邊基金的資助。示范門店營業面積約 5700 平米，其中生鮮面積約 1500 平米。中溫冷柜及冷庫共 21 個，低溫冷柜及冷庫 14 個。整個項目于 2017 年 9 月投入運營，艾默生為其提供了 CO2

63、制冷整體解決方案。上線五年來，系統運行平穩可靠，有效降低了全年碳排放和耗電量。因項目在節能減排方面的出色表現，該門店被聯合國開發計劃署授予“二氧化碳制冷示范超市”榮譽；憑借在 CO2 制冷方面的過硬技術和成功經驗以及在此次示范店建設中的出色表現，艾默生亦被授予“二氧化碳制冷示范項目設備商”榮譽。艾默生為本項目提供的設備一覽 艾默生解決方案圖示及紅府超市實景 紅府超市及艾默生獲聯合國表彰殊榮 21 項目運行監測數據及成果分析 能效分析 自 2017 年 8 月份改造后至今，艾默生一直對其制冷系統的運行狀態進行監測，并根據實際使用特點不斷進行系統設定優化和調整。根據匯總年度報告來看，優化后系統每年

64、節約能耗約 36,000 kWh，并且隨時間推移無明顯能效衰減。根據第三方檢測機構國家商用制冷設備質量監督檢驗中心 2018 年 8 月檢測報告顯示，紅府 R134a/CO2 復疊制冷系統，綜合能效 1.14，相對比同期檢測的其他商超門店 R22 及 R404A 制冷系統，CO2 系統 COP 能效高約 12.9%。根據目前中國碳排放交易市場所采用的電網排放因子 0.6101tCO2/MWh 估算，僅紅府超市中心廣場店此次制冷系統改造帶來的節能因素降低的碳排放為 21.96 噸/每年，若計入 CO2 綠色制冷劑本身的溫室效應作用，節能減排效果將更加顯著。減排及環保效果分析 消耗臭氧物質徹底消除

65、：CO2 的臭氧消耗潛值（ODP）為 0，對臭氧層損耗無影響，完全消除了改造前使用的 R22 制冷劑對大氣臭氧層的破壞。項目 改造前 改造后 使用制冷劑 中溫 R22(GWP=1810)R134a(GWP=1430)低溫 R22(GWP=1810)CO2(GWP=1)ODP 0.05 0 對臭氧層損壞影響 有 無 以上圖表及數據均來自艾默生 穩定性分析 根據長期實時監測數據，冷柜柜溫控制精確穩定，整套 R-134a/CO2 復疊制冷系統運行壓力穩定，沒有出現 CO2 壓力超標導致機組安全閥動作的現象。據現場測定，采用數碼無級調節技術后，壓縮機啟停次數大大減少，實現控溫精確、運行節能、延長壓縮機

66、壽命等效果。項目小結 本項目應用艾默生亞臨界 CO2 復疊制冷解決方案，通過領先的 CO2 技術使能效提升 12.9%；通過額外的綜合節能技術，每年為門店節能約 36,000kWh，每年二氧化碳減排約 22 噸；通過采用先進的數碼無級調節技術和智能控制系統，實現了系統運行壓力穩定，柜溫控制精確，壓縮機啟停減少和蒸發溫度優化?？傮w看來，本項目為超市業主提供了一套可靠、環保、節能的綠色解決方案，為行業內使用綠色制冷劑技術展現了杰出的示22 第四章第四章 未來展望：低未來展望：低 GWPGWP 是發展趨勢，但制冷劑替代是漫長的旅程是發展趨勢，但制冷劑替代是漫長的旅程 前路長遠，前景廣闊前路長遠，前景

67、廣闊 在基加利修正案履約要求，以及“雙碳”政策的大力推動下，中國冷凍冷藏行業制迎來了新一輪制冷劑替代浪潮。目前，行業正大力淘汰廣泛使用的 R22、R123 等 HCFCs 制冷劑（其生產和消費均受配額限制），向 2030 年完全淘汰的目標邁進。HFCs 制冷劑在中國已進入配額基準期（2020-2022 年），2024 年將正式凍結?；永拚赶碌闹袊蕴M程表 來自中國生態環境部中國制冷空調行業制冷劑替代政策及進展 來自聯合國環境規劃署 HFC Baselines and Phase-down Timetable 對標歐美日等成熟市場來看，傳統高 GWP 制冷劑正在加速淘汰，取而代之的有低

68、GWP 的 HFO 制冷劑，也有更加環境友好的 CO2（R-744）、丙烷（R-290）等自然工質制冷劑。簡言之：發達國家走過的升級路線依次為：CFCs HCFCs/HFCs 新型 HFO 制冷劑或自然工質（CO2、碳氫化合物等）制冷劑。其中，以 CO2 為代表的自然工質，越來越受到國際社會的關注和期待。目前，CO2 制冷系統在歐美日等發達經濟體已具有一定的規模。尤其是在歐洲市場，在 F-Gas 法案的嚴格限定下，各行業積極采用更加環境友好的 CO2 自然工質替代技術。在中國等發展中國家，這一技術還有待普及，限制其推廣應用的原因往往在于：-CO2 制冷系統的技術條件要求高-初期投資較大-運行壓

69、力較高-系統對安裝、操作和維護人員素質要求相對較高-企業缺少替代意識和制冷劑精細化管理手段-相關法規、政策、標準尚不健全 從歷史經驗來看，每一代制冷劑的升級換代，都是一個漫長的過程。生態環境部報告指出，一種制冷劑從開始淘汰到完全淘汰，一般需要 20 年的時間。在此期間，成本、技術、人員方面的挑戰，都會使企業面臨一定壓力。因此，雖然轉向低 GWP 制冷劑是最終目標，但受制于種種現實因素，中國企業可能還需在使用 HFCs 的過渡期徘徊一段時間。道路雖然長遠，前景的廣闊給予我們充分的信心。更令人欣喜的是，各方正不斷發揮力量，推動愿景變為現實：近年來，中國制冷監管政策日臻完善，并逐步健全相關標準體系，

70、就工商業制冷而言，先后完成了 GB9237 安全標準的修訂，以及一些產品標準的修訂，包括 CO2、NH3 的產品標準和 CO2 冷庫標準等；行業方面，管理體系、技術研發和人才培養也在不斷進步。種種動向表明，中國冷凍冷藏設備大規模轉向新一代低 GWP 制冷劑只是時間問題。隨著“3060”目標和基加利修正案所規定的時間節點漸次到來，滿懷期待的中國制冷產業、客戶和終端消費者，都將迎來一個更加綠色低碳的美好明天。23 艾默生為行業落實艾默生為行業落實“雙碳雙碳”目標貢獻力量目標貢獻力量 作為協助開創環保制冷技術的全球性企業之一，艾默生長期致力于使其國際領先的技術、設備和專業知識在中國落地生根，同時憑借

71、其在全球市場和前沿科技領域的深厚積淀，賦能中國本土人才培養和創新，攜手客戶、行業伙伴和研究機構，共同助力中國制冷產業的綠色升級。持續投資，加快持續投資，加快 COCO2 2 技術的本土開發及應用技術的本土開發及應用 自 2002 年落戶蘇州以來，艾默生蘇州研發中心已經走過了 20 年的歷史。20 年來，中心在創新與開拓中不斷成長，在亞太地區新型谷輪渦旋壓縮機的開發中發揮了重要作用。2019 年升級蛻變為“艾默生蘇州研發與整體方案中心”后，更是進一步躍升為艾默生全球研發網絡的中堅力量，不僅為中國和亞太、中東地區的空調、供暖及制冷領域的客戶提供技術支持，也增強了艾默生在綠色制冷劑方面的研究、開發和

72、測試能力。艾默生研發及整體方案中心：從概念到生產的全功能性研發中心 在 CO2 制冷方面，艾默生研發及整體方案中心配有 CO2 跨臨界增壓系統、CO2 亞臨界復疊系統和 CO2 跨臨界中溫制冷機組，以支持研究團隊的前沿探索。并設置客戶體驗和培訓區，為客戶提供交互式技術體驗和培訓支持。在中心開展的一系列活動，使艾默生能夠以創新的方式聯動客戶和更多合作伙伴，共同推動 CO2 制冷技術的發展和推廣。CO2亞臨界復疊系統 CO2跨臨界增壓系統 CO2跨臨界中溫機組 24 校企合作，賦能本土人才培養和創新校企合作，賦能本土人才培養和創新 艾默生積極與高校合作，通過校企攜手、產教融合，落實行業人才培養和綠

73、色制冷劑研發。2021 年，艾默生與天津商業大學達成合作，結合艾默生作為制冷領軍企業的技術實力和天津商業大學在冷凍冷藏領域的專業力量，開展 CO2 制冷系統測試及技術調研研究，探索更適合在亞洲應用的 CO2 冷凝機組技術發展路線。當前，雙方還正共同探索建立綠色制冷劑（CO2）應用技能提升實訓基地及研究生校外實踐基地，為制冷行業的未來發展培養優秀人才。多元行動，做行業發展的支持者和貢獻者多元行動，做行業發展的支持者和貢獻者 作為制冷空調行業“碳達峰、碳中和”工作領導小組副組長成員，艾默生積極發揮自身在行業的影響力，為制冷行業綠色轉型升級發揮示范引領作用。同時，艾默生長期參與行業標準與規范的編制和

74、修訂，并積極分享全球經驗和最佳實踐，參與編寫了中國制冷空調產業發展白皮書等深具影響力的行業報告。在中國，為中國，是艾默生始終不變的堅定承諾。扎根中國 40 多年來，艾默生見證了中國制冷行業的飛躍發展。如今，隨著行業向更加綠色低碳、節能高效的下一階段進發，艾默生也將以此為契機，繼續深化其投資、技術和人才本土化戰略，使其領先的產品和解決方案更好地融入到行業發展中，為中國“雙碳”目標的實現和全球應對氣候變化，貢獻更多來自中國的智慧和力量。艾默生與天津商業大學達成多項合作項目簽約及揭牌儀式 25 結語結語 從 1977 年人類首次發現臭氧層空洞，進而發現 CFCs 是破壞臭氧層的主因之一，到今天 CF

75、Cs 早已徹底淘汰，而南極上方的空洞也已明顯修復，制冷劑替代一直位于氣候行動的最前沿?，F在，隨著全球變暖趨勢加劇，制冷行業面臨新的挑戰：從零 ODP 但高 GWP 的 HFCs，轉向低 GWP 的新一代綠色環保制冷劑。正如我們在前文所提到的，這個過渡將會是漫長的旅程。然而，縱觀全球幾十年來不斷向更環保的下一代制冷劑進發的歷程，特別是中國在制冷劑升級之路上所取得的巨大成就，我們有理由相信：這一次的戰役，人類也必將取得勝利，而且這勝利并不遙遠。在制冷領域，艾默生一直致力于尋找高性能、更環保的解決方案。旗下谷輪TM(Copeland)品牌創立百年來，已成為節能、可靠壓縮機設計的代名詞，它持續為空調和

76、制冷系統提供強大動力，以改善人們的工作生活環境。如今，艾默生將其引以為豪的壓縮機技術與自然工質 CO2 相結合，為全球客戶提供可持續的替代方案，幫助他們完成向低 GWP 制冷劑的轉型，以實現可持續發展目標，領先一步達到未來的合規要求。這項努力體現了艾默生的公司宗旨：我們推動創新，使世界更健康、更安全、更智能和更具可持續性。我們也深知，制冷劑綠色替代是一項跨越全球地域和眾多行業的宏偉挑戰，需要政府制定適宜的政策和戰略，需要科研機構提供學術資源支撐，需要行業積極配合統籌行動，也需要來自終端消費者的熱情響應。在此過程中，艾默生愿憑借我們的谷輪TM品牌和創新方法，憑借我們在行業的領導地位和深厚積淀，盡

77、獻來自一家企業的一臂之力。為了讓我們及后代能繼續生活在今日所看到的美好世界，讓我們攜手努力。26 參考文獻參考文獻 1 世界氣象組織(WMO)，WMO 最新通報：未來五年全球氣溫暫時達到 1.5C 閾值的幾率為 50：50 https:/public.wmo.int/zh-hans/media/%E6%96%B0%E9%97%BB%E9%80%9A%E7%A8%BF/wmo%E5%8F%91%E5%B8%83%E6%8B%89%E4%B8%81%E7%BE%8E%E6%B4%B2%E5%92%8C%E5%8A%A0%E5%8B%92%E6%AF%94%E5%9C%B0%E5%8C%BA%E6%

78、B0%94%E5%80%99%E7%8A%B6%E5%86%B5%E6%8A%A5%E5%91%8A 2 界面新聞，2050 年全球空調數量或增長 2.5 倍，制冷行業成為氣候變化領域的“大白象”https:/ 3 WMO，WMO 溫室氣體公報，第 17 期，2021 4 中國氣象局氣候變化中心，中國溫室氣體公報，第 1 期，2012 5 政府間氣候變化專門委員會(IPCC)和技術與經濟評估專家組（TEAP），IPCC/TEAP 特別報告：保護臭氧層和全球氣候系統：與氫氟碳化物和全氟化碳相關的問題，2005 6 IPCC，第四次評估報告(AR4)，2007 7 聯合國環境規劃署（UNEP）和國

79、際能源署（IEA），Cooling Emissions and Policy Synthesis Report:Benefits of cooling efficiency and the Kigali Amendment，2020 8 IPCC，第六次評估報告(AR6)第三工作組報告 Climate Change 2022:Mitigation of Climate Change，2022 9 UNEP，保護臭氧層維也納公約締約方大會第十一次會議和關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書締約方第二十九次會議聯合會議報告，2017 10 UNEP，關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書締約方第二十八次會

80、議報告，2016 11 中國連鎖經營協會，超市綠色應用冷鏈技術實施手冊，2018 12 北京大學環境科學與工程學院，基加利修正案基線與控制情景和相關電力需求預測，2018 13 中國制冷空調工業協會，中國工商制冷空調行業 HFCs 制冷劑使用趨勢研究報告，2014 14 中國生態環境部固體廢物與化學品管理技術中心，蒙特利爾議定書受控物質制冷劑回收再用管理模式研究報告，2022 15 Alex Hillbrand,EPA Kicks Off HFC Phasedown Under Brand New AIM Act https:/www.nrdc.org/experts/alex-hillbra

81、nd/epa-kicks-hfc-phasedown-under-brand-new-aim-act 16 經貿透視，拜登政府通過新方案落實逐步淘汰氫氟碳化物(HFCs)http:/ 17 聯合國官網，【專題報道】領導人氣候峰會：40 多國領導人作出承諾 聯合國再次呼吁“奔向零碳”https:/news.un.org/zh/story/2021/04/1082682 18 Ammonia，美國頒布新冠紓困法案下的氫氟碳化物削減法案 http:/ 19 北京大學環境科學與工程學院，管控 HFC 政策法規（研究報告），2018 20 中國國務院，關于印發“十四五”節能減排綜合工作方案的通知，202

82、1 21 ASHRAE,ANSI/ASHRAE Standard 34-2010,2010 22 艾默生，CO2 Product Guide 2021 for Refrigeration Applications，2021 23 可 持 續 采 購 領 導 委 員 會(SPLC)，Recommendations for Climate Friendly Refrigerant Management and Procurement，2021 24 新華社，跨越雙奧 織就夢想國家速滑館“冰絲帶”誕生記 http:/ 25 天津商業大學，CO2 跨臨界冷凝機組應用白皮書，2022 26 中國生態環境

83、部對外合作與交流中心，中國制冷空調行業制冷劑替代政策及進展，2018 27 UNEP，HFC Baselines and Phase-down Timetable https:/wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/26842/7880FS05Blines_EN.pdf?sequence=1&isAllowed=y 28 UNEP，HCFC-如何準備逐步淘汰?https:/wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/29824/7639FlyerHCFC-CN.pdf?sequence=2&i

84、sAllowed=y 29 UNEP，締約方所提交的關于執行第 XIX/6 號決定第 9 段的情況介紹，即向不使用消耗臭氧層物質過渡、以期最大限度地減少對環境 的影響的情況（第 XXV/5 號決定，第 3 段）摘要，201427 艾默生以凈零排放目標，助力建設一個更可持續的世界 全球技術與工業軟件領導者艾默生將其可持續發展策略與科學碳目標倡議（SBTi）的凈零排放標準相結合，制定凈零排放目標：預計到 2030 年，艾默生旗下所有公司將實現范圍一和范圍二的凈零排放目標，并推動范圍三價值鏈排放量較 2021 年基準值減少 25%。2030 年既定短期目標符合巴黎協定努力將氣溫升幅控制在 1.5C

85、之內的目標，因而獲得 SBTi 的認可。艾默生還承諾將根據 SBTi 凈零排放標準，制定 2045 年長期凈零目標。除了意義深遠的可持續發展規劃，艾默生還通過產品、軟件和服務，幫助客戶、供應商及合作伙伴實現可持續發展目標。面對氣候變化的挑戰，艾默生相信，大規模推廣和普及能源轉型解決方案，將有助于打造一個凈零排放的未來。進一步了解艾默生凈零排放目標詳情，請參閱2021 年環境、社會和公司治理（ESG）報告。關于艾默生 艾默生（美國紐約證券交易所代碼:EMR）總部位于美國密蘇里州圣路易斯，是一家全球性的技術與工程公司，為工業、商業及住宅市場客戶提供創新性解決方案。自動化解決方案業務幫助過程、混合和離散行業制造商優化其能效和運營成本，促進生產，確保人員安全和保護環境。商住解決方案幫助確保人類舒適度和健康，保障食品質量和安全，提升能效，打造可持續發展的基礎設施。如欲了解更多信息，歡迎訪問：