丹麦、瑞士制冷剂替代：以自然工质与环境和谐相处

摘要

　　2015年12月5~12日，国家外经办组织中国相关机构、协会、大专院校的专家组成访问团赴丹麦和瑞士考察和交流自然工质制冷剂应用及相关国际标准。此次访问有关制冷剂HCFC淘汰，目的是了解和学习欧洲在制冷空调行业采用臭氧友好和气候友好的创新替代技术及其经验。

丹麦、瑞士制冷剂替代：以自然工质与环境和谐相处

来源 《电器》杂志  作者  中国家用电器协会 王雷  环境保护部部对外合作中心 李小燕

---------------------------------------------------------------------------------------------

　　2015年12月5~12日，国家外经办组织中国相关机构、协会、大专院校的专家组成访问团赴丹麦和瑞士考察和交流自然工质制冷剂应用及相关国际标准。此次访问有关制冷剂HCFC淘汰，目的是了解和学习欧洲在制冷空调行业采用臭氧友好和气候友好的创新替代技术及其经验。在访问中，访问团成员与丹麦和瑞士的政府官员、专家等，就低全球变暖潜值替代技术的相关政策法规和标准、应用经验进行交流，并参观了生产制造车间、设备装配车间、自然工质制冷剂应用典型项目的现场。丹麦和瑞士的做法给访问团成员带来很多思考，值得中国家电业界深思。

第一站：丹佛斯丹麦总部及工厂

　　丹佛斯是一家跨国公司，也是制冷空调领域的知名企业，主要生产制冷空调暖通设备中的膨胀阀、散热器恒温控制阀等，也曾是小型制冷压缩机行业中最著名的企业。在该公司总部诺德伯格,访问团与丹佛斯制冷空调部件部门进行了交流，并参观了阀制造车间等。

　　双方的交流议题主要集中在空调制冷设备制冷剂的替代技术上。丹佛斯自控制冷及自动控制公共及工业事务总裁Funder-KristensenTorben介绍了公司面对气候变化、安全、能效，基于相关的国际和地区政策、相关的国际和区域性产品安全标准，以及在制冷剂替代上的考量。

　　参观丹佛斯的阀制造车间时，访问团需全副武装，穿上安全鞋套、防护马甲，并戴上防护眼镜。生产车间的自动化程度很高，机器人承担各种工作，工序间的物流组织和衔接流畅，仅有很少的工人在现场照看机器。同时，整个车间的现场管理水平很高。作为丹佛斯的看家产品，阀的核心技术是热膨胀气体感应包内工质的蒸发温度和压力适合，有的要用复合制冷剂。阀的材料是不锈钢与铜的复合管，两片热压，相当于邦迪管。这种材料的好处是便于焊接。在工艺上，丹佛斯在感温包等部位的焊接可靠性高，增加控制精度，采用胶和激光焊粘合。这与德国汽车部件焊接的技术类似，金属材料用胶加激光焊接粘合将成为一种趋势。据介绍，胶的配方是企业的商业秘密。

　　最后，访问团参观了丹佛斯展览馆。身在其中，可以看到各类精巧耐用阀产品在演化过程中不同阶段的形态。这使访问团感受到创新和积累的关系密不可分。

第二站：Bundgarrd公司

　　Bundgarrd是一家中小型企业，位于丹麦瓦埃勒，公司占地面积不大，现场员工数量十余名，具有制冷设备的设计和装配能力。在现场可以看到，车间内摆放着大大小小的制冷设备，有的已经装配完成，有的正在装配，院内则摆放着几台准备出货的设备。

　　据Bundgarrd有关负责人介绍，公司一年可以生产65~70台热泵机组,功率为0.8~200kW，包括螺杆机和活塞机。公司从创立之初就全部采用天然制冷剂R290，设备中制冷剂R290的充注量从5kg到23kg不等。该公司已经生产制冷设备生产15年，全部为定制设计生产，售出设备均运行良好。配合R290制冷剂的应用，Bundgarrd增加了气体探测器和排风扇等设备。生产线现场，没有储液器，器件均为防爆产品。生产和使用安全有保障。若发生制冷剂泄漏，气体探测器将触发报警，机组将强制停机，用户可以通知供货商进行检修。在公司的历史上，还未发生过重大的安全事故，仅出现过压缩机和阀件泄漏触发的停机。

　　丹麦从2001年开始对HFC征收碳税，现在对HFC的限制充注量为不超过10kg。政府鼓励采用低碳制冷剂。R290的就价格是40欧元/kg，R134a是150欧元/kg。尽管目前R290设备的市场价格高于HFC设备，但其能效水平能够提高10%~20%，一些环保和节能要求较高的政府建筑和商用建筑更愿意使用R290设备。

第三站：江森自控丹麦公司

　　江森自控是一家美国公司，其丹麦公司位于丹麦第二大城市奥胡斯。这个城市人口约32万人，其中5万余人为在校大学生。

　　访问团参观了江森自控的客户与培训中心。该企业负责人和技术专家向访问团介绍了丹麦制冷行业的情况。据介绍，丹麦制冷设备主要用于食品冷库和冷链设备，如用于肉食、乳制品、饮料等食品的加工、运输、存储和零售等环节的保鲜。由江森自控设计建造的冷库全部采用氨制冷，冷水机组为定制生产。

　　江森自控的专家从平均GWP值的角度对欧盟的F-GAS法案进行了解读。目前的F-GAS法案以2009~2012年的平均水平作为基线，根据计算，基线年各种含氟气体的平均GWP值约为2000，到2030年要削减79%，届时平均GWP应为420;假如欧盟决定采取更加激进的减排方案，即2030年削减85%，平均GWP则需下降到300。

　　丹麦的含氟气体法从2002年开始实施，各企业为此进行了大量研发工作。用户和制造上学会使用低GWP制冷剂，超市采用CO2，没有第二种技术;工业上用氨，制冷用碳氢工质。家用制冷设备均采用自然工质，且充注量低于150g，无须安全评估。充注量超过10kg的设备，需要申请进行评估，一般用途将得不到批准。

　　访问团还参观了江森自控给自己办公楼配备的采用R290的冷水机组空调系统。根据欧盟标准，该设备专门设计了机器室，出于安全考虑，特别是在维修中的安全，压缩机等核心组件均位于独立的机器室中。设备安放在办公楼外，与楼门相邻，设备与门之间建有一道防护墙，设备与墙之间有60cm的距离。

第四站：丹麦技术研究院制冷热泵中心.

　　丹麦技术研究院制冷热泵中心的专家向访问团介绍了丹麦含氟气体相关的政策。丹麦自2001年起推出碳税政策，限制含氟气体使用;2002年颁布禁令，在部分应用领域禁止使用HFC。自2011年起，丹麦进一步提高了碳税标准，对每吨CO2当量含氟气体征收150丹麦克朗(约合20欧元)的碳税。2002年，丹麦颁布了第552号法案，从2006年1月1日起全面禁止进口、出售和使用含HFC制冷剂的新产品。法案对充注量在0.15~10kg的设备以及维修用途的HFC给予豁免，对于充注量大于10kg的热泵、空调设备、除湿机等给予一定的宽限期，从2007年1月1日起禁止。HFO同样适用于该法案。对于没有合适的替代品或特殊用途的设备，应单独申请豁免。据介绍，每年仅有30~50个设备申请豁免，通过审查的数量为20~30个。如果违反政策和禁令，通过化学品检验被发现或被举报，按照法规将受到处罚。

　　丹麦主要的制冷设备包括医用冷柜、超市冷藏冷冻设备。过去15年，约5000万丹麦克朗的费用用于设备开发，HC设备能力大大增强。目前，这些设备均采用自然工质，大于200kW的冷水机组采用氨系统、中等规格的用碳氢工质，冷冻设备用CO2。

　　上述措施使丹麦HFC使用量在2015年基本回到1999年的水平，约为400吨。丹麦历史上含氟气体排放的最高值出现在2007年，为85万~90万吨CO2当量。丹麦的目标是在2006~2020年减排1200万吨CO2当量的含氟温室气体。

　　据介绍，2017年，丹麦技术研究院制冷热泵技术中心将进行一个R290热泵用于自来水加热的项目。采用R290的原因，主要考量其低碳且能效高。

第五站：瑞士联邦环境能源交通信息署

　　在瑞士，访问团拜访了瑞士联邦环境能源交通信息署，与该署空气污染控制与非电离辐射司的官员和有关专家进行会议交流，并调研参观了3个自然工质制冷剂应用案例。

　　据介绍，瑞士环境保护联邦法规旨在保护人类/动植物受有害影响或滋扰,保持土壤肥力;并考虑对污染特别敏感的群体，如儿童、病人、老人和孕妇。该法规有两个原则：一是排污者买单原则，任何人，如果导致根据该法的规定而采取的措施，应当承担这些措施的费用;二是预防原则，无关现有污染,在经济上可以接受的前提下,应尽可能地在技术以及运作条件允许的情况下，通过预防措施限制排放,是对早期预防措施的限制。

　　瑞士环保署的专家介绍了瑞士针对大气中稳定物质(含氟温室气体)的管理规定。该法案的目标包括：以最小边际成本降低含氟温室气体的排放;限制未来需要监管的新应用的发展;避免潜在的政策漏洞(未管制的持久性含氟温室气体);支持工业界开发长期可靠的技术与战略;推动对化学品全生命周期的管控;推动对环境友好技术的开发和市场化。采取的策略有：限制相关产品与技术不可用或不环保用途含氟温室气体的使用;必要情况下可在关键用途上基于技术正当要求予以豁免;对于允许的含氟温室气体使用实施减排方法;考虑子行业的自愿承诺。可见，瑞士针对不同领域、不同技术，采取并制定了不同的削减目标。

　　该法案的政策基础是1983年制定的瑞士国家环境保护法，以及在2005年制订的《关于使用特殊危险品、准备与条款的风险防护条例》。其中，条例附录是物质在不同领域应用的列表。该列表于2015年进行了更新。被禁用的定义为在空气中稳定的化学品(包括HFC)。其附件2.10规范了制冷剂领域，禁止家用空调使用HFC，制冷剂充注量超过3kg的要求报告，维修须记录，每年有泄漏量控制报告，每年检测泄漏率。对于制冷量超过1000kW，冷凝侧是空气的产品要求贴标签。大于600kW，空调和热泵禁令，大冷量的可以不用HFC，有技术可以解决方案。家用空调小于600kW的不禁止使用，因为用HC可能成本太高，所以不禁止。如果达不到EN378安全标准的可以豁免，但需要一个个案例审批。

　　Walter Wettstein公司的专家介绍了关于氨冷却设备重大事故的预防措施。氨气具有较高的健康危害，主要包括腐蚀皮肤、眼睛、肺部，300ppm下暴露会立即危及生命与健康，在15%~28%空气体积浓度下可燃，在封闭空间内泄漏时遇点火源可引起爆炸。

　　瑞士的方法是建立系统用以评估氨冷却装置重大事故破坏潜力，并规定适当的预防措施。瑞士重大事故条例是根据阈值量确定不同等级风险与预防措施的适用性。其中，阈值量分为200kg及以下，200~2000kg，2000~20000kg，20000kg及以上几个等级。在个案中，按照不同的等级采用控制与评估适用性的程序，评估内容包括破坏潜力评估、风险评估以及总体的安全方案。根据SN/EN378和EKAS 6507的技术规定，选择合适地点，控制进入，采用适宜的安全距离，置换危险物质或限值用量，避免有害过程、方法或操作步骤，规范存储，使用安全设备，各类可靠的测量或控制系统，系统间独立运行，充足的警告与报警系统，监测与规范设备及关键安全部件的维修，确认相关责任、员工的告知与培训等。

　　在此后的项目实地考察中，访问团先后参观了位于Zurich的一家医院和一个居民小区、位于Neuendorf的某大型连锁超市的大冷库。这些地方均属于人员密集、行动不便利的安全风险高的区域。然而，由于安全措施十分到位，这些地方均都采用氨制冷设施。访问团参观了位于医院、居民楼地下和超市的氨制冷系统机房。氨的安全涉及到毒性、可燃性，安全措施复杂。氨制冷全套设施由制冷设计咨询公司(Walter Wettstein)设计和监理，采用严格的安全标准。访问团发现，每个机房内，设备、仪器、仪表、安全设施均井井有条、十分规范，没有氨的气味，设备密封到位。

自然工质的美好前景

　　丹麦和瑞士在减排化学品的温室气体方面处于领先地位，基本已达到与自然界平衡的目标，即不增加新的排放。这首先是两国的发展理念决定的，对自然环境和人类生存环境的爱护;第二，两国的法规具有前瞻性，管理控制方法符合实际需求;第三，在科研上，研究机构和企业紧密结合，企业主动投入资源;第四，机制比较合理，采用天然制冷剂的产品利润更高;第五，严格遵守安全规范，安全措施到位;第六，产品的工艺制作、材料的使用精良。当然，企业能够做到上述几点，也与其能够获得合理的利润不无关系。

　　通过此次访问，考察和了解到丹麦和瑞士两国自然工质的实际应用情况，在为中国自然工质应用及推广开拓了思路，坚定了决心。温室气体排放已经影响到人类的生存，气候大会2015年末终于在巴黎达成协议。这说明气候变化的重要性已被全世界各国所认可。如今，化学品温室气体排放所占比例越来越高，化学合成制冷剂作为其中最大的份额面临环保考验。反观自然工质，不但具有很好的制冷性能，还可以助力产品能效水平提升。未得到广泛应用主要由于安全困扰。从此次丹麦和瑞士之行搜集到的情况来看，安全问题事在人为,完全可以控制。