通风设备网
诚敬信息技术

“双碳”目标下制冷空调行业技术发展的思考

   日期:2022-03-28     浏览:460    评论:0    
 1  背景

中共中央总书记习近平在中国共产党第十九次全国代表大会报告中指出,坚持人与自然和谐共生,必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,坚持节约资源和保护环境的基本国策。2009年12月,时任中国国务院总理温家宝在哥本哈根世界气候大会上郑重承诺:到2020年中国单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%~45%。2020年9月22日,习近平在第七十五届联合国大会上向国际社会宣布,中国将力争2030年前达到CO2排放峰值,努力争取2060年前实现碳中和。碳达峰指的是能源活动CO2排放量出现峰值拐点并在此后开始进入下降通道,意味着经济社会发展与CO2排放的脱钩。碳中和则指每年直接或间接产生的温室气体排放总量,通过自然系统碳汇和工程碳移除技术实现“净零排放”。2030年前碳达峰是CO2的达峰,2060年前要实现碳中和包括全经济领域温室气体的排放,不只是CO2,还有甲烷、氢氟化碳等温室气体,包括从CO2到全部温室气体。中国是全球最大的能源消费国,也是全球最大的温室气体排放国,2019年中国一次能源消费在全球一次能源消费总量中占比超过24%,年温室气体排放总量接近100亿吨CO2当量。碳达峰碳中和对中国而言将是一个巨大的挑战。

中国是当今全球最大的制冷空调设备制造国和消费市场,行业内多项产品产量位居世界第一。制冷空调产业已成为我国装备工业的有生力量和国民经济的重要组成部分。从人们的日常家居生活中普遍使用的冰箱、空调,到各种交通工具,再至农林牧副渔行业与食品加工、医疗卫生、电子电器、工业过程及国防工业等领域,都离不开制冷空调设备。制冷空调设备也是国家经济生活中的能源消耗大户,据相关机构统计测算,目前各类在用的制冷空调设备耗电量占全社会发电总量的20%以上。中国也是当今全球最大的制冷剂消费国,经测算中国的制冷剂消费量超过全球的50%,各类制冷剂(HCFCs、HFCs、天然工质等)的年消费量超过35万吨,折合CO2当量超过5.5亿吨。要实现“双碳”目标,对中国制冷空调行业而言,无疑是一个巨大的挑战。

 

2  国内外温室气体减排相关政策

绿色低碳发展已成为全球共识,截止到2021年11月,已有超过130个国家和地区提出了零碳或碳中和的气候目标,据能源与气候智库(ECIU)统计,全球136个国家及地区提出碳中和目标,包括已实现碳中和的2个国家,已立法的6个国家,处于立法中状态的包括欧盟(作为整体)和其他5个国家。另外,有20个国家(包括欧盟国家)发布了正式的政策宣示。提出目标但尚处于讨论过程中的国家和地区近100个。

2.1  国际公约

随着人们对环境问题的关注,全球变暖问题引起了广泛关注。根据观测,地球表面平均温度自19世纪以来上升了1℃左右(图1)。在19世纪,科研人员已确定CO2是重要的温室气体之一,CO2可以在大气层形成一道屏障将地球散发的热量又反射回地球表面。根据对大气空气中CO2的直接监测,在过去的200年间,大气中的CO2增加了40%以上,尤其是1970年以后,增加更快。人类活动直接或间接排放的CO2对于这一变化起着重要的作用。

图1  全球地表平均温度变化曲线

为了应对全球气候变暖给人类经济和社会发展带来的不利影响,国际社会于1992年达成了《联合国气候变化框架公约》,并在此框架下于1997年进一步签署了《京都议定书》,鼓励各个国家以自主承诺的方式减排温室气体,《京都议定书》规定从2008年到2012年的第一承诺期间,主要工业发达国家的温室气体排放量要在1990年的基础上平均减少5.2%。随着《京都议定书》第一承诺期结束,历经多方谈判和努力, 2015年12月,在《联合国气候变化框架公约》框架下召开的巴黎气候变化大会上,近190个缔约方终于达成一致,通过了关于气候变化的《巴黎协定》,为2020年后全球应对气候变化行动作出了安排。

《巴黎协定》的长期目标是把全球平均气温升高相较于工业化前水平控制在2 ℃之内,并为把升温控制在1.5 ℃之内而努力。全球将尽快实现温室气体排放达峰,本世纪下半叶实现温室气体净零排放。《巴黎协定》已于2016年11月4日正式生效,目前已有195个国家和地区被正式批准加入《巴黎协定》。

2021年10月31日,联合国气候变化框架公约缔约方大会第二十六次会议在英国格拉斯哥开幕。这是《巴黎协定》进入实施阶段以来的首次气候大会,通过磋商协调,缔约方首次同意逐步压减未进行碳移除的煤电,对气候变化造成损失与损害的认识和回应较以往有所提高。中国和美国在会议期间发布《中美关于在21世纪20年代强化气候行动的格拉斯哥联合宣言》,提出了中美双方开展各自国内行动、促进双边合作及推动多边进程的具体举措,体现了双方在气候变化领域的合作。

目前国际上正在普遍采用的无臭氧破坏作用的HFCs类制冷剂,因其中大部分具有较高的GWP值,属于《京都议定书》所列明的应实施减排的六大类温室气体之一。2016年10月10日,《蒙特利尔议定书》第28次缔约方会议于卢旺达首都基加利举办,经过艰苦的谈判,《蒙特利尔议定书》197个缔约方达成一致,形成了关于HFCs削减的《基加利修正案》。这一修正案是迄今为止为推动实现巴黎气候大会商定的“到本世纪末将全球气温上升幅度控制在2 ℃以内”的目标做出的最大响应行动。根据科学评估,履行基加利修正案的管控要求可使HFCs排放量在本世纪末降至每年10亿吨CO2当量以下,每年可避免56~87亿吨CO2当量排放,最多可避免全球平均升温0.4 ℃。

2.2  发达国家相关政策解读

2.2.1  欧盟国家

2020年,欧盟27国领导人在布鲁塞尔举行的峰会上就更高的温室气体减排目标达成一致,决定到2030年时欧盟温室气体排放要比1990年减少至少55%,到2050年实现碳中和。欧盟成员国将通过利用清洁能源,发展循环经济,抑制气候变化,恢复生物多样性,减少污染等措施提高资源利用效率,实现经济可持续发展。为此,欧盟制定了详细的路线图和政策框架。在产业政策层面,欧盟将发展重点聚焦在清洁能源、循环经济、数字科技等方面,政策措施覆盖工业、农业、交通、能源等几乎所有经济领域。此外,欧盟还提出了“可持续欧洲投资计划”,未来欧盟长期预算中至少有25%专门用于气候行动。欧洲投资银行也启动了相应的气候战略和能源贷款政策,到2025年将把与气候和可持续发展相关的投融资比例提升至50%。

2.2.2  英国

2019年,英国提出了到2050年实现净零排放的目标。当前,英国各地都做出了一定程度的行动,实现净零经济的关键支柱行动所需要的政策及措施已在积极落实或正在发展中,包括:增加低碳电力供应(到2050年需要翻两番),发展高效的低碳建筑供暖、发展电动汽车,加强碳捕获和发展氢能,停止可生物降解的垃圾填埋场,逐步削减含氟气体,增加植树,在农场实施减少排放的措施等。

2.2.3  法国

2020年,法国制定并通过“国家低碳战略”,并分布布法令,设定2050年实现碳中和的目标。根据法令,法国将建立碳预算制度,依法制定法国国内绿色增长与能源转型的时间表。此外,法国政府在过去几年还制定并实施了《多年能源规划》(PPE)及《法国国家空气污染物减排规划纲要》等,为实现节能减排、促进绿色增长提供有力的政策保障。当前,新冠疫情使法国经济复苏乏力,发展可再生能源急需大量资金支持。尽管法国政府从立法层面采取措施激励各类主体参与国家绿色增长和能源转型,但仍面临妥善解决煤电和核电行业新增失业、强化企业发展可再生能源意愿、改变居民用电习惯等诸多挑战。

2.2.4  德国

2019年,德国通过了《气候保护法》,首次以法律形式确定德国中长期温室气体减排目标,到2030年实现温室气体排放总量较1990年至少减少55%,到2050年实现温室气体净零排放。计划为能源、建筑、交通、贸易和工业、农业和林业等领域制定2030年行业减排目标,并引导公众进行参与和监督。德国将从2021年起启动国家排放交易系统,向销售汽油、柴油、天然气、煤炭等产品的企业出售排放额度,由此增加的收入将用来降低电价、补贴公众出行等。

2.2.5  日本

2020年,日本政府公布了脱碳路线图草案,提出将于2050年实现净零排放,还为海上风电、电动汽车等14个领域设定了不同的发展时间表,旨在通过技术创新和绿色投资的方式加速向低碳社会转型。根据草案,日本政府将投入大量资金,鼓励14个行业的技术创新和潜在增长,包括海上风电、氢氨燃料、核能、汽车、海运、农业、碳循环等。主要目标包括:1)将在15年内淘汰燃油汽车;2)到2050年,可再生能源发电占比较目前水平提高3倍,发电比重达到50%~60%;3)引入碳价机制助力减排等。日本经济产业省将通过监管、补贴和税收优惠等激励措施,动员超过240万亿日元的私营领域绿色投资,力争到2030年实现90万亿日元的年度额外经济增长,到2050年实现190万亿日元的年度额外经济增长。

2.2.6  美国

2021年11月1日,美国正式发布《迈向2050年净零排放的长期战略》,公布了美国实现2050碳中和终极目标的时间节点与技术路径。对截至2020年12月美国所有领域的气候相关政策与行动进行详细评估,通过政策和行动使美国实现2030年中期目标:将碳排放减少到2005年的50%~52%,提出2030年与2040年的路径规划,从而达到2050年净零目标。阐明美国为加速气候适应和建立国内国际气候韧性所制定的前瞻优先项,包括国内气候影响和脆弱性、适应性进展、教训、近期政策和其他举措,目的是增强气候适应能力、提升韧性和降低气候变化脆弱性。

2.3  中国相关政策措施

为实现碳达峰碳中和目标,我国将建立健全绿色低碳循环发展的经济体系,将碳达峰碳中和纳入生态文明建设总体布局,以经济社会发展全面绿色转型为引领,以能源绿色低碳发展为关键,加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产方式、生活方式、空间格局,坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路。2021年5月,中央层面的碳达峰碳中和工作领导小组正式亮相,领导小组将组织制定并陆续发布“1+N”政策体系,其中“1”是碳达峰碳中和指导意见,“N”包括国家层面的“2030年前碳达峰行动方案”以及重点领域和行业政策措施和行动。2021年9月22日,中共中央、国务院印发了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(以下简称《意见》)。《意见》作为碳达峰碳中和“1+N”政策体系中的“1”,从顶层设计上明确了做好碳达峰碳中和工作的主要目标、减碳路径及相关配套措施,为日后碳达峰碳中和行动方案、各行业政策措施和行动提供政策支撑。为了更好地贯彻落实“双碳”目标,国务院于2021年10月24日发布了《2030年前碳达峰行动方案》,提出了2025(十四五)和2030(十五五)两个碳达峰关键期的目标和重点任务。到2025年,非化石能源消费占比为20%左右,单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%,单位国内生产总值CO2排放比2020年下降18%,为实现碳达峰奠定坚实基础。到2030年,非化石能源消费占比为25%左右,单位国内生产总值CO2排放比2005年下降65%以上,顺利实现2030年前碳达峰目标。围绕着“双碳”目标,近期国家发展和改革委员会、生态环境部、财政部等相关部委相继发布了多项配套政策和行动措施方案,有力地推动了碳达峰碳中和工作向前开展(表1)。

表1  中国政府“双碳”相关政策文件汇总

 

3  国家实现“双碳”目标的路径

目前,中国CO2排放领域按照从多到少依次为:1)电力和热力生产;2)制造业和建筑;3)运输部门;4)住宅建筑和商业及公共服务;5)其他领域。其中电力和热力生产、制造业和建筑两个领域CO2排放量占比超过80%。与美国、英国等国家相比,中国制造业和建筑领域的CO2排放量占比明显高出很多(图2)。

图2  各国各行业CO2排放量结构

据相关机构分析,未来实现碳中和的主要路径包括:

1)中国的能源结构将会发生深远的变化,需要大力发展清洁能源,比如水电、核电、风电、光电、生物质能发电等。由于清洁能源的不稳定性,储能将会得到快速发展,电池技术、抽水储能技术、氢能技术等也将有巨大的需求。电池技术、氢能源应用由于可广泛应用,所以前景广阔。

2)调整产业与能源结构,节能优先。“节能是第一能源”,大力提升各种耗能设备的能效,将是我国实现碳中和目标的重要途径,并且节能可以在国家能源安全、环境治理、促进就业等方面产生正面效应。

3)碳汇、碳捕集与封存。碳汇,是指通过植树造林、植被恢复等措施,吸收大气中的CO2,从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。碳捕集与封存,是指将CO2收集起来,并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。

 

4  制冷空调行业实现“双碳”目标路径的探讨

制冷空调行业实现“双碳”目标的路径需遵循国家层面的“双碳”政策规划的指引。

4.1  关注能源结构变化,开展多种能源综合利用

随着全社会“双碳”目标的推进,国家的能源结构和供给方式必然发生变化,行业推进“双碳”目标的实现,首先要适应这种能源结构的调整变化。一方面要大力推进可再生能源等清洁能源的利用使用,如太阳能、余热废热、空气源热泵、天然冷源等;另一方面,对使用清洁能源制取的冷量和热量,应从冷热两端加以全面利用,同时结合储能技术开发,解决清洁能源生产的不稳定性问题。

4.1.1  大力推进清洁能源高效利用

太阳能、风能等是大自然提供的取之不尽用之不竭的最清洁的能源,未来的产业发展中,要充分考虑制冷空调设备引入和利用清洁能源的问题,创新应用方法和手段,实现低碳发展目标。风能、太阳能等可再生能源均呈现为直流供电特性,对这些可再生能源的利用必须考虑与直流技术的有机结合。在制冷空调行业,直流驱动调节技术近年来取得迅猛发展。直流技术的飞速发展为机组的变工况运行提供了可靠保障,使得被控制目标温度波动更小,制冷量调节更加连续稳定,在增加舒适性的同时还可以有效地提高系统的综合能效水平。直流技术的普及应用给行业的产业和产品结构带来了革命性的变化,直流调速技术除了压缩机的转速调控外正在向更多的产品领域延伸,包括风机、水泵、冷却塔等附属设备的控制和调节,更高水平的系统集成与控制调节技术将会带来更多的节能潜力和经济社会效益。

研究太阳能和制冷设备的多种有机结合和利用方式,大幅度地提高太阳能的利用效率也是清洁能源利用的重要方向之一。目前行业内已经开发出太阳能光伏直驱的空调(热泵)系统并成功应用在多种场合。降低太阳能空调的初始投资成本和发展太阳能复合建筑供能系统,提升太阳能的利用效率,是未来太阳能在制冷空调行业应用的主要方向。

4.1.2  余热(冷)、废热利用

我国余热资源非常丰富,提升利用潜力巨大,对于实现能源产业的可持续发展至关重要。在冶金、化工机械、电力等各种工业生产过程中,往往伴生大量余热资源。据相关机构测算,这些资源可换算成约6亿吨标准煤。采用不同的制冷/热泵技术对各种余热、废热热源进行充分地回收再利用,将可为国家节约大量能源资源。近年来,新型余热回收再利用技术不断涌现,如余热有机朗肯循环(ORC)发电技术、超高温热泵技术、喷射器余热发电、冷热电联供技术等。民用领域,在制冷空调系统内加装热(冷)回收装置,将制冷空调循环系统余热(冷)回收再利用,可以充分提高能源的综合利用率。

4.1.3  热泵技术推广

热泵技术通过提取环境介质、余热资源中的低品位能量,提供可被利用的高品位热能,具有较大的节能利用价值。热泵每消耗1份能量,可以获得一倍甚至数倍的热量,大幅度地提高了能源的利用效率,是一种高效节能的产品。空气源、水源、地源、余热、废热等都可能成为热泵能量的来源。空气源热泵是近年来“煤改电”应用的主要形式之一,为国家的雾霾治理发挥了重要的作用。据有关数据,目前全国公共建筑存量近150亿平方米,公共建筑能耗3.6亿吨标煤。按广义的空调系统能耗占建筑能耗的50%计,则通过利用热泵技术解决公共建筑供热系统的化石能源替代,减排效益将是非常巨大的。在未来“双碳”目标驱动的大背景下,热泵技术作为化石能源替代的主要手段之一,必将迎来更大广阔的发展机遇和市场应用空间,做好不同应用场合的功能匹配与应用技术开发将是需要关注的发展方向。

4.1.4  天然冷源利用

我们祖先很早就有收集冰和雪等天然冷源应用于食品保鲜、防暑降温等方面的先例;现代北方的冰雕是自然冷源利用与艺术展现的有机结合;利用自然冷源的滑冰场和滑雪场则为人民群众提供了惬意的运动场所。除了冰和雪,自然冷源还包括冷的空气、水、永久冻土等。近年来,随着能源短缺问题的加剧,自然冷源在制冷空调行业得到越来越多地应用。

在合适的季节里,通过引入自然新风可以较为显著地降低建筑物空调系统能耗。近年来,数据中心随着互联网和移动通讯的普及而得到蓬勃发展,数据中心空调系统需要全年不间断运行,在冬季、过渡季节等气温较低的季节,可以充分利用自然冷却替代部分或全部的机械制冷为数据中心降温冷却,取得显著的节能效果。

自然冷源利用受地区或者季节影响比较大,自然冷源如何跟使用侧需求、机械制冷系统和负荷之间优化匹配是需要重点解决的问题。

4.1.5  为清洁能源生产提供全方位保障服务

“双碳”目标将带来清洁能源生产设施建设高潮。清洁能源生产建设离不开制冷空调设备的服务保障,将形成新的巨大市场。清洁能源设施工作环境复杂多样,对配套的制冷空调设备提出更高技术和质量要求。针对风电、光电、核电、水电、储能等不同新能源生产技术要求,研究和开发适用的专有技术和产品,将会赢得更多的市场发展空间。氢气作为零碳的能源载体,正在得到越来越多的关注:有机构预测到2050年世界上20%的CO2减排可以通过氢能替代完成,氢能消费将占世界能源市场的18%。氢能的高压储能、加压低温液化储存都需要用到压缩制冷装备。未来不管是氢能还是其它的清洁能源的生产和应用都离不开制冷技术的保驾护航,这也是对制冷行业提出了新的需求。

光伏、风电等一些清洁能源的输出不稳定是其一个重要特征,为解决这一问题,储能技术将会是重要的解决方案,储能技术作为清洁能源利用不可或缺的伴生品,将迎来高速发展良机。未来不同储能方式将在不同场合和领域各尽所长:包括有机械能储能、电气储能、电化学储能、热化学储能等,储能技术开发应用也少不了制冷空调设备的保障。另外,随着电池技术的快速发展,电池成本快速降低,电池储能电站、电动汽车等近年来也都取得了快速发展。由于电池储能密度大,短路引起的火灾爆炸事故时有发生,因此新型储能材料开发至关重要。电池储能技术的发展带动了热管理技术开发的需求,包括储能电站的热管理、电动汽车的热管理,也都是未来行业技术开发的重要方向。

4.2  提升产品和系统能效

4.2.1  提升产品能效

国际上有一个流行的观点,节能是紧随煤炭、石油、天然气和电力之后的世界第五大能源,对于当今经济高速发展的能源需求巨大的中国而言,“节能是第一能源”已是政府和社会公认的基础理念。大幅度提升产品能效,是多年来行业重点开展的工作。

制冷空调设备常见的换热部件包括蒸发器、冷凝器、过冷器、中间换热器等。换热设备的传热特性对制冷空调设备的整机性能具有重要的影响。国内外对制冷换热器研究的总趋势是:通过传热机理及强化传热的研究,开发高效、紧凑、重量轻、可靠性高、经济性好的新型换热器。当前围绕“双碳”目标和制冷剂绿色替代,对换热器研究也进一步提出了新的课题和要求。

压缩机是制冷空调系统的“心脏”,是系统循环动力的来源。近年来,压缩机技术发展方向主要围绕环保、节能和应用范围的拓展。而新的替代制冷剂的应用,如采用CO2、NH3、R290、R32、HFOs等,也需要围绕压缩机开展改进设计或重新开发,以保证产品的性能和可靠性满足替代要求。

4.2.2  系统节能

除了提升制冷系统中各个设备的能效,制冷系统实际运行能效的提升问题近年来也受到社会各界越来越多地关注。系统能效提升是一项复杂的工作,涉及对应用系统的集成优化设计及系统中各个设备的优化匹配控制等方面内容。

以空调系统为例,空调系统包括冷水(热泵)机组、水系统、风系统、控制系统等设备。按照兼顾动态负荷和使用保障要求的原则,要对空调系统进行优化设计和设备匹配,并结合自动控制和调节手段,使得系统在不同运行场合和时段均处在高效运行状态,达到节能运行的目的。推进用户端的系统集成设计和工程节能应用(负荷匹配、系统模拟、集成设计、经济运维),通过全面的系统集成和增效服务,充分适应新市场、新业态、新需求,不仅延伸了产品服务的内涵和外延,也拉动更多新的市场需求,为产业发展创造了新机会,增添了新动能。

4.2.3  非蒸气压缩循环制冷技术推广应用

“双碳”经济发展为各类非压缩循环制冷技术,包括蒸发冷却技术、吸收式制冷、吸附式制冷、半导体制冷等的需求和发展带来新的发展机遇和市场空间。蒸发冷却技术作为一种利用可再生的“干空气能”的冷却方式,具有节能、环保、运维费用低等优点,在中国北方气候干燥地区取得越来越多的应用。目前已成为快速发展的数据中心机房产业中有效利用自然冷能进行冷却降温的重要方法之一,节能降耗效果显著,呈现出更加广阔的发展前景。虽然其技术特点决定了应用范围有一定的局限性,但由于蒸发冷却系统不用压缩机,其系统在可用领域的实际运行效率高,在“双碳”大背景下必将迎来更多的市场机会,发挥出更大的节能价值和作用。

吸收式制冷技术在热回收和余热、废热利用方面具有独特的推广应用价值,在上世纪八九十年代为解决全国性的电力短缺问题发挥了重要的作用,并取得长足发展。在电力供应充足的今天,吸收式制冷技术已回归其基本功能,成为工业热回收和余热、废热再利用市场的主力军,“双碳”目标将驱动吸收式技术再次迎来发展春天。

4.3  开发低碳环保材料,推进资源循环利用

4.3.1  开发低碳环保材料

未来要更多地开发和探索可能的低碳环保材料的应用,包括纳米材料、碳纤维等非金属材料、各种复合材料和新型功能材料以及零ODP(臭氧消耗潜值)和低GWP(全球变暖潜值)的制冷剂等。开发与这些低碳环保材料对应的新工艺、新方法,促进这些材料的使用和推广,提升材料的回收再利用率,将对行业实现“双碳”目标起到重要的支撑作用。

中国制冷空调行业一直以来开展《蒙特利尔议定书》履约工作,在消耗臭氧层物质的淘汰已经取得重要进展。同时,按照《基加利修正案》的要求,开展HFCs削减活动时要关注能效提升的协同效应。在未来制冷剂的替代选择上,多年来国际社会公认的选择标准是,替代制冷剂不仅要满足零ODP、尽可能低的GWP外,还应综合考虑制冷剂本身的性质、制冷系统的节能性、环保性、安全性、经济性以及制冷剂的整个寿命期气候性能,选择对全球气候变化影响更低的替代物,这样才能实现环境效益的最大化。

从目前的技术发展状况看,在全球范围内尚未找到符合零ODP、低GWP、安全、高能效的完全理想的替代制冷剂,今后的趋势是在不同的产品领域使用不同种类的替代制冷剂,在目前全球技术的发展趋势下,零ODP值、低GWP值的替代品,如CO2、NH3、R290、R32、HFOs及其混合物等正在逐步走入我们的生活,也将成为未来新一代替代制冷剂的主要选择方向。

在新一代替代制冷剂选择过程中,由于首先需要考虑其环保性,故当今流行的替代制冷剂与上一代的制冷剂相比,或多或少地存在着不同方面的不足和缺陷,如压力过高、可燃、易爆或具有毒性等,在未来的推广应用中,需要针对替代制冷剂存在的问题,通过技术手段对不同制冷剂进行相应的“缺陷管理”,开发出适用的技术和装备,以此保证新型替代产品的安全推广使用。另外,减少系统中制冷剂的充注量,逐步完善制造、运输、存储、使用和维护过程中的安全设置和防护措施,制定或修订相关的法规、标准,加强培训等,也是保证这些新型替代技术走向市场应用所必不可少的环节和手段。

4.3.2  推进资源循环利用

国际上普遍形成了在资源循环利用过程中实施生产者责任延伸制度(Extended Producer Responsibility,简称EPR)的共识,即明确产品生产者承担产品废弃后的回收和资源化利用责任,引导企业构建产品绿色设计、绿色生产、绿色消费、绿色物流以及绿色回收和处理的全生命周期绿色供应链的责任,激励生产者推行产品源头控制,采用市场化的原则建立起废弃产品的循环利用体系,在产品全生命周期中最大限度提升资源利用效率。

中国已成为全球最大的制冷空调设备生产国和消费国,关注对众多废弃制冷空调设备的回收处理,在实现对紧缺源循环利用的同时,也可大幅减少碳排放和对环境的污染和破坏。中国政府近年来先后颁布了《循环经济促进法》《废弃电器电子产品回收处理管理条例》《生产者责任延伸制度推行方案》《中国制造2025》《绿色制造工程实施指南(2016—2020年)》《消耗臭氧层物质管理条例》等法规和政策文件,规范和引导了资源的循环利用,促进了行业可持续发展。

多年来,国家大力推动废弃电子电器产品回收、拆解工作。我国废弃制冷空调产品处理技术和设备发展迅速。废旧产品拆解工艺、制冷剂及各类金属、非金属材料的回收流程和处理技术向高效、低耗化发展。随着处理企业的成长,处理产品品种和产能的扩大,废旧设备的循环利用率也在逐步提升,为国家循环经济的构建与发展做出贡献。

目前制冷空调产品中普遍采用的HCFCs和HFCs制冷剂,多具有强温室效应,排放后将破坏臭氧层或者带来温室效应,受到《蒙特利尔议定书》的管控,正在或即将逐步淘汰或削减。对制冷剂的回收再利用将减少新制冷剂的使用,同时也将显著减少对环境的破坏性影响,因此国家大力鼓励对各类制冷剂的回收、再生和循环再利用技术,包括:鼓励回收制冷剂的净化和再生技术的研究和开发,提高回收制冷剂的再循环使用率,降低回收制冷剂的再生成本;针对回收后无法再应用的废旧制冷剂处理成本高昂的特点,鼓励资源化利用技术的开发,将回收的制冷剂转化为其他高附加值的产品,实现资源的高效利用和节能减排。

 

5  推动行业实现“双碳”目标的措施

5.1  关注国家政策,推动行业转型升级

国家发布“双碳”目标以来,中央和各地政府纷纷组织制定相关的行动计划和落实措施。制冷空调行业要坚定不移地贯彻国家的产业发展政策方案,推动行业实施绿色低碳转型升级。

5.2  碳足迹研究

制冷空调产品碳足迹涉及产品生命周期的所有阶段,包括原材料获取阶段、生产阶段、运输阶段、使用与维护阶段以及回收与处置阶段。制冷空调设备的碳足迹数据目前还严重缺乏,需要开展大量的研究。基于生命周期评价方法计算产品的生命周期碳排放,评价分析产品生命周期中或具体单元过程潜在的气候变化效应,识别产品的改善潜力,比较产品设计时的方案及决策工艺方案等,将有助于全行业行动起来,有效减少整体的碳排放水平。

5.3  建立低碳标准体系

国内外实践表明,各类绿色节能低碳标准是实现“双碳”目标不可或缺的技术基础。中共中央、中华人民共和国国务院印发的《国家标准化发展纲要》明确要求,要建立健全碳达峰碳中和标准。未来要进一步加快节能标准更新升级,抓紧修订一批能耗限额、产品设备能效强制性国家标准,提升重点产品能耗限额要求,扩大能耗限额标准覆盖范围,完善能源核算、检测认证、评估、审计等配套标准。加快完善地区、行业、企业、产品等碳排放核查核算标准。制定重点行业和产品温室气体排放标准,完善低碳产品标准标识制度,全面实施碳达峰碳中和标准化提升工程。

5.4  开展低碳技术研发,提升核心竞争力

碳达峰碳中和是我国中长期发展的核心目标,高质量发展和科技创新成为多重约束下求最优解的过程。从国内外的发展情况分析,持续加大研发投入、不断赢取核心竞争力提升是企业实现长期生存和可持续发展的唯一可行途径。面对未来,行业各界必须进一步加大投入,政府、行业机构和行业各界要积极探索建立公共的研发平台,调动高等院校、科研单位和生产企业及用户等各个方面的积极因素,集中优势力量,针对行业亟需的碳中和基础和共性技术和产业薄弱环节开展联合攻关,有效突破核心技术瓶颈,补足行业发展的短板,形成行业内具有自主知识产权的核心技术和持续创新能力,以此为行业发展注入新的原动力,推动行业早日达成碳中和的宏伟目标。

5.5  转变经营方式,发展循环经济

适应新经济发展趋势,既加强对平台经济的监管,又要鼓励平台经济创新,培育有一流国际竞争力的平台企业。制冷空调行业当前正在推进将互联网作为全产业链各个环节互联互通的重要支撑平台,利用大数据、人工智能等时代化技术工具,推动产业技术进步、组织变革以及生产效率和产品质量的提升,并借此全面提升行业生产力和创新能力。大数据和人工智能的应用是行业未来发展的方向,在产品和工程设计、工艺过程设计、生产调度、故障诊断、运行维护和使用、资源回收利用等环节,通过大数据分析掌握和推演出更优的设计、制造或应用方案,在实现产品智能化、制造智能化、运行维护智能化的同时,可以获得最大限度的产品生命周期低碳排放的协同效应。

 

6  结束语

实现碳达峰碳中和是国家的重大战略决策,制冷空调行业在国家节能减排事业中担负着不可或缺的责任和义务。“双碳”目标对行业而言是一场革命性的挑战,将带来全产业生态链的革新和重构。技术创新将是制冷空调行业实现“双碳”目标的重要途径。全行业应持续加大技术创新力度,以更加节能环保的技术和产品服务于经济和市场。最大限度地推进制冷空调产品的能效提升和系统环保节能应用,为国家层面的“双碳”目标完成做出应有的贡献,也由此推动全行业实现高质量发展和由大到强的根本转变。来源:中国制冷与空调网

 
打赏
 
更多>同类资讯
0相关评论

推荐图文
推荐资讯
点击排行