为什么是R290和R744？

当选择制冷剂时，我们应当考虑哪些因素？为什么汽车空调的制冷剂在近些年来最终倾向于自然工质R290和R744？要理解背后的原因，就需要了解一下汽车行业制冷剂的选择历史，可以说，制冷剂的选择历史就是人类认识大自然和保护大自然的历史。

1928年——R12由通用汽车和杜邦公司的一个联合团队发现。

1950 年代和 1960 年代——R12 成为全球标准，彻底改变了制冷技术。

1970 年代——科学家们发现包括 R12 在内的氟利昂对臭氧层有破坏性影响。

1974 年——发表的研究表明，CFC（R12 所属的气体组）正在消耗臭氧。

1985 年——南极洲上空发现臭氧空洞。

1987年——通过了《蒙特利尔议定书》，这是一项旨在保护臭氧层的国际协议，这意味着逐步淘汰消耗臭氧层物质，包括 R12等氯氟烃 （CFC）。

1990 年代初——大多数汽车制造商已完全过渡到在其空调系统中使用 R134a 制冷剂

1990 年代中期——R134a 成为全球汽车空调系统的行业标准。

2016年——《基加利修正案》在卢旺达基加利通过，将氢氟碳化物（HFCs）纳入《蒙特利尔议定书》的管控范围。GWP管控（碳排放）成为国际共识，并在各国

2019 年 1 月 1 日——生效的《蒙特利尔议定书》基加利修正案要求逐步减少 R134a 等氢氟碳化物 （HFC），减少碳排放，以减缓全球变暖。

2023年——欧洲化学品管理局（ECHA）发布了一项提案，旨在限制所有类别的 PFAS。现行的R134a及R1234yf均在限制范围内。满足PFAS的制冷剂，R290和R744就在其中。

    《蒙特利尔议定书》是最早针对消耗臭氧层物质的国际协议，随着对气候变化问题的关注，《京都议定书》和《巴黎协定》先后出台，旨在应对温室气体排放导致的全球气候变暖问题。而《基加利修正案》是对《蒙特利尔议定书》的进一步完善，针对 HFCs 这一强效温室气体进行管控。PFAS 则是近年来国际上关注的一类新的环境污染物，相关的限制措施正在逐步发展。

    从汽车行业制冷剂发展历史可以看出，环保合规是制冷剂选择的前提底线，在此基础上，才会以能效和成本为关键目标，同时还要兼顾安全性、兼容性等必要条件。

欧盟 REACH 对 PFAS 的限制进程安排如下

2021年7月— 欧洲化学品管理局（ECHA）发起证据征集，启动 PFAS 限制流程；

2023年2月—5个欧盟国家（挪威、荷兰、德国、丹麦、瑞典）根据 REACH 法规向欧洲化学品管理局提交 PFAS 限制正式提案；

2023年3月—欧洲化学品管理局发布 PFAS 限制提案，6个月咨询期启动

2026-2027年—欧盟委员会基于科学依据制定限制草案；5 个国家从社会经济与风险角度评估该提案，并与成员国及欧洲议会协商最终限制决策；

2027-2028年—潜在生效时间

2028-2030年—18个月过渡期

哪些制冷剂不在PFAS禁用之列？

1. 天然制冷剂：完全不属于PFAS定义范畴，如R744和R290（碳氢化合物）和R717（需关注其毒性带来的安全防护要求）

2. 其他制冷剂

R32，从化学结构看，R32 的分子为 CH₂F₂，仅两个氢原子被氟取代，碳原子仍与两个氢原子结合（非 “完全氟化”），而 PFAS 的定义要求 “至少一个碳原子的所有氢原子均被氟取代”（如 CF₃- 基团），因此 R32 被欧盟、美国缅因州、加利福尼亚州等明确排除在 PFAS 管控范围外。在 PFAS 限制提案中被多次明确列为 “豁免物质”，例如欧盟 REACH 提案、美国 SNAP 计划均未将其纳入禁用清单。​​​​​​​

R152a，其分子为 C₂H₄F₂，两个碳原子均未达到 “完全氟化” 状态（每个碳原子仍结合氢原子），无 CF₃- 等完全氟化基团，故被欧盟、美国等法规排除在 PFAS 之外。尽管 R152a 因 A2 类易燃性（火焰传播速度较高），未被广泛用作单一制冷剂，但可作为混合制冷剂的组分（如与其他非 PFAS 物质混合），且法规未对其使用设限，具备一定应用潜力。

R23（三氟甲烷），其分子为 CHF₃，虽含三个氟原子，但部分法规（如美国 EPA、欧盟 REACH 提案）认为 “仅含一个碳原子的氟化化合物” 不满足 PFAS“有机化合物链 / 环” 的结构要求，故将其排除在 PFAS 管控外。需注意的是，R23 虽不受 PFAS 禁令限制，但其 GWP 高达 18400，已被欧盟 F-gas 法规、美国 AIM 法案纳入 “高 GWP 物质逐步减量清单”，未来可能因环境影响被限制使用，仅在低温制冷（如 - 50℃以下）等特殊场景，因应用不可替代性获得过渡豁免。

美国对制冷剂的批准与欧盟有何不同？

    与欧盟不同，美国对制冷剂的批准设有额外机制 ——SNAP 计划由 EPA 于 1989 年推出，最初用于实施 ODP 物质淘汰，其核心是认可或禁止特定制冷剂在特定应用场景中的安全使用。制冷剂进入市场并推广需经历三个基本步骤：首先，EPA 需通过 SNAP 规则将新型制冷剂列为可接受替代物；其次，需制定设计与使用安全标准；最后，需制定允许使用该制冷剂的建筑规范（需与安全标准协调）。然而，这三个环节并非完全同步，且更新周期不一致，导致制冷剂转型过程耗时较长。

    加利福尼亚州的法规超出了 SNAP 规则的要求，实施了具有挑战性的基于 GWP 的逐步减量计划，该计划常被视为市场与技术趋势的风向标其他州纷纷效仿，参考加利福尼亚州的应用时间表，可大致预判美国市场的长期趋势（尤其考虑到整体逐步减量约束）。

GWP 与易燃性之间存在权衡关系

    如下图所示，易燃性与 GWP 及制冷量相关 ——GWP 越低、制冷量越高，易燃性通常越强。

   在评估特定应用场景的制冷剂时，风险意识始终是关键参数。需先思考 “可接受的风险水平是多少”，而回答前需明确 “感知风险” 与 “实际风险” 的区别 —— 人们往往认为新型制冷剂的风险高于其实际风险。随着行业技术水平与用户经验的提升，新型制冷剂的感知风险将逐渐降低。这类似于人们对飞行与驾驶风险的认知：驾驶汽车常被认为比乘飞机更安全，但实际情况恰恰相反。相信随着技术水平的进步和用户经验的提升，可燃制冷剂R290广泛应用于汽车行业会是大概率的事件。

    综上，制冷剂的发展历史是一个不断探索的过程：从易燃、有毒的制冷剂，到安全但破坏环境的短期解决方案，再到如今 —— 借助技术发展与公认的安全标准，终于有望实现零 ODP、低 GWP 的长期可持续解决方案。

R290制冷剂为什么节能.

转载：EV热管理哪些事儿