关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续刊登关于塑造我们当今世界的发现和想法的 impactful 报道。
在炎热的夏日,您汽车的空调可能是您最好的朋友,但由于用于保持驾驶舱凉爽的消耗臭氧层制冷剂,它肯定不是环境的朋友。这种情况可能会在几年内改变,因为世界某些地区的汽车制造商正被迫在其空调装置中充注全球变暖潜能值较低的化学物质。
通用汽车公司已将其相当大的影响力投入到一种新的,据说是更环保的空调制冷剂 HFO-1234yf 上,该制冷剂由霍尼韦尔和杜邦公司开发。该汽车制造商于 7 月 23 日宣布,从 2013 年在美国销售的雪佛兰、别克、GMC 和凯迪拉克车型开始,将使用 HFO-1234yf。
HFO-1234yf 的设计目的是比目前使用的 R-134a 制冷剂在大气中分解得更快。通用汽车公司表示,平均而言,R-134a 的大气寿命超过 13 年,而 HFO-1234yf 为 11 天。换句话说,R-134a 的全球变暖潜能值 (GWP) 超过 1,400,而 HFO-1234yf 的 GWP 为 4。GWP 是一个用于比较不同温室气体的数值,这些温室气体会在大气中捕获热量——二氧化碳 (CO2) 是基础测量值,GWP 为 1。
汽车空调系统由于使用开放式驱动压缩机以及需要柔性管件来适应发动机振动,因此容易泄漏。“有报告表明,旧式汽车空调系统在两年内泄漏高达 50% 的制冷剂,”普渡大学机械工程教授兼专业实践办公室主任 Eckhard Groll 在给《大众科学》的电子邮件中写道。“即使现代汽车空调系统更紧密,但大多数仍然会以一定的速率泄漏。”仅美国就有大约 2 亿辆配备空调的汽车,每辆车使用的典型制冷剂量约为一公斤。
预计 HFO-1234yf 将帮助通用汽车的车辆满足美国环境保护署新的机动车温室气体法规的总体要求,该法规要求到 2016 年,美国车队整体车辆燃油经济性的平均水平提高 40%,该公司表示。《欧盟移动空调 (MAC) 指令》要求,从 2011 年开始,所有新型号汽车都必须使用 GWP 低于 150 的制冷剂;到 2017 年,在欧洲销售的所有新汽车都将被要求使用低 GWP 制冷剂。
汽车制造商还有另一种选择——使用 CO2 的空调系统。在欧盟指令的推动下,德国汽车工业协会 (VDA) 的成员在 2007 年夏天共同决定采用使用 CO2 而非氟碳作为制冷剂的空调系统。如果 CO2 技术在整个欧洲被采用,氟碳制冷剂的制造商将看到庞大的 MAC 市场显著萎缩,《ICIS Chemical Business》在其网站 2008 年 2 月的报道中指出。
CO2 系统将要求汽车制造商修改其现有的基于氟碳的空调系统。首先,基于 CO2 的系统需要高达基于氟碳的系统 10 倍的压力才能正常工作。“汽车制造商将不得不进行重大修改以适应 CO2 作为制冷剂,而 HFO-1234yf 可以用作现有空调系统中的直接替代制冷剂,”Groll 表示。“我看过一些演示文稿,表明 CO2 汽车空调系统的价格将比 R-134a 系统高 30%。”
另一个挑战将是确保 R-134a 的任何替代品都不会使情况变得更糟。“我个人的看法是,对于任何合成制造的物质,其长期环境影响都存在一些不确定性,”Groll 说。“当 CFC 制冷剂在 20 世纪 30 年代被开发出来时,它们被誉为地球上用于此应用的最佳物质。[五十年] 后,我们发现它们会消耗臭氧层并导致全球变暖。”