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专访 | 二氧化碳制冷,双碳目标下的未来之星?——专访海尔开利董事总经理鲁涤非

2022-03-24

 

随着中国“双碳”目标的提出与逐步落地,“二氧化碳制冷”已成为业界关注的焦点之一。

 

其低碳的特性代表了未来发展方向,然而在冷库视界对多家冷库建造及使用方的调研后发现,企业举棋不定的主要因素在于对二氧化碳制冷的了解尚处于认知阶段,且国内应用有限,因而导致对其应用效果的不确定性。

 

为此,冷库视界专访了二氧化碳制冷领域的先行者青岛海尔开利冷冻设备有限公司董事总经理鲁涤非先生。多年食品企业及冷冻设备制造商的工作经验令这位掌舵者极具宏观视野。在访谈中,他多次提到技术发展、行业趋势及国家政策之间的耦合关系。在鲁涤非看来,二氧化碳制冷是大势所趋,而目前所存在的问题都将在发展中得到解决。

 

“二氧化碳制冷的前景一定是非常好的。”鲁涤非表示,“无论是我们的信心建立,还是客户的信心建立,都需要海尔开利打造更多的样板来起到行业示范和推动作用。一旦市场成熟之后,(二氧化碳制冷应用普及的)速度将会很快!” 

 

文|冷库视界
图|受访者提供

 

01  二氧化碳制冷完胜氟利昂及氨制冷?   

 

相较于欧洲发达国家,中国的二氧化碳制冷应用还处于初始阶段。而海尔开利凭借其多年的技术积淀及丰富的海外应用经验,成为国内率先进入这一新兴市场的头部企业之一。

 

海尔开利对二氧化碳制冷技术的研究已有二十多年。通过可调节喷射器等技术的发展,海尔开利解决了二氧化碳制冷在炎热气候区域效率较低的问题,与第一代二氧化碳制冷系统相比,综合能效可节省30%以上。

 

事实上,成熟的二氧化碳制冷技术的优势远不止节能这一项。鲁涤非及其团队在研究中敏锐地觉察到,与氟利昂和氨制冷相比,二氧化碳制冷的优势是鲜明的,且不可替代:

 

首先,绿色安全可靠。二氧化碳臭氧破环潜值ODP为0,全球变暖潜值GWP为1,远低于氟利昂制冷剂。同时二氧化碳无毒,不可燃,化学性质稳定,设备运行过程中可确保人员和食品安全。未来也不存在制冷剂回收处理的问题。

 

其次,换热性能好,结构紧凑,设备占地小。二氧化碳单位容积制冷量是氟利昂的6~8倍,也就是说相同量的二氧化碳制冷量更大,制冷速度更快。核心制冷部件诸如压缩机,换热器的体积更小。

 

再者,二氧化碳作为工业产品生产的副产品,获取容易,其价格只有常规氟利昂的十分之一。对比现在的替代制冷剂,其价格甚至不到二十分之一,可以说十分低廉。、

 

而在二氧化碳制冷中,跨临界二氧化碳制冷系统使用纯二氧化碳,不存在氟利昂或氨等其他制冷剂,可以实现真正的可持续化制冷。而亚临界制冷在冷凝——蒸发过程中,高低温级存在换热温差将导致其制冷效率的降低。

 

正是基于对二氧化碳制冷技术的深刻认识,海尔开利——一个敢于做先行者的企业,将二氧化碳制冷技术,尤其是跨临界二氧化碳技术,广泛应用并涵盖冰雪综合体、食品加工、大型超市、便利店等领域,实现了“全气候、全类型”的应用。

 

尤为值得一提的是海尔开利将二氧化碳制冷应用到了国家战略项目之中。为了实现绿色办奥运的承诺,2022年北京冬奥会15块冰面中有7块采用了二氧化碳制冷。海尔开利技术负责人王小林在回忆起当时竞标时的情景时说道:“我们的技术方案最终获得包括院士在内的业内专家的一致好评,成功中标北京冬奥会主场馆国家速滑馆“冰丝带”的二氧化碳直冷制冰项目,这是迄今为止亚洲最大的一块冰面,也是二氧化碳直冷制冰技术在冬奥会的首次应用。这一结果表明了海尔开利的跨临界二氧化碳制冷方案在国家级项目上得以成功实施。     

 

 

尽管海尔开利在应用场景上的屡次突破,力证了二氧化碳制冷技术的优越性与可靠性。但在目前的中国,依然是多种制冷方式并存,传统制冷方式为主的现状。

 

“大家对行业的理解不一样,制冷方式之争在未来还会继续。”鲁涤非说到,“从根本上来看,采用什么技术要看市场需求,看它是否能解决客户的核心需求。”在鲁涤非看来,目前客户的核心需求主要有两点,一是食品质量的保障,尤其是温控方面的保障;二是项目符合国家碳排放标准。而海尔开利的重庆麦德龙项目则完美地诠释了二氧化碳制冷在满足客户上述需求方面的优势。

 

提到重庆,人们会想到“火炉城市”。同样,这样的高温天气对于冷链保鲜也是极具挑战性的。重庆麦德龙店改造成二氧化碳制冷系统后,其能耗相较于原R22制冷系统减少约25.9%。与此同时,20年生命周期内系统碳排放减少5780吨,减排比例约为28%。通过实际能耗监测也证明,二氧化碳制冷系统在几年的运行过程中,其运行效果及能耗水平均在预期范围之内。重庆麦德龙店项目也因此获得2019年中国零售业博览会金翼奖。

 

02  二氧化碳制冷应用之痛

 

既然二氧化碳制冷能够解决客户的痛点,且顶着“绿色节能高效”的光环,其他亮点也颇多,那么为何仍有一些企业在尝试后出现了烂尾现象,并导致了推广应用的困难重重?不少人将其原因归咎为这一技术并未达到真正意义上成熟,因此,只有极少数具有深厚技术积淀的企业才可涉足。

 

但事实并非如此。鲁涤非告诉冷库视界,二氧化碳制冷并非一项全新的技术,且已十分成熟。与此同时,拥有该技术的企业也并没有那么稀少,且这些企业间也不存在绝对意义上的技术差异。而最终产生不同结果的根源在于以下几点:

 

第一,对系统集成的把握程度不同。如上所述,二氧化碳技术本身已发展几十年,其他企业也完全可以生产与海尔开利二氧化碳机组类似的设备。但之所以实际使用效果不好的原因就在于系统集成的把握上,而这需要企业像海尔开利一样有着丰富的案例积累方可做到。

 

第二,实施的保障情况。俗话说,“三分设计、七分施工”。施工部分往往考验一家企业的实力,否则,再好的设计也无法发挥其应有的作用。以海尔开利为例,其内部建立了从培训到实施再到管理的一套完整的标准,小到一个脚手架的安装实施都有明确的要求,这在一定程度上保证了项目实施的品质。

 

第三,项目管理问题。只有企业对设计端、建设端、运维端都进行全生命周期的管理,才能够把二氧化碳制冷技术的优势充分发挥出来,达到最初的设计目标。对于海尔开利来说,其不是只简单提供制冷设备,而是深度参与项目的全生命周期管理。这包括项目方案的精心打磨,项目施工的科学管理以及项目运行的管家服务,用优势技术铸造精品工程。

 

由此可见,真正制约二氧化碳制冷广泛落地的要素并非技术层面的成熟度,更多的在于应用层面上能力的参差不齐。一旦解决上述挑战,二氧化碳制冷的优势将被完全地释放出来,鲁涤非口中的“客户信心”、“行业信心”才能得到真正的建立。

 

同时,成本因素也是影响市场接受度的重要因素。对于二氧化碳制冷的“传言”还有成本高企这一项。对此,鲁涤非算了一笔成本帐:“成本问题是相对的,如果达到规模化效益,实际上有些传统的制冷系统的总体成本更高。另外一个因素是在未来三五年,二氧化碳相关的制冷设备的核心部件将随着大量的应用而降低。”

 

03  应用普及进入快车道

 

当被问及二氧化碳制冷的普及会否是个漫长的过程时,鲁涤非坚信:“只要市场环境更成熟,我认为这个速度会很快。”

 

为此加速的还有国家意志的推动。2021年9月,旨在加速淘汰全球非环保制冷剂的《基加利修正案》对中国生效,中国成为修正案第122个缔约方。按照协定,中国将在2045年之前,即在未来30年内淘汰80%非环保制冷剂,折算到年淘汰率约为10%。同时2020年国家制定了“3060”双碳计划,作为配套的全国碳交易市场在2021年7月16日开市。在这一“环境保护成本化”的背景下,作为温室气体排放重要源头的制冷行业面临着制冷剂替换和设备能效提高的双重挑战。

 

在此背景下来看,冷冻冷藏行业常用的制冷剂中,氟利昂制冷剂诸如R404a,R507 的GWP很高,对环境不友好,属于将被限制使用及未来被淘汰的制冷剂,可预见未来的可获得性和使用成本将大幅上升。其他一些过渡制冷剂如R513a,R449A中的添加物在大气中很容易降解成三氟乙酸(TFA),这是一种非常难降解的物质,对环境的长期影响仍未可知。而氨则有毒可燃,本身具有一定的危险性。加上前几年几起大的氨事故造成的巨大的人员伤亡和经济损失,导致行业和客户大都“谈氨色变”。政府也加强了对氨制冷应用的监管力度。

 

非环保制冷剂将面临被淘汰的命运。而反观二氧化碳制冷剂,由于其无毒、不可燃、绿色、安全性高的特性,未来将不会受法规的限制使用。此外,即将施行国家标准《冷库设计标准》(编号GB50072-2021)和国家标准《冷库施工及验收标准》(编号GB51440-2021)。新标准在很多应用场合,譬如大中型冷库中,均推荐使用二氧化碳作为制冷剂和载冷剂。

 

正是基于此,海尔开利判断二氧化碳作为制冷剂的“蓝筹股”,未来具有很大的发展前景,并将其纳入企业未来发展战略之中:“在技术方面,我们将着力材料的研发与创新。在布局方面,我们将依托已经落地并成功运营的项目,譬如国家速滑馆制冰项目,益海嘉里粮油项目,麦德龙商超等一批具有影响力的项目。聚焦行业,加深对行业客户需求的理解,并积极培养我们的技术人才,通过更多的项目来返哺我们的技术创新和产品升级”鲁涤非最后说到。

 

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