冷却难题：氢氟碳化合物是冰箱和空调中另一种有害化学物质的“更安全”替代品——现在有一项条约正在逐步淘汰它们，下一步是什么？

美国参议院投票批准了一项 国际条约 九月。2022 年 12 月 21 日，同意逐步淘汰一类广泛用作冰箱、空调和热泵冷却剂的气候变暖化学品。

如果您有一种似曾相识的感觉，请不要感到惊讶。

这些化学品称为氢氟碳化合物 (HFC)，在 20 世纪 90 年代作为一种 替代早期制冷剂 基于氯氟烃（CFC）的产品。氟氯化碳正在破坏地球大气层高层的臭氧层，而臭氧层对于保护生命免受太阳有害紫外线辐射至关重要。

HFC 的危害性比 CFC 低，但它们也带来了另一个问题——它们具有 强吸热效应 这正在加剧全球变暖。

如果氢氟碳化合物能够在全球范围内逐步减少—— 许多国家 已同意根据 2016 年《蒙特利尔议定书》基加利修正案，该条约只是 经美国批准参议院两党投票 – 那会 避免半摄氏度左右 与工业化前时期相比，气温上升。 中国, 这些化学品的主要生产商批准了该修正案，该修正案于 9 月 10 日生效。2021 年 15 日。还有美国环境保护局最终确定 一条规则 2021年削减氢氟碳化合物的产量和进口。

让我们仔细看看什么是氢氟碳化物以及接下来可能取代它们的东西。

HFC 如何保持房间和食物凉爽

冰箱和空调使用一种称为热泵的技术。这听起来几乎是不可思议的——热泵利用能量从寒冷的地方带走热量，并将其倾倒在温暖的地方。

这是 冰箱的工作原理:一种流体（过去是 CFC，现在是 HFC）在冰箱壁中循环，吸收环境热量以保持冰箱冷却。当液体吸收热量时，它就会蒸发。产生的蒸汽被泵送到冰箱背面的盘管，在压力下冷凝回液体。在此过程中，从冰箱内部吸收的热量被释放到周围的房间。

空调和家用热泵的作用相同：他们使用电动压缩机和蒸发器将热量移入或移出房屋。

为冰箱选择合适的流体意味着找到一种可以通过改变流体压力在合适温度下蒸发和冷凝的物质。

氟氯化碳似乎完全符合要求。它们不会与管道或压缩机发生反应而腐蚀设备，并且 它们无毒或易燃.

不幸的是，正如科学家在 20 世纪 80 年代发现的那样，CFC 的化学稳定性成为一个威胁整个世界的问题。泄漏的氟氯化碳主要来自废弃设备，会在大气中保留很长时间。最终它们到达平流层，并最终被太阳的紫外线辐射摧毁。但当它们分解时，会产生氯，与保护性臭氧发生反应，让危险的辐射到达地球表面。

20 世纪 90 年代，为了保护臭氧层，CFC 的生产被淘汰，新的制冷剂被开发出来，行业转向 HFC。

为什么氢氟碳化合物是一个气候问题

HFC 与 CFC 类似，但在空气中的反应性更强，因此它们永远不会到达平流层，从而损害地球的辐射防护罩。它们在很大程度上使世界免遭即将发生的臭氧灾​​难，现在到处都可以看到它们的冰箱和热泵。

但虽然氢氟碳化合物 化学反应性 它们可以防止消耗臭氧层，但它们的分子结构使它们能够吸收大量的热辐射，从而成为温室气体。就像类固醇中的二氧化碳一样，氢氟碳化合物非常擅长捕获地球发射的红外光子。其中一些辐射能使气候变暖。

与二氧化碳不同，反应性氢氟碳化合物会被空气中的化学物质消耗，因此它们只会使气候变暖一两年。但一点点就能发挥很大作用——每个氢氟碳化合物分子吸收的热量是二氧化碳分子的数千倍，使它们成为强大的气候污染物。

氢氟碳化合物 废弃冷却设备泄漏 据估计，航空业排放量约占全球温室气体排放量的 4%，约为航空业排放量的两倍。

这就是为什么现在是时候淘汰氢氟碳化合物并将其替换为替代制冷剂了。他们已经完成了拯救臭氧层的工作，但现在氢氟碳化合物是短期全球变暖的主要贡献者，他们的 使用量一直在增加 随着世界各地冷却需求的增加。

什么可以替代 HFC？

由于氢氟碳化合物威力强大且寿命短暂，停止生产和使用氢氟碳化合物可以产生 显着的降温效果 未来几十年的气候问题，为世界能源供应从化石燃料转向更清洁的能源赢得了时间。

好消息是有 替代制冷剂.

氨和丁烷等碳氢化合物在室温下蒸发，自 20 世纪初以来一直被用作制冷剂。这些气体的寿命很短，但也有缺点。它们更高的反应性意味着它们的压缩机和管道必须更耐腐蚀和防漏才能安全。

化学工业一直在开发更新的替代品，旨在对人类和气候更安全，但正如我们在 CFC 和 HFC 方面看到的那样，惰性化学品可能会产生意想不到的后果。多家行业领军企业已 支持逐步淘汰氢氟碳化合物的努力.

因此，是时候采用新一代冷却设备了。正如电视、音响设备和灯泡在过去几十年中不断发展一样，冰箱和空调也将被新一波改进产品所取代。新冰箱的外观和工作方式将与我们习惯的冰箱一样，但它们对气候系统的影响要温和得多。

本次更新 一篇文章 最初于 2021 年 5 月 4 日与美国发布参议院批准基加利修正案。