聯合國環境規劃署(UNEP)依據蒙特婁議定書的第六條(Article 6)規範成立評估委員會,針對臭氧層破壞的科學與環境效應,以及替代品與替代技術的發展趨勢及其經濟衝擊等方面進行評估,共計有4個評估委員會成立:科學、環境效應、技術、經濟評估等,並於1989年的第一次蒙特婁議定書締約方會議中通過。隔年,技術、經濟兩個評估委員會整合成一個,即成為技術暨經濟評估委員會(簡稱TEAP),另外兩個評估委員會為科學評估委員會(簡稱SAP)與環境效應評估委員會(簡稱EEAP)。

  其中,TEAP每年彙整分析各應用用途別(清洗、發泡、冷凍冷藏)之替代品與替代技術之國際發展趨勢與各國應用情形,2018年TEAP列出已被測試或發展中的替代品,並分析各部門別目前替代品的種類與其未來發展趨勢,重點摘要如下:

  • 國際間低GWP替代品發展

  近年來可作為高GWP值的替代品主要是以HFOs(不飽和的HFCs)及其與HFCs的混合物為主。2014年至今,共計有33項替代品已公告於ASHRAE,且將陸續納入ISO 817(冷媒命名與安全分類);2014年至2017年TEAP的評估報告已納入23項替代品,另10項已列於2018年評估報告,如表1。自然冷媒部分,碳氫冷媒(HCs)、R-717(氨)及R-744(二氧化碳)仍持續被使用。

 

表1、國際間近期開發的冷媒

2018unep 1

資料來源:UNEP, “Report of the UNEP Technology and Economic Assessment Panel volume 3 progress Report”, 2018.

 

  • 冷凍空調設備之替代現況
  1. 家用冰箱之冷媒替代

  過去家用冰箱的替代品是以HC-600a(異丁烷)和HFC-134a為主,但因應吉佳利修正案,會逐漸由HFC-134a轉為使用HC-600a,轉換的速度將視各國遵約情況及冰箱的成本而定,此現象幾年前日本已經發生,現在巴西、墨西哥及美國正在發生。現階段可作為家用冰箱的替代品為HC-600a和HFO-1234yf,HFO-1234yf由於可燃性與高成本問題,應用在家用冰箱仍有限,故預計2020年約有75%新設備使用HC-600a,其餘則使用HFC-134a。

      因應吉佳利修正案,美國家用電器製造商協會(Association of Home Appliance Manufacturers, AHAM)已宣布自願於2024年後禁止家用冰箱與空調使用HFC-134a,目前尚不清楚AHAM會選擇HC-600a還是HFO-1234yf。另,國際間持續研究既有HFC-134a冰箱直接換充(drop in)的可能,研究結果可作為drop in的替代品為HFO-1234yf、HFO-1234ze、HFO-1234yf/HFC-134a、HFO-1234ze/HFC-134a。

  1. 商業用冷凍冷藏之冷媒替代

  超市冷凍冷藏設備已大多由R-404A轉為使用R-448A、R-449A、R-449B、R-452A、R-407H、R-450A及R-513A,且使用量持續成長,此轉換趨勢是由歐盟和美國開始。零組件製造商(如壓縮機、膨脹閥、控制閥等)除研發新設備,亦研究既有設備直接換充(drop in)前述替代冷媒。

  獨立式冷凍冷藏設備部分,已逐漸轉為使用R-407A和R-407F,國際間亦開始評估使用HFO-1234yf和HFO-1234ze(E)的可行性。此外,越來越多獨立式冷凍冷藏設備轉為使用R-290,但此類產品的容量將因R-290的充填量而受到限制。

  另自然冷媒部分,R-744(二氧化碳)串聯系統(cascade systems,即使用R-744串聯R-134a、R-450A、R-513A、R-717)已廣泛使用於超商或超市的冷凍冷藏設備,尤其是歐洲地區。

  1. 運輸用冷凍冷藏之冷媒替代

  R-452A之冷凍能力、燃油效率、可靠性及冷媒充填量與R-404A相似,而GWP值約僅R-404A的一半(約2100),且R-452A具不燃性與壓縮機排氣溫度低等特性,故可作為冷凍卡車與冷凍拖車之替代品,在歐洲已廣泛地使用,另R-452A亦可直接換充於R-404A的設備。冷藏車或大型海貨櫃(marine containers)部分則持續評估使用R-513A的可能性,而大規模的海運貨櫃(數百箱以上)則以R-744(二氧化碳)進行測試。漁船部分,近年新建的冷藏船皆使用R-717,在歐洲新建的漁船是使用R-717或R-717/ R-744。

  1. 冰水機之冷媒替代

  已陸續推出商業化的產品,包括HCFO-1233zd(E)、R-452B、R-513A、R-514A、HFO-1234yf及HFO-1234ze(E)等,詳如表2。

 

表2、冰水機之替代品

2018unep 2

 

  日本、東南亞和澳洲越來越多住宅與輕型商用空調(< 8 kw)使用HFC-32空調,且正逐步擴展至歐洲。中國空調設備的生產線已轉為R-290,不過由於易燃性問題,除了小型空調與移動式小型空調外市場有限。而印度R-290分離式空調已商業化,其他幾個高溫國家也正轉換R-290設備的生產線。現階段中至低GWP值都具有可燃性,TEAP之評估安全標準工作委員會刻正展開檢視與更新冷媒安全標準規範。