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在"移动"中制冷:车用空调的未来

2019-10-29 09:07
ERR能研微讯
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国际能源署发布《在"移动"中制冷:车用空调的未来》(推荐)

执行摘要

乘用车、面包车、公共汽车和货运卡车中的空调统称为车用空调(MAC)目前消费超过180万桶石油当量/日。这占目前全球石油消费量的1.5%以上。

轿车和面包车车用空间的节能潜力

根据文献测算,全球汽车每年消费的能源中约有6%用于车用空调,根据国家/地区、气候、驾驶模式和交通拥堵情况,这一占比范围在3~20%。在温暖的气候和拥挤的交通中,其消费峰值可达到40%以上。这相当于仅汽车中的车用空调单位就消费了约120万桶油当量/日的能源,此外其他道路车辆车用空调单位消费量达到600万桶油当量/日。对于电动汽车,车用空调可在炎热和潮湿的日子里将行驶距离降低多达50%。

2015年,车用空调的碳排放总量约为4.2亿吨二氧化碳当量(MtCO2-eq)。其中,约70%是由于燃料使用,而制冷剂泄漏产生的温室气体(GHG)排放则占另外30%。

车用空调系统使用的制冷剂属性

车辆监管中车用空调系统政策要求

本研究采用两种情景,探讨到2050年车用空调能源消费量和排放的不同未来。基线情景假定没有进一步的政策干预。在此方案中,全球平均能效提高缓慢—唯一的改进是在那些有车用空调政策的国家,燃油汽车转向电动汽车。除已规定的变化外,不包括制冷剂使用方面的变化。它预计到2050年,能源消费量将几乎增加2倍,至570万桶油当量/日。活动的大量增加推动了这一结果:全球或将有20多亿辆汽车和4.5亿辆其他道路车辆,几乎所有车辆都将安装车用空调。在印度尼西亚和印度等气候较暖的国家,使用车用空调的车辆或将更多,同时,全球环境温度的预期上升将推动在较温和的气候下进一步增加车用空调的需求。

通过更好的车用空调技术、改进车辆的其他部件(如隔热、反光窗和车身涂料以减少热负荷以及优化动力传动系),可以实现车辆供冷的潜在效率提升。如果应用先进的技术可将车用空调能源需求减少多达67%,将与能源相关的车用空调排放减半。在高效供冷情景中,车用空调的效率潜力已完全实现,将能源消费量限制在280万桶油当量/日,不到基线情景2050年的一半。

车用空调能源消费量,按车辆种类划分

市场上已有的替代制冷剂将消除来自车用空调最直接的排放。从历史上看,氟氯化碳-12(CFC-12)是车用空调中最常用的制冷剂,它是一种氯氟烃臭氧消耗物质(ODS),其造成的全球变暖(GWP)效果是二氧化碳的10200倍,臭氧消耗潜力高。自《蒙特利尔议定书》通过以来,这已在全球范围内改为氢氟碳化合物-134a(HFC-134a),此类物质不包含高臭氧消耗潜力(ODP),但其产生的全球变暖(GWP)效果是二氧化碳的1300倍。目前并不存在无ODP和低全球升温潜能值(GWP)的替代品。

提高车用空调的能源效率,并将其替换为全球升温潜能值小于1的制冷剂,将可以避免在与车用空调相关的温室气体排放总量中超过9.5亿吨二氧化碳当量,相当于全球能源相关二氧化碳排放量的近1%。车辆燃料供应的脱碳化和汽车保有量的进一步电气化或将进一步减少排放,特别是如果与低碳电力相结合情况下。

自道路车辆车用空调直接制冷剂泄漏和燃料燃烧产生的温室气体排放

因此,使用更高效的车用空调和改用低全球升温潜能值的制冷剂可显著减少温室气体排放。各国政府在确保全球控制、全球、全球和会的温室气体排放量有限方面可发挥重要作用。

目前尚未存在任何国家有直接规范车用空调能源效率的政策。然而,一些国家向制造商发放效率奖励抵免,以包括节能的车用空调技术,这些技术可用于实现其效率或与燃料相关的碳排放目标。

可以扩大使用此类方法;虽然理想情况下,车辆内车用空调系统的能耗和能效将通过使用低成本、可靠且可重复的标准测试程序来识别,无论是作为整体车辆能量测试的一部分,还是用于车用空调组件本身。这将打开多种政策机会,影响车用空调的效率。需要进一步的研究和国际合作,以制定这种车辆测试标准。

为限制制冷剂排放,欧盟、日本和加拿大对车用空调中使用的制冷剂的最大全球升温潜能值(GWP)进行了限制,而美国则鼓励采用同样的低全球升温潜能值技术,并贷记碳排放减少。在车用空调中更广泛地使用允许的球升温潜能值(GWP)限制,将大大减少全球制冷剂的直接温室气体排放。

需要进一步研究,以便对车用空调设备的温室气体排放量作出更有力的估算,并扩大至公路车辆以外。

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