把握低碳未来，HFO发泡剂加速替代

发布时间：2022-01-18 18:14:07来源：电器微刊

自2020年9月22日中国承诺“2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和”以来，各个行业纷纷启动了达成“双碳”目标的有效措施。在冰箱生产过程中，发泡不仅是完成保温层制造的关键步骤，还是关乎冰箱低碳生产的重要一环。在决定冰箱保温效果的箱体发泡层中，发泡剂虽然只是聚氨酯发泡材料中的一个组分，但扮演的角色十分关键，30多年来经历了数次技术转换。从CFC-11、HCFC-141b，到环戊烷，再到环戊烷+HFC-245fa混合发泡体系，发泡剂为冰箱的节能环保立下了“汗马功劳”。

如今，不管是将HFC物质纳入削减名单的基加利修正案，还是全世界为了人类未来承诺的“双碳”目标，都促使中国冰箱行业不得不通过技术创新来实现聚氨酯发泡剂的升级换代，达到低碳、节能、环保、节约资源的目标。

整机厂推崇两种路线，HFO不可或缺

目前，国内冰箱厂普遍采用HFC-245fa+环戊烷共混发泡系统。该系统中的HFC-245fa属于HFC物质，是基加利修正案削减名单中的物质。“双碳”目标下，想要减少氢氟碳化合物（HFCs）等非二氧化碳温室气体排放，扩大环保发泡剂技术应用是重要举措之一。这两个因素叠加影响，冰箱厂必将逐步减少HFC-245fa的应用。

虽然HFC-245fa+环戊烷是现在中国冰箱行业的主流发泡技术，但是立足全球化的国内冰箱企业一直将HFC-245fa作为中间过渡替代品，并努力进行环保替代方案的技术储备。目前，业内比较推崇的技术主要有两个：一是环戊烷+HFO混合发泡技术，二是环戊烷+HFO/HFC-245fa+低沸点发泡剂（HFC-152a、正丁烷等）发泡技术。

为什么是环戊烷+HFO混合发泡技术？海信（山东）冰箱有限公司胡锋解释说：“环戊烷+HFOs复合发泡体系整机较环戊烷+HFC-245fa发泡体系整机节能2%，但是HFO物质的成本较高，使得国内的应用只能走混合发泡技术路线。”

对于低沸点发泡技术被冰箱行业关注的原因，胡锋告诉《电器》记者，低沸点发泡剂由于具有低沸点、高蒸汽压的特性，冰箱常用温度环境时呈气态，不易液化，对聚氨酯泡沫有较好的支撑作用，可保证低密度泡沫的强度及尺寸稳定性。目前，冰箱行业内低沸点发泡技术的泡沫密度可低至28.0kg/m3，比环戊烷+HFC-245fa/HFO发泡体系密度降低8%以上，可以节省原材料5%~10%。

对比二者的优缺点，环戊烷+HFO混合发泡技术在环保及泡沫性能方面和环戊烷+低沸点发泡技术差距不大，但是环戊烷+低沸点发泡技术对企业的工艺水平要求较高，环戊烷+HFO混合发泡技术成本则更高。

由于各有优缺点，这两种技术路线都有主流企业“站台”。据陶氏有关负责人透露，业内仅有美的和海信在低沸点发泡技术上布局。美的冰箱研发了环戊烷+异戊烷+HFC-152a+HFO/HFC-245fa低沸点发泡体系，内销机型采用HFC-245fa，出口机型采用HFO发泡剂。海信冰箱研发的低沸点发泡技术是环戊烷+HFO/HFC-245fa+正丁烷，也是内销机型采用HFC-245fa，出口机型采用HFO发泡剂。其余主流冰箱企业则更多地倾向于环戊烷+HFO混合发泡技术。

提到选择低沸点发泡体系的原因，胡锋解释说：“海信基于环戊烷+HFO-1233zd开展的低沸点发泡技术，可以使HFO发泡体系成本明显下降，在淘汰HFC-245fa的同时，可有效缓解HFO物质的高成本难题，为整个中国冰箱、冷柜行业HFC-245fa的替代开拓了一条可行之路。”

HFO市场竞争加剧，争夺低碳市场

可以看出，目前不管是哪种技术路线，HFO发泡剂都是主角。事实上，HFO发泡剂已经得到了官方的“盖章”认可。2021年11月底，生态环境保护部发布的《中国含氢氯氟烃替代品推荐名录》（征求意见稿）给出了明确答案。推荐名录指出，聚氨酯泡沫行业，GWP值为9的HFO-1336mzz和GWP值为5的HFO-1233zd替代HCFC-141b。

该推荐名录中提到的HFO-1336mzz的供应商是科慕，商业名称是Opteon1150，HFO-1233zd的供应商是霍尼韦尔，商业名称为SolsticeLBA。从实测的数据来看，HFO-1233zd和HFO-1336mzz物理性质相近。但是从市场应用来看，霍尼韦尔的SolsticeLBA得到了更多的推广和应用，科慕的Opteon1150更多地处于试验阶段。

霍尼韦尔特性材料和技术集团高性能材料部氟产品业务亚太区总经理杨文起介绍说：“霍尼韦尔自2014年SolsticeLBA发泡剂正式商业化生产至今，通过与中国大型家电企业的合作，该产品在环保表现、能效改善和综合经济性方面的优势已在家电领域得到验证。目前，海尔、美的、海信、TCL等中国家电领军企业都已在旗下冰箱、冷柜和热水器等家电生产线中大量使用SolsticeLBA。在全球，已有包含美国惠而浦在内的超过18家家电企业在商业化使用SolsticeLBA发泡剂。此外，很多其他家电企业以及相关行业客户也在积极测试SolsticeLBA发泡剂的性能，探索应用SolsticeLBA发泡剂的可能性。”

如此“一家独大”的供应格局，不免令业内担忧HFO的高成本问题。不过，近日，这一局面似乎出现了一丝转机。

2021年12月2日，国家知识产权局公告显示，霍尼韦尔公司的ZL201510784320.5发明专利，名称为“包含1，1，1，4，4，4-六氟丁烯和1-氯-3，3，3-三氟丙烯的混合物”被宣告全部无效，无效请求人是科慕弗西有限公司。某业内人士评价称：“这件被无效的中国专利是霍尼韦尔于2011年申请的系列专利中的一件。从霍尼韦尔公开的发泡剂美国专利清单中，这件中国专利的美国同族是US9，145，480，US9，708，454，US10，344，136，属于‘优化发泡剂配方使用价值的研究’，采取的是与其他HFO结合的技术。此次霍尼韦尔关键专利被宣告无效，在一定程度上缓解了国内企业进入HFO发泡剂市场的专利门槛。”

同时，科慕公司表示，将于2022年1月1日在埃尔多拉多工厂开设一个新工厂，主要生产Opteon1150。

杨文起表示，霍尼韦尔将积极展开本土化合作，以满足当地合作伙伴日益增长的可持续发展的需求，有效降低成本。在中国，霍尼韦尔及中化蓝天霍尼韦尔新材料有限公司已经完成了SolsticeLBA的相关登记注册工作，并已于2019年在江苏省太仓的工厂投产，实现本土化生产，满足中国和亚太地区客户增长的需求。

据《电器》记者了解，中国是全球冰箱制造大国，2019年冰箱总产量约为1亿台，2020年冰箱总产量约为1.2亿台，全年消耗聚氨酯原材料70万~90万吨。从冰箱、冷柜行业的体量来看，HFO发泡剂的发展前景十分诱人。换句话说，霍尼韦尔、科慕全球两大化工巨头在HFO领域展开较量，这也可以被看做是对未来低碳市场的一次争夺。

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