林畋彥
制冷設備廣泛應用于國計民生的各個環節,此前《綠色高效制冷行動方案》的發布與施行為制冷行業的發展帶來了一波結構性機會,現在“雙碳”目標升級為國家戰略,以技術創新為加持,制冷行業再迎拓展機遇。正如中國工程院院士、中國制冷學會理事長江億所言,“我國在制冷領域的創新能力、研發和制造能力已經站到了世界的前列,已經初步完成了從‘制冷大國向‘制冷強國的轉變,更加充分地證明中國確實能夠在全球制冷行業應對氣候變化事業中發揮關鍵的引領作用。”
技研為發展夯實底色
數據顯示,全球制冷設備的耗電量占全球用電總量的10%,我國制冷用電量占全社會用電量15%以上,年均增速近20%,大中城市空調用電負荷約占夏季高峰負荷的60%。由此,以提高制冷技術實現節能提質增效被寄予厚望。國際能源署等發布的《能源轉型時代的可再生能源政策-供熱和制冷》指出,“供熱和制冷約占全球能源消耗的一半,而這些能源大多來自化石燃料或生物質能的低效利用,其碳排量占全球能源碳排放量的40%以上。因此,發展高效的供熱和制冷技術已成各國需要優先落實的事項。”
我國是全球最大的制冷產品生產、消費和出口國,制冷企業規模較大但長期在關鍵技術上存在一定短板,此類情形在近些年才有所好轉。眼下,制冷企業唯有用更硬核的技術應對更嚴苛的環保要求與市場需求的更新。
突破性制冷技術的開發應用需要政策的引導與大力支持,制定制冷行業低碳乃至零碳發展的技術標準與規范可助推行業進步。這實則已有先例可循。2019年,發改委、工信部、財政部等7部委聯合印發實施的《綠色高效制冷行動方案》明確提出,“到2030年,大型公共建筑制冷能效提升30%,制冷總體能效水平提升25%以上,綠色高效制冷產品市場占有率提高40%以上。”產業界由此也有了更明晰的突破方向,“提升綠色高效制冷產品供給,加大對變頻控制、高效壓縮機等關鍵共性技術研發,推動革命性技術的探索和儲備,引導企業生產更加高效的制冷產品。”兩年來,制冷行業的頭部及腰部企業的成效多受益于此。
類似的情形似將再現。制冷劑是蒸汽壓縮式制冷系統的必備工作物質,其包括氨、氮、含氟、水和碳氫化合物等多種類型,以熱力學性能優異的氟制冷劑類最為常見,約占全球制冷劑總量的5成以上。但傳統制冷劑可導致臭氧層破壞,產生較高的溫室效應,正受到越來越嚴格的限制,不斷改進制冷劑成為行業重要趨勢。4月16日,我國宣布接受《〈蒙特利爾議定書〉基加利修正案》,將加強對氫氟碳化物等非二氧化碳溫室氣體的管控,氫氟碳化物正是制冷行業最常用的制冷劑。按照業內人士的觀點,“受行業標準更迭影響,我國制冷劑市場正處于三代對二代制冷劑產品的更替期,二代制冷劑配額大幅削減中,三代制冷劑迎來布局窗口期。”在此過程中,綠色制冷劑替代的步伐進一步加快,制冷劑維修和報廢過程回收納入法治軌道的進程也將提速。
舒適制冷需求增長的挑戰
按照用途的不同,商用制冷設備一般分為工業制冷設備、中央空調和冷凍冷藏設備,家用制冷設備則涵蓋家用空調、電冰箱、家用冷柜等。隨著人口增長、城市化加速以及氣候變暖,全球舒適制冷需求快速增長,空調、冰箱等制冷產品成為滿足民眾美好生活需要和消費升級的重要終端消費品。
我國是全球最大的家用空調市場和家用空調制造國,家用空調產量全球占比超過80%。家用空調是能耗大戶,該領域制冷能耗總量高、增速快、節能減排潛力大,這也激發了相關企業的技研熱情與力度,并逐步步入收獲期。今年格力電器在全球制冷技術創新大獎賽上以創新的“零碳源”空調技術奪冠,該技術集成先進蒸氣壓縮制冷、光伏直驅、蒸發冷卻及通風等技術,可高效利用可再生能源和自然冷源。據悉,采用該技術的氣候自適應空調的碳排放(包含空調的電網用電產生的碳排放和制冷劑排放產生的碳排放)低于當前傳統空調的1/5。該項賽事上,另有多家國外知名家電企業在空調賽道上亮出不俗成績。
有了新技術應用打底,產業升級與市場洗牌并行,業界競合進一步加深,6月10日,以海爾、美的為代表的空調制造企業和以國美為代表的零售商在能源基金會“中國制冷能效項目”的支持下,聯合發起“綠色空調領跑聯盟”,積極通過創新供給和實施“以舊換綠”等活動加速新空調的推廣。
場景細分考驗競爭力
因工業生產、科學研究和家庭使用的不同需求,業界一般又將制冷劃分為三個等級,常用于一般性生產生活的普通制冷,多用于科研和高精生產范疇的低溫制冷,接近絕對零度用于航天技術與超導研究的超低溫制冷。根據使用需要,不同等級領域對最低制冷溫度、制冷溫度均勻性及恒定性等技術要點均有不同的要求,于前兩個等級,頭部制冷企業多以開拓細分場景實現廣域覆蓋,工業制冷設備尤其步入高增長軌道。
近年來,頭部制冷企業多開始進行生產的智能化改造,引進先進設備,減少人員工作量,提升生產效率,提升產品品質與穩定性,這有利于提高行業競爭門檻,讓更具科技含量的產品占領市場,讓整個行業擺脫低價、低標、低質產品競爭狀態,進入高質量發展階段。最顯著的表現是,2021中國制冷展上,各大頭部企業既展示了常規產品,也將競爭賽道拓展至更多細分領域,如商用樓宇、醫療凈化、數據中心、工業冷凍等領域都是企業發力的重點。
此外,我國是大型低溫制冷設備的使用大國,但之前該領域技術受限嚴重,日前國家重大科研裝備研制項目“液氦到超流氦溫區大型低溫制冷系統研制”通過驗收及成果鑒定,這使得我國具備了研制液氦溫度(零下269℃)千瓦級和超流氦溫度(零下271℃)百瓦級大型低溫制冷裝備的能力,突破了技術壟斷,市場前景看好。