自然工质

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背景

• 世界人口在2014/2015年增加7亿
• 能源损耗增加,主要集中在发展中国家
• 气候变化 (地球平均温度, 海平面上升, 极地减少; 地球平均温度升高(温室效应) /极端大气事件频率增加)
• 世界上15%的能源损耗是由于制冷和空调造成的

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概念

自然工质是自然存在的物质,如碳氢化合物(R290,R600a), CO2, 氨, 水和空气。这些物质能用于制冷系统中的制冷剂(热交换介质),不会破坏臭氧层,对气候几乎没有影响。

然而臭氧层已经被破坏一个多世纪了。尤其伴随着工业发展的加速,大量毒气的产生加强了损耗。造成这种情况的最大原因就是没有及时了解到大气保护层的脆弱以及造成大气层破坏的原因。

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自然工质不会造成全球变暖和臭氧层的破坏,因此有助于保护人类和自然环境。
另外,使用碳氢化合物为制冷剂的冰箱需要80克冷媒来运转,但使用HFC的冰箱则需要200克。在制冷业的能耗方面,两者相比有60%降低。

历史

排放CFCs和HCFCs的产品已经极大的造成这种破坏。这是因为这些气体到达臭氧层后破坏了其分子结构。趋势就是 气体高强度的积聚在低温区,比如大气层洞口,这就是为什么南极的臭氧层洞口如此大。通过INPE(国家空间研究所)数据,在2006年该地区的臭氧层损耗是60%。
臭氧层破坏的主要后果就是全球变暖以及对健康的危害,如皮肤癌。联合国环境工程发布的最新研究表明,全世界范围内,臭氧层每破坏1%,就会有50,000皮肤癌新增病例和100,000例由白内障引起的失明。

 

在1970年,科学家们发现地球大气层中CFCs的危险影响。CFCs用于发泡剂,制冷剂和溶剂中。据发现,它破坏臭氧层,所以UV-B辐射能够直接抵达地球表面而引起人类、植物和动物细胞中的遗传性损坏。因此,在1987年,一个国际条约在加拿大蒙特利尔推出,阻止臭氧层进一步破坏,开始逐步淘汰CFCs和其他损害臭氧层物质如HCFCs的使用

 

防止臭氧层破坏的第一个措施是由美国1987年创立的蒙特利尔议定书。由150个成员国签署的国际条约规定,所有签署的国家必承诺替代大部分CFC混合物以减少有害气体的排放和对环境的污染。
第一批修改的替代品是针对HCFC,但是几年之后人们发现,它会增加温室效应而不是破坏臭氧层。所以十年之后联合国了解到需要加大投入来控制加重温室效应的气体排放。因为这个原因,包括巴西在内的175个国家在日本签署了京都议定书。在蒙特利尔议定书的附录中,对于HCFCs,发展中国家应该在2040年停止使用,发达国家2030年停用。
有关抵消臭氧层的破坏,欧洲联盟有一个严格气体排放标准。2015年,目标是剔除使用HFC和GWP高于150的家用冰箱和冷柜。在商用制冷产品中,建议是2020年之前剔除GWP高于2500的HFC压缩机,两年后缩减GWP高达150的冰箱。
在美国,EPA-美国环保局为了较少污染气体排放计划在2016年1月1日前替代使用的HFC的应用设备。这份清单中包含R-290制冷剂。欧洲预计到2020年含氟气体GWP上限为150