夏天“救命”的空調(diào)產(chǎn)生多少碳排放？

文章來源:華爾街見聞勞佳迪2023-09-02 16:32

極端高溫正讓氣候危機(jī)陷入惡性循環(huán)：一面是高溫本身醞釀的經(jīng)濟(jì)風(fēng)暴，另一面是抵抗高溫需要支付的高昂的“碳代價(jià)”。

家庭作為社會(huì)終端消費(fèi)的基本單元，直接或間接地消費(fèi)能源、原材料和水資源，對(duì)環(huán)境生產(chǎn)多種負(fù)面影響，家用空調(diào)供熱和制冷所消耗的能源及其生命周期溫室氣體排放已成為家庭環(huán)境影響的主要原因之一。

當(dāng)人們近乎本能地按下遙控器開關(guān)，空調(diào)不僅掃出了習(xí)習(xí)涼風(fēng)，也在為氣候議題增加新的難點(diǎn)。多位研究產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)的專業(yè)人士對(duì)華爾街見聞表示，空調(diào)碳排放的方程式顯示出使用階段成為最大的碳源。

工業(yè)文明與環(huán)境生態(tài)似乎成為蹺蹺板的兩端，人類不可能恢復(fù)往日低碳的生活方式，但在科技的理性進(jìn)程中，或許可以從這種碳排放的結(jié)論中找出未來可持續(xù)發(fā)展的線索。

使用之“痛”

對(duì)于空調(diào)產(chǎn)生的碳足跡的計(jì)算，引入生命周期評(píng)價(jià)（Life Cycle Assessment，LCA）是科學(xué)可信的方式。該評(píng)價(jià)是對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)從原材料獲取到報(bào)廢回收整個(gè)過程的環(huán)境影響進(jìn)行量化評(píng)價(jià)的過程，產(chǎn)品或系統(tǒng)的生命周期包括原材料的獲取與加工、零部件制造及產(chǎn)品裝配、銷售、使用維護(hù)、回收處理以及期間的運(yùn)輸過程。

基于LCA，中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的一份研究發(fā)現(xiàn)，空調(diào)使用階段由于消耗電力而產(chǎn)生的碳足跡是最為可觀的。

“這個(gè)階段的環(huán)境影響主要來自兩個(gè)部分，一是使用過程中電力的使用，二是使用過程中制冷劑的泄露。”中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心副研究員、上述研究參與者劉晶茹表示，空調(diào)使用階段的電力結(jié)構(gòu)中，79.85%為火力發(fā)電，17.31%為水力發(fā)電，1.77%由核能構(gòu)成，每使用1兆焦耳電，產(chǎn)生的碳足跡為 0.27kg。

假設(shè)空調(diào)在北京家庭中使用，工作日和雙休日每天分別運(yùn)行6小時(shí)和8小時(shí)，一個(gè)月運(yùn)行時(shí)間為184小時(shí)，假設(shè)夏季制冷3.5個(gè)月( 夏季溫度在30 ℃以上的天數(shù))，秋冬和冬春過渡季節(jié)制熱1個(gè)月(過渡季節(jié)中最高溫度在 20 ℃以下并且最低溫度在10 ℃以下的天數(shù)) ，空調(diào)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到828小時(shí)，以10年壽命期計(jì)算，累計(jì)運(yùn)行8280小時(shí)。

劉晶茹的算法顯示，現(xiàn)在空調(diào)一般通過改變頻率實(shí)現(xiàn)節(jié)能，正常使用時(shí)的功率約為0.4千瓦時(shí)，可以計(jì)算得到空調(diào)使用階段由于消耗電力而產(chǎn)生的碳足跡大約為 3219kg。

另一份由中國(guó)電器科學(xué)研究院參與的報(bào)告也顯示，報(bào)告選取的一臺(tái)家用空調(diào)樣本的碳足跡約為4813kg，使用階段的碳足跡最大，為4347kg，占全部碳足跡的90%，其中67% (3219kg) 為電力的使用，23% (1128kg) 為制冷劑的泄漏產(chǎn)生的影響，制冷劑的泄漏相當(dāng)于額外增加了 25.6%電力使用的碳足跡。

空調(diào)的使用習(xí)慣會(huì)顯著影響碳排放的結(jié)果，比如如果保持其它因素不變，工作日和雙休日每天分別運(yùn)行時(shí)間從6小時(shí)和8小時(shí)提升10%，那么空調(diào)碳足跡就會(huì)增加9%。同理，使用月份如果從夏季制冷3.5個(gè)月和過渡季節(jié)制熱1個(gè)月分別增加10%，空調(diào)碳足跡也將增加9%。

而制冷劑相關(guān)技術(shù)的提升是又一個(gè)讓使用空調(diào)的行為變得更加綠色的有效之舉。在空調(diào)的使用階段，空調(diào)會(huì)消耗大量的電能，同時(shí)制冷劑也會(huì)發(fā)生泄漏，并且使用過程中可能要進(jìn)行一些維修。由于空調(diào)的維修具有很大的隨機(jī)性，難于統(tǒng)計(jì)，并且其碳排放影響很小，所以在空調(diào)的使用階段的碳排放影響主要考慮電能的消耗和制冷劑的泄漏。

制冷劑是空調(diào)、冰箱制冷循環(huán)的工作介質(zhì)，通過在蒸發(fā)器中汽化時(shí)吸熱，在冷凝器中凝結(jié)時(shí)放熱循環(huán)往復(fù)來達(dá)到制冷的目的。最常見的制冷劑有氨、氟利昂類、水和一些碳?xì)浠衔锏取?/div>

據(jù)悉，空調(diào)使用階段每年制冷劑的泄露量為6%，此數(shù)值是由空調(diào)生命周期過程中3個(gè)過程(包括制冷劑添加過程、空調(diào)運(yùn)行過程和制冷劑回收過程) 制冷劑泄漏的總量平均到空調(diào)使用的每一年計(jì)算得到的。

由于制冷劑的泄漏產(chǎn)生了20%以上的碳足跡，通過適當(dāng)方法避免制冷劑的泄露是可行的綠色策略，比如可以通過改善空調(diào)制冷管路密封性以及抽注制冷劑工藝降低制冷劑的泄漏率。另一方面也需要通過使用清潔能源發(fā)電和提高能源利用率來減少用電產(chǎn)生的碳足跡。

綠色“首尾”

除了使用階段碳足跡，空調(diào)的另一個(gè)碳排放大頭來自源頭的生產(chǎn)過程。上述報(bào)告計(jì)算稱，生產(chǎn)制造階段的碳排放量為748kg，占全部碳足跡16%。

“我們可以把空調(diào)的制造分為零部件的生產(chǎn)和空調(diào)的組裝，其中室內(nèi)機(jī)殼體及塑料件的注塑成型的能耗是最大的，其次是熱交換機(jī)的焊接、空調(diào)零件的裝配等，相比之下，對(duì)室外機(jī)殼體和隔板的沖壓、噴塑等流程中產(chǎn)生的能耗相對(duì)少一些。”一位熟悉空調(diào)制造細(xì)節(jié)的業(yè)內(nèi)人士告訴華爾街見聞。

對(duì)生產(chǎn)制造階段貢獻(xiàn)最大的是線路板的生產(chǎn)過程，占生產(chǎn)階段碳足跡的26% (181 kg) ，其次為制冷劑的生產(chǎn)過程，占22% (156 kg) ，但兩者的重量分別僅占家用空調(diào)總重量的 2.97%和2.29%。

制造階段主要影響碳排放因素依然是設(shè)備耗電。由于在空調(diào)的生產(chǎn)制造階段，線路板和制冷劑這兩個(gè)重量比重均不到3%的組分，共產(chǎn)生了接近整個(gè)生產(chǎn)制造階段50%的碳足跡，通過生態(tài)設(shè)計(jì)及使用先進(jìn)技術(shù)等方式來減少這部分材料生產(chǎn)過程對(duì)溫室效應(yīng)的影響將是可行的。

此外，空調(diào)運(yùn)輸階段也會(huì)產(chǎn)生少量碳排放。劉晶茹提供的數(shù)字顯示，每1公里公路運(yùn)輸1噸貨物產(chǎn)生的碳足跡為 0.23kg。

假設(shè)空調(diào)在廣東省珠海市生產(chǎn)，產(chǎn)品在廣州、深圳、東莞等周邊城市使用，由谷歌地圖可得到珠海到這些城市公路運(yùn)輸?shù)钠骄嚯x是126公里，假設(shè)一臺(tái)空調(diào)在廣東省珠海市生產(chǎn)，在北京使用，由谷歌地圖可得到珠海到北京的公路運(yùn)輸距離是2274公里。

值得一提的是，在生命周期圖譜上，空調(diào)廢棄處理的階段會(huì)對(duì)碳足跡產(chǎn)生正面作用。根據(jù)上述報(bào)告，假設(shè)空調(diào)廢棄后，其中的材料鋼、鐵、銅、鋁和ABS等100%得到回收利用，制冷劑末期回收率為45%，其它組分按城市固體垃圾廢棄處理場(chǎng)景進(jìn)行處理，此階段的碳足跡是負(fù)的，為-304kg，即通過材料的回收利用，減少了全部家用空調(diào)碳足跡的6%。

而研究廢物處理階段各材料的回收利用對(duì)空調(diào)碳足跡的貢獻(xiàn)可以看出，回收制冷劑可以減少回收階段53%的碳足跡，其次是回收鋼鐵和ABS等，如果增加對(duì)制冷劑的回收利用率，會(huì)進(jìn)一步降低空調(diào)生命周期中對(duì)溫室效應(yīng)的影響。

雖然空調(diào)系統(tǒng)對(duì)人們的健康、舒適和工業(yè)生產(chǎn)品質(zhì)的保障起至關(guān)重要的作用，其運(yùn)行過程中能源消耗導(dǎo)致的二氧化碳年排放已達(dá)９.９億噸，其中直接碳排放約５.5億噸，間接碳排放約4.4億噸，是碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過程中的重要議題。

【版權(quán)聲明】本網(wǎng)為公益類網(wǎng)站，本網(wǎng)站刊載的所有內(nèi)容，均已署名來源和作者，僅供訪問者個(gè)人學(xué)習(xí)、研究或欣賞之用，如有侵權(quán)請(qǐng)權(quán)利人予以告知，本站將立即做刪除處理（QQ：51999076）。