研究揭示：CO2/R41混合物是电动汽车热泵最优环保制冷剂

研究揭示：CO2/R41混合物是电动汽车热泵最优环保制冷剂

随着新能源汽车的普及，如何降低其全生命周期的碳排放成为了一个重要课题。近日，一篇发表在《科学通报》上的研究论文，为我们揭示了不同环保制冷剂在电动汽车热泵系统中的减排潜力。

研究背景

为满足我国“双碳”目标和《<蒙特利尔议定书>基加利修正案》的要求，采用低全球变暖潜能值（GWP）的热泵系统有助于从直接和间接两个方面全面减少新能源汽车碳排放。然而，目前对于采用何种低GWP工质尚无定论，几乎所有研究仅仅采用GWP值来衡量制冷剂的环保性能，对低GWP工质热泵系统全生命周期气候性能（LCCP）的认识明显不足，同时也缺少适用于新能源汽车热泵的LCCP评估模型。

研究方法

研究团队基于7个城市的气候数据、当地供电特性、真实世界驾驶循环、乘员舱冷热负荷与舒适性、热泵系统台架测试等，新开发了适用于电动汽车热泵的完整LCCP模型。基于该模型，对传统高GWP工质R134a和R410A、低GWP工质CO2，以及先前开发的新型高效环保工质CO2/R41（GWP为49）、M2（非共沸混合物，GWP为137）在电动汽车热泵中的全生命周期环境影响作了评估。

研究结果

研究发现，建立的LCCP模型对热泵系统性能系数（COP）的预测精度在±6.5%。LCCP中的直接排放主要与制冷剂的GWP相关，几乎不受气候影响，而间接排放主要受气候、制冷剂类型以及发电碳排放强度的影响。

在所研究的制冷剂中，CO2/R41电动汽车热泵系统LCCP最低，其LCCP值相比R134a系统减少了5%42%，相比CO2系统减少了1%21%。

结论与展望

研究结果表明，CO2/R41混合物在降低电动汽车热泵全生命周期碳排放方面具有显著优势。未来，根据我国能源结构、区域气候条件，因地制宜发展电动汽车热泵技术，采用低GWP新型制冷剂，不断提高能源利用效率和清洁能源发电比例，对降低电动汽车热泵全生命周期碳排放具有重大潜力。