2022年，冰箱保溫技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了兩件大事。先是8月9日，海爾冰箱首創(chuàng)的“冰箱箱體動態(tài)壓力下聚氨酯硬泡發(fā)泡技術(shù)”獲得中國輕工業(yè)聯(lián)合會頒發(fā)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。11月3日，在進(jìn)博會上，美的冰箱聯(lián)合科思創(chuàng)發(fā)布綠色冰箱。無論前者還是后者，其核心都是低碳聚氨酯發(fā)泡技術(shù)獲得突破。事實上，自2020年中國提出“雙碳”戰(zhàn)略以來，綠色低碳已經(jīng)成為冰箱行業(yè)最重要的發(fā)展趨勢。相應(yīng)地，冰箱聚氨酯硬泡技術(shù)也穩(wěn)步向低碳化邁進(jìn)。
低碳材料的應(yīng)用
在冰箱中，發(fā)泡材料通常會塞滿整個箱體，目的是讓冰箱內(nèi)部溫度保持恒定，提供更好的保溫效果。然而，常規(guī)的發(fā)泡材料和發(fā)泡技術(shù)有3個明顯的缺陷：一是排放大量二氧化碳，破壞臭氧層，加劇溫室效應(yīng)；二是發(fā)泡材料流動性差，容易填充不均勻，影響保溫效果；三是難以同時兼顧速度和質(zhì)量，發(fā)泡效率低。應(yīng)對這3個問題，業(yè)內(nèi)通過使用更低碳的原料、提升整機能效和生產(chǎn)效率的創(chuàng)新工藝，從整個聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈降低碳排放。
使用更低碳的原料包括兩個方向，即使用GWP值更低的發(fā)泡劑和更低碳的發(fā)泡料。關(guān)于發(fā)泡劑替代，冰箱行業(yè)已經(jīng)基本完成了HFC-245fa的淘汰。
發(fā)泡料主要是指白料中的聚醚和黑料中的MDI。對于應(yīng)用更低碳的發(fā)泡料，《電器》記者了解到，業(yè)內(nèi)正在更多地推出低碳足跡的MDI，比如科思創(chuàng)、巴斯夫、萬華化學(xué)、亨斯邁等，但在聚醚方面還沒有推出相應(yīng)的產(chǎn)品。
科思創(chuàng)推出低碳足跡MDI，2021年進(jìn)博會期間，科思創(chuàng)在亞太地區(qū)首發(fā)了經(jīng)ISCC PLUS質(zhì)量平衡認(rèn)證的低碳足跡MDI的同時，還聯(lián)手海爾推出了應(yīng)用該MDI的低碳冰箱。2022年進(jìn)博會期間，科思創(chuàng)再次攜手美的發(fā)布了應(yīng)用該MDI的綠色低碳冰箱。與冰箱行業(yè)兩大巨頭合作推廣低碳MDI，標(biāo)志著低碳足跡聚氨酯在家電企業(yè)開始實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
科思創(chuàng)方面表示，ISCC是國際公認(rèn)的生物質(zhì)及生物能源的可持續(xù)發(fā)展認(rèn)證體系。在質(zhì)量平衡方法中，源自生物質(zhì)或廢棄物的原材料與化石原料混合，然后通過數(shù)學(xué)方式被分配給最終產(chǎn)品，實現(xiàn)溫室氣體減排。由于質(zhì)量平衡產(chǎn)品與相應(yīng)的化石基產(chǎn)品性能相同，客戶無需改變現(xiàn)有生產(chǎn)工藝與設(shè)備。科思創(chuàng)的低碳足跡MDI來自植物的生物質(zhì)原材料的份額高達(dá)60%，與化石基MDI相比，可減少60%的碳排放量。
一樣的低碳MDI，不一樣的產(chǎn)品。在科思創(chuàng)將低碳足跡MDI推向市場不久，巴斯夫“首款無溫室氣體排放的芳香族異氰酸酯Lupranat ZERO”成功上市，擴(kuò)大了旗下MDI產(chǎn)品組合，為低碳MDI市場競爭注入活力。
巴斯夫方面表示，經(jīng)過核算，Lupranat ZERO“從搖籃到大門”的產(chǎn)品碳足跡為零，意味著該產(chǎn)品從源頭到離開公司送往客戶的過程中，都不會產(chǎn)生二氧化碳排放，這包括產(chǎn)品相關(guān)的溫室氣體排放和產(chǎn)品中的生物基碳。在這一過程中，巴斯夫在化工生產(chǎn)鏈的初始階段采用可再生原料，并通過質(zhì)量平衡法對這些原料進(jìn)行分配，從而實現(xiàn)零碳排放。此外，巴斯夫在該產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中采用了經(jīng)認(rèn)證的可再生能源。
除了MDI，聚醚領(lǐng)域的低碳發(fā)展也傳來好消息。2022年12月，萬華化學(xué)推出一款生物聚醚產(chǎn)品——WANOL FB390。該產(chǎn)品生物基含量超過90%，可減少碳足跡30%~50%。同時，該產(chǎn)品具有較好的泡孔結(jié)構(gòu)和良好的透氣性。某業(yè)內(nèi)人士評價說：“雖然這款聚醚用于聚氨酯軟泡，目前主要用于高端家具和汽車領(lǐng)域，但是對于冰箱聚氨酯硬泡降低碳足跡有很大的借鑒意義?！?
先進(jìn)技術(shù)降低材料用量，提升產(chǎn)品能效
提升冰箱能效，一些企業(yè)通過增加發(fā)泡料的流動性，讓發(fā)泡料填充得更均勻，進(jìn)而提高冰箱箱體的保溫效果。例如，海爾冰箱首創(chuàng)動態(tài)壓力下的聚氨酯發(fā)泡技術(shù)，解決了發(fā)泡流動性差、填充不均勻的難題，實現(xiàn)了在超高粘度材料、超快反應(yīng)時間和復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等條件下發(fā)泡料高質(zhì)量填充，將發(fā)泡效率提升50%。據(jù)介紹，目前，海爾冰箱國內(nèi)已有4條生產(chǎn)線應(yīng)用該技術(shù)，年產(chǎn)300萬臺綠色環(huán)保冰箱，年碳減排約達(dá)112萬噸。
科思創(chuàng)的微孔發(fā)泡技術(shù)與海爾的“動態(tài)壓力下的聚氨酯發(fā)泡技術(shù)”異曲同工。據(jù)科思創(chuàng)方面介紹，微孔發(fā)泡技術(shù)是科思創(chuàng)于2013年在德國總部開始研發(fā)的新技術(shù)，可以通過減小泡沫孔徑，降低絕熱系數(shù)，進(jìn)而提高冰箱的能效。同時，微孔發(fā)泡技術(shù)可以在普通發(fā)泡體系的基礎(chǔ)上配合各種發(fā)泡劑體系，實現(xiàn)隔熱性能大幅提升，加快生產(chǎn)節(jié)拍并且優(yōu)化注料量，更好地控制產(chǎn)品品質(zhì)，節(jié)約生產(chǎn)成本。值得一提的是，對于家電企業(yè)來說，切換微孔發(fā)泡技術(shù)不需要任何額外設(shè)備投資，不需要調(diào)整生產(chǎn)線，不增加成本。
陶氏的真空發(fā)泡技術(shù)在冰箱行業(yè)已經(jīng)應(yīng)用多年，特別是在海爾多個冰箱工廠成功應(yīng)用，其核心技術(shù)原理正是通過提高泡沫流動性、泡沫密度的均勻性，來減小微觀泡孔尺寸，降低泡沫導(dǎo)熱系數(shù)。真空發(fā)泡技術(shù)可以讓家電企業(yè)在不增加成本的情況下將能效提升10%，同時通過縮短將近50%的脫模時間，大幅度增加循環(huán)次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。如今，該技術(shù)已經(jīng)迭代到第三代，對冰箱能效的提升非常顯著。據(jù)陶氏有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，陶氏第三代PASCALTM技術(shù)采用獨特的真空工藝和新型的聚氨酯發(fā)泡系統(tǒng)來填充冰箱壁內(nèi)的絕熱空腔，不僅可以進(jìn)一步幫助冰箱廠提高能效，還能降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，為冰箱行業(yè)加速實現(xiàn)碳中和目標(biāo)作出了好的示范。根據(jù)測算，采用PASCAL技術(shù)的項目于2018~2026年間減少的溫室氣體排放將超過90萬噸，相當(dāng)于生長10年的1500萬棵樹木所吸收的溫室氣體總量。
然而，某業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，真空發(fā)泡技術(shù)能效提高雖然很顯著，但是動輒需要投資千萬元，這對當(dāng)下成本壓力巨大的冰箱企業(yè)來說并不適用，這也是它沒能在冰箱行業(yè)大規(guī)模推廣開來的重要原因。
從整個聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行碳減排，對于冰箱行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)同樣至關(guān)重要。
萬華化學(xué)提出了聚氨酯泡沫全生命周期解決方案。萬華化學(xué)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說：“我們通過化學(xué)方法將廢舊聚氨酯材料在分子層面重組，再通過新的化學(xué)反應(yīng)生成聚氨酯材料。該技術(shù)反應(yīng)條件較為溫和，且產(chǎn)物可直接用于發(fā)泡，在聚氨酯回收領(lǐng)域具有較大的實用價值，能顯著提升經(jīng)濟(jì)效益。另外，此回收工藝還可實現(xiàn)泡沫不降級再利用。”
展望2023年，冰箱行業(yè)綠色低碳的發(fā)展趨勢不但不會改變，而且會更加迫切，這一點從近期各省市發(fā)布的“碳達(dá)峰”實施方案不難窺見。站在新的起點，聚氨酯硬泡產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)能夠做的，唯有與冰箱廠一道堅定綠色發(fā)展路線，破浪前行。
