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应用保温材料是让我们保持房子温暖——而不是让地球变暖

  • 2022-12-27
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我们一些最常见的绝缘材料存在一个大问题:它们是使用强效温室气体发泡剂制成的。所有挤塑聚苯乙烯 (XPS) 和大多数闭孔喷涂聚氨酯泡沫 (SPF) 均采用 HFC(氢氟烃)发泡剂制成,这种发泡剂的全球变暖潜能值 (GWP) 比二氧化碳高数百倍。
保温材料:好消息,坏消息
保温材料帮助我们的家庭节约能源,并在此过程中减少化石燃料的燃烧和温室气体的释放。
但是,如果保温材料本身是用 GWP 非常高的发泡剂制成的,这种发泡剂最终可能会从绝缘材料中逸出,那么从缓解气候变化的角度来看,添加大量绝缘材料实际上可能是一件坏事。
对臭氧有利,对气候不利
对于 XPS,发泡剂 HFC-134a 的 GWP 为 1,430,这意味着它的效力是二氧化碳的 1,430 倍(定义为 GWP 为 1)。几乎所有闭孔 SPF 都是用发泡剂 HFC-245fa 制成的,其 GWP 为 1,030。
相对于全球变暖,这些发泡剂并不像最初使用的 CFC 那样糟糕,但与被采用为第二代发泡剂的 HCFC(氢氯氟烃)一样糟糕。(HFC 和 HFO 都被认为对臭氧是完全安全的,这就是 CFC 和 HCFC 已被淘汰的原因。)
发泡剂:下一代
不管怎样,考虑到这一切,我一直在密切关注工业界的发展,以提出既不会消耗臭氧层物质也不会产生大量温室气体的替代品。
两年前,领先的候选者似乎是 HFO(氢氟烯烃),霍尼韦尔在 2011 年宣布开发此类产品。事实上,上周刚刚宣布美国最大的家电制造商惠而浦(拥有以下品牌) Maytag、Amana、Jenn-Air 和 KitchenAid 以及 Whirlpool) 正在改用一种新的 HFO 发泡剂,用于其所有冰箱的聚氨酯绝缘材料。
Whirlpool 将使用由霍尼韦尔生产的新型Solstice 液体发泡剂,霍尼韦尔是美国三大发泡剂生产商之一(另外还有杜邦和阿科玛)。Solstice HFO 的臭氧消耗潜能值为零,GWP 仅为 4.7 至 7.0——类似于发泡聚苯乙烯和聚异氰脲酸酯中使用的各种碳氢化合物发泡剂——并且相对于全球变暖而言微不足道。
效率提升额外的好处
此外,Solstice HFO 将略微提高绝缘材料的 R 值。据霍尼韦尔称,与 HFC-245fa 相比,这种 HFO 产生的绝缘 R 值高出 2%,与碳氢化合物发泡剂相比,它提供了 8% 到 10% 的改善。
虽然变化令人兴奋,但并不是立竿见影的。HFO 刚刚获得政府的批准,需要一段时间才能提高产量并将冰箱工厂转换为新泡沫。Whirlpool 预计将于 2013 年底开始在其冰箱中使用新型发泡剂。
喷涂泡沫制造商采用氢氟烯烃的速度较慢
但是通常用于建筑物隔热的闭孔 SPF 隔热材料呢?
SPF 制造商可能会用 HFO 取代 HFC-245fa ……但尚不清楚具体何时会发生。喷涂聚氨酯泡沫联盟(SPFA)的技术总监 Rick Duncan 是服务于 SPF 行业的贸易协会,他告诉我,一些 SPF 制造商(“系统制造商”)正在使用新的 HFO 发泡剂进行现场试验,但并非所有他们中的。(至少有一家制造商 Icynene 还生产一种水发泡的中密度泡沫 MD-R-200,它隔热至每英寸 R-5.2,在Icynene 网站;大多数其他水发泡 SPF 产品据信已停产。)
与 2003 年联邦法规出于臭氧消耗问题强制要求从 HCFC 转向 HFC 发泡剂不同,没有类似的法规要求从 HFC 转向 HFO。
这取决于我们
转换需要时间而且费用昂贵——大约一年,至少需要 100,000 美元,Duncan 说。由于建筑业仍处于经济低迷期,生产商不打算在产品开发上投入大量额外资金。
然而,Duncan 认为,当一份关于 SPF 的新生命周期评估 (LCA) 报告(SPFA 正在定稿)发布时,客户将开始要求低 GWP 泡沫,而制造商将通过生产它来回应。从环境的角度来看,开孔 SPF(不包括 HFC 发泡剂)对全球变暖的影响仅为闭孔 SPF 的 1/20。
XPS阵营行动较少
我无法从挤塑聚苯乙烯行业获得太多关于 HFC-134a 何时可以被低 GWP 发泡剂替代以及是否存在适用于该行业的气态 HFO 的信息。(虽然液体发泡剂用于生产 SPF,但 XPS 需要气态发泡剂。)
Dow Building Solutions (陶氏聚苯乙烯泡沫聚苯乙烯 XPS 制造商)的高级传播经理 Jan McKinnon表示,该公司正在寻找减少温室气体排放的方法。“自从我们在 2010 年推出新配方 [从 HCFC-142b 转换为 HFC-134a] 以来,我们一直致力于降低我们的发泡剂全球变暖潜能值,并且我们有一个积极的过程可以将其降低 15%, “ 她告诉我。她说,他们正在积极评估 XPS 的替代发泡剂,“但这些技术中的大多数仍处于起步阶段。”
现在不是投资产品的好时机
SPF 和 XPS 行业都已经经历了两次重大转变:从 CFC 到 HCFC 发泡剂,然后从 HCFC 到 HFC 发泡剂。
建筑经济不景气,建材销售低迷,第三次大转产的积极性受到限制。但我相信,对生产对全球气候变化影响尽可能小的产品的需求将会不断增长——如果今年的高温和干旱持续下去,这种需求很可能会增长。
 
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