安青松，闫若雪，孙博阳，马一太

（天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室，天津300350）

0 引言

当前，中国各行各业自上而下都在探索“双碳”目标［1］的解决方案与设计路线图，构建行业的新发展格局。美国非营利组织Project Drawdown 提出了76 种具体减碳技术，通过分析其减碳潜力可知，工质替代技术可实现43.53 亿t CO2e 的减排，是减碳技术路线的一个重要发展方向。中国有最大的制冷行业，同时是全球最大的工质生产国和消费国［2］，工质的替代选择不仅会影响制冷企业未来的研发、生产，也对制冷行业碳排放峰值以及“双碳”的实施路径有着重要影响。因此，在“双碳”目标的背景下，确定如何逐渐替代落后工质，制定中国自主的工质发展道路，助力制冷行业健康绿色发展，是制冷领域研究的焦点。

本文首先通过介绍制冷工质的发展历程和几种天然工质的物性，阐述了工质的应用现状，最后探讨了天然工质替代的减排潜力。

1 工质的发展史

制冷剂/工质有着近200 年的发展史，制冷空调设备之所以可以为现代生活提供环境舒适性和食品安全性，推动生物医学、农业、工业、数据运算及存储等高新技术的快速发展，都得益于具有优良热工性能和安全性的工质。因此，工质是推动制冷技术整体向前发展和应用普及的动力。

工质的发展历程大致可分成了4个阶段（如图1所示）［3］。在最初发明制冷剂的阶段，制冷剂的选择秉承“不论物质、能用即可”的原则，这时的工质多数是可燃或有毒的，代表性工质有氨（NH3）、二氧化碳（CO2）等；……