影响气候变化的最大来源就在你车里

当你开的是辆燃油车时,车尾的排气管会释放出二氧化碳,这是大家都知道的事情。

这不好,因为二氧化碳会把热量困在地球的大气层中,导致温室效应失控,使地球变成一片贫瘠的地狱。美国总统特朗普不信这个,但其他大多数人信了。

其实,在许多汽车里还有另一种气体,它对气候变化的作用更大,高出上千倍。

早期,车里的制冷系统使用二氧化碳作为制冷剂,但需要很高的压力,有时也使用氨,但它有毒,因此都不是理想的解决方案。

后来,氟利昂12出现了。大家看到它十分兴奋,因为这种材料稳定、无毒,而且能在略高于大气压力的条件下工作。

可以说没有任何缺点。但直到许多年后,科学家们发现了其中的一个巨大的负面影响。

当R12被释放时,它会进入高层大气,在那里,紫外线将其分解,而剩余的氯游离基会吞噬臭氧。几十年前,这种情况引发了人们对臭氧层空洞的恐惧。

再后来,果断的全球行动解决了这个问题,逐步停止生产消耗臭氧层物质的国际条约《蒙特利尔议定书》被制定了出来。联合国第七任秘书长、2001年诺贝尔和平奖获得者科菲·安南(Kofi Annan)称其为“可能是迄今为止最成功的国际协议”。

(臭氧水平已经稳定,预计在2075年之前恢复)

R134a和R410a等制冷剂取代了R12,这些新型制冷剂的臭氧消耗潜力为零。我们又说它没有任何缺点。

不幸的是,它有一个显著的缺点。与二氧化碳一样,空调系统中的制冷剂也是一种温室气体,它在吸收大气中的热量方面要比二氧化碳强一千倍以上。

全球变暖潜势(GWP)是衡量一种气体相对于二氧化碳能捕获多少能量的指标。该数值同样能够评价温室气体在未来一定时间的破坏能力,通常以20年、100年、500年来衡量。

R134a的GWP为1430,这意味着它对环境的危害比释放同等质量的二氧化碳要严重1430倍。

再来看看你的燃油车。车只要开着就会持续排放二氧化碳,但车用冷媒不会去任何地方,它只是在空调系统周围循环。

虽然制冷剂可以安全地从系统中取出并重新使用,但大多数情况下并不是这样。它会漏出来;在车祸中被撞掉;或者被不负责任的维修师傅随意丢弃。

制冷剂对环境的危害是如此之大,以至于专注于解决气候变化问题的研究组织Project Drawdown将制冷剂管理列为控制气候变化的第一要务——比向电动车转型,比建造风力发电场,比其他任何事情都重要。

更严重的是,这种设备涉及的不仅是汽车产品,家庭和办公大楼的暖通空调系统、冰箱、自动售货机,以及任何设计用来冷却(加热)的东西都含有制冷剂。

现在的汽车使用的是一种名为R1234yf的制冷剂,其温室效应仅为二氧化碳的四倍。像R1234yf这样的低GWP制冷剂从2017年起就被要求用于在欧盟销售的乘用车,并将从2021年起用于美国汽车产品上。

没有任何缺点?它含有氟化氢,如果发生火灾,它可以变成氢氟酸。简单来说,这是一种很糟糕的物质,还会污染水资源。

具有讽刺意味的是,二氧化碳是一种温室气体,但为了减少碳足迹,最好的方法之一还是使用二氧化碳作为制冷剂。

虽说以二氧化碳为基础的制冷剂R744被释放到大气中并不理想,但它的温室效应比其他制冷剂小得多,而且没有毒性。

不仅如此,当使用传统的制冷剂时,热泵在低于20度的情况无法高效率运行。而基于二氧化碳的R744系统可在一个跨临界循环高压上运作,这使得该系统可以在较低温度下替代热泵。

为什么说这很重要?内燃型汽车的构造决定了其在远高于室外环境温度的温度下工作,很容易用散热器释放热量。但除非里面的冷却剂和外面的空气有很大的温度差异,否则它不能很好地工作。

另一方面,电动车通常对电池和电机有严格的温度控制,并经常使用空调系统来冷却电池、电机和逆变器。

对电动车来说,比起降温,更多时候需要的是加热功能。

这是因为锂离子电池在低温下会吸收热量,也是你在车里仍能看到12伏铅酸电池的一个重要原因:确保在零下40度时工作,这样就可以运行需要加热的高压电池系统,进而开动车辆。

(保时捷Taycan热管理系统)

如果空调系统可以作为一个有效的热泵在广泛的温度范围内运行,就意味着你可以用同样的系统来加热电池之类的东西,而不是低效的电加热器。除此之外,可以用它来更有效地提高车内温度,或缓解在低温下电动车行驶里程减少的问题。

梅赛德斯-奔驰是第一家在乘用车上使用二氧化碳空调系统的制造商,从2017年开始,该设备被安装到S级和E级以上的车型里。大众汽车也表态,称有意在未来的产品上配备此类系统。

电动车的热管理系统正变得越来越复杂,高压二氧化碳系统则让事情变得更有趣。

二氧化碳可以帮助解决过多二氧化碳造成的问题之一。幸运的是,这对环境的破坏也更小。

回到文章开头的那个比喻,其实说地球将变成贫瘠的地狱过于夸张。即使在几百万年前,地球上的二氧化碳浓度达到7000ppm也没什么问题。

引用美国知名脱口秀谐星乔治·卡林(George Carlin)的话来说:“我们不是在毁灭地球,我们只是在毁灭我们自己。地球一点也不在乎。”

(文章&图片来源:Jalopnik、NASA、Porsche、Getty、Wikipedia,作者:Matt Brown)