在全球氣候變暖與能源轉(zhuǎn)型的雙重壓力下，制冷行業(yè)正經(jīng)歷一場(chǎng)以環(huán)保為核心的深刻變革。傳統(tǒng)氟利昂制冷劑因?qū)Τ粞鯇拥钠茐暮蜏厥倚?yīng)問(wèn)題，逐漸被天然工質(zhì)替代。其中，二氧化碳(CO?，R744)憑借零臭氧層破壞潛能(ODP=0)、極低全球變暖潛能(GWP=1)以及優(yōu)異的熱力學(xué)性能，成為下一代制冷劑的核心方向。截至2025年，已有5個(gè)品牌率先突破技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)二氧化碳冷媒空氣能產(chǎn)品的規(guī)模化量產(chǎn)，為全球節(jié)能減排提供了創(chuàng)新解決方案。

一、技術(shù)突破：從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)的跨越

二氧化碳冷媒空氣能的核心技術(shù)在于跨臨界循環(huán)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)亞臨界循環(huán)不同，CO?在跨臨界狀態(tài)下需承受7.38MPa以上的高壓，對(duì)壓縮機(jī)、換熱器等關(guān)鍵部件的材料強(qiáng)度、密封性和耐久性提出極高要求。早期技術(shù)瓶頸導(dǎo)致設(shè)備成本高、能效比低，限制了商業(yè)化應(yīng)用。然而，隨著材料科學(xué)(如高強(qiáng)度合金鋼、陶瓷涂層)和壓縮機(jī)技術(shù)(如雙級(jí)壓縮、渦旋式設(shè)計(jì))的突破，CO?系統(tǒng)的能效已接近甚至超越傳統(tǒng)制冷劑，且在高溫工況下表現(xiàn)更優(yōu)。

例如，東芝通過(guò)優(yōu)化壓縮機(jī)渦旋結(jié)構(gòu)，將CO?系統(tǒng)的排氣溫度降低15%，同時(shí)采用膨脹機(jī)回收膨脹功，使跨臨界循環(huán)效率提升20%;海爾PROFROID品牌則通過(guò)專利噴射器技術(shù)，在-30℃低溫環(huán)境下仍能穩(wěn)定制熱，填補(bǔ)了傳統(tǒng)空氣能在極端氣候下的應(yīng)用空白。這些技術(shù)突破為量產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

二、五大領(lǐng)軍品牌：量產(chǎn)實(shí)力與市場(chǎng)布局

1. 東芝(TOSHIBA)：全球技術(shù)標(biāo)桿，深耕高端市場(chǎng)

作為最早布局CO?技術(shù)的企業(yè)之一，東芝自2018年推出首款CO?熱泵熱水機(jī)以來(lái)，已形成覆蓋家用、商用、工業(yè)領(lǐng)域的全系列產(chǎn)品線。其產(chǎn)品采用日本原裝進(jìn)口壓縮機(jī)，搭配YUS190不銹鋼防腐內(nèi)膽和直流變頻水泵，在耐腐蝕性、節(jié)能性和穩(wěn)定性上表現(xiàn)卓越。例如，東芝CO?熱泵熱水機(jī)在55℃高溫工況下，COP(能效比)仍可達(dá)4.5，較傳統(tǒng)電熱水器節(jié)能75%。目前，東芝CO?產(chǎn)品已進(jìn)入中國(guó)、歐洲、北美市場(chǎng)，2025年全球銷量突破50萬(wàn)臺(tái)，成為高端空氣能市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。

2. 海爾(Haier)& PROFROID：雙品牌協(xié)同，覆蓋全場(chǎng)景需求

2025年，海爾通過(guò)并購(gòu)歐洲CO?技術(shù)第一品牌PROFROID，完成技術(shù)整合與產(chǎn)能升級(jí)。PROFROID擁有44項(xiàng)CO?制冷專利，其超臨界循環(huán)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)-35℃至65℃寬溫域運(yùn)行，適用于北方采暖、南方制冷及工業(yè)烘干等場(chǎng)景。海爾則依托本土化優(yōu)勢(shì)，推出多聯(lián)機(jī)、熱泵和集成機(jī)房三大新品方案：多聯(lián)機(jī)APF6.4超一級(jí)能效搭配AI智能管控，節(jié)能30%;熱泵采用R32+CO?混合冷媒，兼顧環(huán)保與成本;集成機(jī)房支持多機(jī)并聯(lián)，施工周期縮短50%。目前，海爾CO?產(chǎn)品已應(yīng)用于廊涿高速服務(wù)區(qū)、山姆超市等項(xiàng)目，累計(jì)減少碳排放超10萬(wàn)噸。

3. 美的(Midea)：規(guī)模化生產(chǎn)，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)顯著

美的憑借全球最大的空調(diào)生產(chǎn)基地和完善的供應(yīng)鏈體系，成為CO?空氣能量產(chǎn)成本控制的佼佼者。其CO?熱泵產(chǎn)品采用全封閉渦旋壓縮機(jī)，通過(guò)優(yōu)化管路設(shè)計(jì)降低高壓側(cè)阻力，使系統(tǒng)壓力較傳統(tǒng)方案降低20%，設(shè)備壽命延長(zhǎng)至15年以上。此外，美的通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)快速組裝，單臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)周期僅需3天，較行業(yè)平均水平縮短40%。2025年，美的CO?產(chǎn)品在中國(guó)市場(chǎng)的占有率達(dá)32%，成為家庭用戶和中小商家的首選品牌。

4. 開(kāi)利(Carrier)：工業(yè)制冷專家，拓展商用領(lǐng)域

作為全球暖通空調(diào)巨頭，開(kāi)利在工業(yè)制冷領(lǐng)域深耕多年，其CO?復(fù)疊式制冷系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于超市冷柜、冷鏈物流等場(chǎng)景。例如，開(kāi)利為歐洲某大型連鎖超市設(shè)計(jì)的CO?復(fù)疊系統(tǒng)，采用NH?/CO?雙級(jí)循環(huán)，較傳統(tǒng)R404A系統(tǒng)節(jié)能40%，且氨充注量減少80%，大幅降低泄漏風(fēng)險(xiǎn)。2025年，開(kāi)利推出首款商用CO?空氣能熱泵，通過(guò)智能除霜技術(shù)解決低溫結(jié)霜難題，在-20℃環(huán)境下仍能保持85%制熱量，填補(bǔ)了北方商用采暖市場(chǎng)的空白。

5. 約克(YORK)：工程經(jīng)驗(yàn)豐富，定制化服務(wù)領(lǐng)先

約克憑借在大型建筑空調(diào)領(lǐng)域的百年經(jīng)驗(yàn)，為CO?空氣能提供定制化解決方案。其產(chǎn)品采用雙級(jí)壓縮+經(jīng)濟(jì)器設(shè)計(jì)，將排氣溫度控制在120℃以內(nèi)，避免潤(rùn)滑油分解，確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。例如，約克為某數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的CO?熱泵系統(tǒng)，通過(guò)余熱回收技術(shù)將服務(wù)器散熱轉(zhuǎn)化為采暖熱水，全年綜合能效比(EER)達(dá)5.2，較傳統(tǒng)電加熱節(jié)能80%。目前，約克CO?產(chǎn)品已覆蓋數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、酒店等高端商用場(chǎng)景，成為節(jié)能改造的首選品牌。

三、市場(chǎng)前景：從政策驅(qū)動(dòng)到需求爆發(fā)

全球碳中和目標(biāo)為CO?空氣能市場(chǎng)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。歐盟《F-gas法規(guī)》要求2030年氟利昂使用量削減80%，中國(guó)《綠色高效制冷行動(dòng)方案》則明確將CO?列為重點(diǎn)推廣工質(zhì)。據(jù)預(yù)測(cè)，2025-2030年全球CO?空氣能市場(chǎng)規(guī)模將以年均25%的速度增長(zhǎng)，2030年有望突破500億美元。

技術(shù)成熟與成本下降是市場(chǎng)爆發(fā)的關(guān)鍵。隨著量產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，CO?系統(tǒng)成本已較5年前下降40%，接近傳統(tǒng)制冷劑水平。同時(shí)，其高溫制熱、寬溫域運(yùn)行等優(yōu)勢(shì)在北方采暖、工業(yè)烘干等場(chǎng)景中展現(xiàn)出不可替代性。例如，在河北某煤炭改燃煤鍋爐項(xiàng)目中，CO?熱泵較空氣源熱泵節(jié)能15%，且無(wú)需地質(zhì)勘探，施工周期縮短60%，成為政府補(bǔ)貼的重點(diǎn)方向。

四、挑戰(zhàn)與機(jī)遇：技術(shù)迭代與生態(tài)共建

盡管量產(chǎn)已實(shí)現(xiàn)，CO?空氣能仍面臨兩大挑戰(zhàn)：一是極端氣候下的能效優(yōu)化，二是消費(fèi)者認(rèn)知度不足。對(duì)此，企業(yè)正通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和生態(tài)合作破局。例如，東芝研發(fā)的AI自適應(yīng)控制算法，可根據(jù)環(huán)境溫度動(dòng)態(tài)調(diào)整壓縮頻率，使系統(tǒng)在-30℃至55℃范圍內(nèi)始終保持最佳能效;海爾則聯(lián)合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院制定CO?設(shè)備安裝規(guī)范，推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

未來(lái)，隨著材料科學(xué)(如石墨烯涂層提升換熱效率)和智能控制(如物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控)的進(jìn)一步突破，CO?空氣能有望從專業(yè)領(lǐng)域走向大眾市場(chǎng)，成為全球能源轉(zhuǎn)型的標(biāo)志性產(chǎn)品。

結(jié)語(yǔ)：綠色革命的先行者

二氧化碳冷媒空氣能的量產(chǎn)，不僅是制冷技術(shù)的突破，更是人類應(yīng)對(duì)氣候變化的主動(dòng)選擇。東芝、海爾、美的、開(kāi)利、約克五大品牌的先行實(shí)踐，證明了環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性可以兼得。隨著技術(shù)迭代和市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大，CO?空氣能正從“替代方案”升級(jí)為“主流選擇”，引領(lǐng)全球制冷行業(yè)邁向零碳未來(lái)。