全球法案管控下,四代制冷剂为发展趋势

全球制冷剂的发展趋势为降低其臭氧空洞和温室效应,各协约国相继签署了《蒙特利尔协议书》、《基加利修正案》履行条例。政策驱动下,全球制冷剂逐步从第一代发展为第四代。发达国家已经完成了对二代制冷剂的削减,正持续削减三代制冷剂。我国属发展中国家,正持续削减二代制冷剂,并于2024年正式冻结三代制冷剂生产配额,未来全球发展趋势将是向低GWP值的四代制冷剂发展,本篇文章主要针对四代制冷剂行业情况进行梳理和展望。

应用领域不同,低GWP替代方案不同

四代制冷剂目前主要有三条具有应用价值的新工作介质替代路线:1)开发不饱和氟化烯烃类制冷工质;2)开发混合制冷剂工质;3)采用天然制冷工质。根据家用空调、工商制冷、车用、冷链、冰箱、发泡等应用领域的不同,其制冷效果、承受压力和容积体量也会不同,因此制冷剂的选择往往具有差异性。单质HFOs制冷剂R1234yf、R1234ze等可替代车用制冷剂R134a,在欧洲美国等地区已经大幅使用,而R1234yf和三代制冷工质的混配方案也在被研究以及推广,有望在家用空调、工商制冷中使用。碳氢类制冷剂由于具有高可燃性/压缩机昂贵的特点,成本较高,除了应用于具有较好密封性的冰箱,在其余领域推广较难。

HFOs具有多项生产和应用专利,限制推广

目前重要的四代制冷剂成熟品种为R1234yf,其有多种生产路径。国际氟化工巨头公司对四代制冷剂进行了完善的专利布局,形成了极高的专利壁垒,其中包括生产专利以及应用专利。霍尼韦尔以及杜邦从2004年开始申请R1234yf的专利,意味着最早的R1234yf生产专利过期时间为2024年。相对于生产专利,应用专利不仅涉及到国外企业对其余生产企业的诉讼,同时涉及到对客户的诉讼。海外巨头布局的HFOs应用专利集中在2004-2010年,因此HFOs应用专利在2024-2030年将陆续到期。目前,我国企业在HFOs的布局受制于专利约束,大多为海外巨头做代工。

HFOs价格昂贵,成本下降空间或有限

R1234yf的价格较为昂贵,2020-2023年欧洲R1234yf价格在60-70欧元/kg震荡(以14家公司为样本),是欧洲R32的2-4倍。因为原料以及技术路线,  R1234yf理论成本下降空间有限,根据NSA以及我们进一步测算,预计R1234yf长期完全成本在8.5- 14万元/吨。

HFOs具有多项生产和应用专利,限制推广

在政策降低碳排放的约束下,制冷剂往四代切换将为发展趋势。碳氢制冷剂由于更换压缩机昂贵、易燃易爆值高等问题,推广上受限。以R1234yf为主的HFOs目前在欧美车型中实现对R134a的部分替代,并且其混配工质有望在家用、工商空调等多领域推广。但是R1234yf目前多项生产和应用专利被海外巨头垄断,国内企业难突破,相关专利预计在2024年后陆续到期。同时,R1234yf成本降低空间有限,价格昂贵。2024年三代制冷剂随着配额限制,价格开始右侧启动,但是相比目前R1234yf价格仍然低廉。

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