降温正在使地球变暖，但市场失灵正在冻结空调行业的创新

2018年9月26日

今年夏天创造了一项记录在阿曼的库里亚特，有记录以来最冷的夜间温度为42.6摄氏度(108.7华氏度)。到本世纪末，全球气温预计将上升2至5摄氏度城市地区气温上升1-3摄氏度在夏季的几个月里，世界上的某些地方将比它们的环境更令人难以忍受。

已经有令人震惊的22亿人，占世界人口的30%，处于潜在的危险之中致命的热接触每年超过20天;到2100年，多达四分之三的人可能会经历这种风险。舒适的制冷，如空调，不再是一种奢侈品，而是日益成为健康、生产力和极端情况下生存的必需品。

运行住宅ACs的总数量，数十亿。图表来源:基于国际能源署《变冷的未来》2018年数据的RMI图。

在发展中国家，人口增长、城市化和收入增长加剧了对舒适降温的需求，从而加剧了气温上升。这些因素将导致世界住宅空调总数量从现在的9亿增加到2050年的37亿左右，惊人的四倍增长。热带和亚热带的新兴经济体，如印度、中国、巴西和印度尼西亚，预计在未来30年降温需求将增长5倍。

冷却是如何使地球变暖的?

如果这些需求预测是正确的，而且空调能源效率继续以50年来的历史速度提高，到2100年，仅家用空调就可能导致全球气温上升1.5摄氏度，完全偏离我们在巴黎制定的将全球气温上升控制在2摄氏度以下的目标。

空调主要以两种方式影响气候:制冷剂的直接排放;以及电力使用的间接排放。制冷剂会在空调使用寿命的整个过程中泄漏到大气中，其效力是二氧化碳的数千倍。然而，制冷剂只占空调气候影响的20% - 30%。另外70%到80%的电力来自电网。如果不采取任何措施，到2050年，全球居民的ACs用电量将超过今天美国和德国用电量的总和。

除了加剧全球变暖之外，对空调需求的增加还将给政府和消费者造成数千亿美元的损失。对政府来说，电网负担的增加转化为昂贵的基础设施项目。例如，如果印度的空调数量如预期的那样在2030年增加四倍，它将至少需要投资1200亿美元用于新建发电厂，另外还需要更多资金来升级输配电系统。对于消费者来说，空调可以代表他们收入的很大一部分。例如，在印度，仅仅为了使用ACs，消费者就花费了家庭收入中位数的8%。在印度尼西亚，这一比例为14%。

国际社会为解决这一问题做了什么?产生了什么影响?

国际社会正在努力逐步淘汰对地球危害最大的制冷剂。在9月16日世界臭氧日，我们纪念了31年前签署的《蒙特利尔议定书》。《蒙特利尔议定书》(1987年)取得成功逐步淘汰99%的消耗臭氧层的制冷剂现在，《基加利修正案(2016)》把目标对准了氢氟碳化合物(HFCs)——具有高全球变暖潜力(GWP)的温室气体。根据这项修正案，197个国家承诺在未来30年内将氢氟烃的使用量减少80%以上。联合国环境规划署(United Nations Environment Program)称，这是世界上为实现巴黎目标做出的“最大的实际贡献”。

在传统上，提高ACs的能源效率是由决策者通过最低能源性能标准(MEPS)来推动的。每年，各国政府都在逐步提高最低限度的能源效率，有效地推动了能源效率的提高。这导致了a平均每年提高1.7%的效率自1990年以来,在全球范围内。然而，虽然这是积极的进展，但还不足以抵消需求的巨大增长。按照这个速度，从现在到2050年，空调的效率只会提高70%——与预计的300% - 400%的需求增长相比，这是一个微不足道的增长。

哪些市场失灵阻碍了空调行业的创新?

1.政府的政策消除了效率最低的ACs，但对推进效率最高的ACs却没有什么帮助。

政策制定者利用欧洲议会议员来提高较低的可接受的效率水平，并使用标签和标准，如美国的“能源之星”(Energy Star)，以激励消费者购买现有的最节能的产品。虽然欧洲议会已相对成功，但在许多地区最严格的标签和标准远远落后于市场上同类中最好的空调设备。在这些情况下，制造商从提高产品效率中获益甚微。

最严格的能源效率标签和一流的AC超过MEPS。
图表改编自:Park, W.Y.， Shah, N.，和Gerke, b.f.， 2017，“包括低全球变暖潜力制冷剂(GWP)型号的商用节能房间空调评估”，2001047报告，劳伦斯伯克利国家实验室，伯克利，加州。

2.消费者要求较低的预付成本。

对于大多数消费者来说，成本是一个重要的因素，而效率更高的机组的生命周期成本通常更低，这些成本很难计算。因此，当消费者比较成本时，他们通常只考虑预先的成本。更糟糕的是，在某些情况下，比如在公寓楼里，空调购买者甚至不考虑生命周期成本，因为他们不是支付电费的人。这种对前期成本的关注，促使AC制造商通过向消费者提供低价来追求高销量，其效率只能达到mep标准。

3.就成本或效率而言，ACs还没有其他技术可以“追逐”。

在极端炎热的天气里，传统的空调是保持凉爽的唯一选择。因此，当空调制造商在成本和效率方面相互竞争时，他们并没有追求另一种能提供冷气的技术。相比之下，相邻行业的技术在过去十年中出现了突破性的创新。例如，LED照明一直在追赶紧凑型荧光灯和白炽灯。同样，太阳能光伏发电一直在追赶传统电网发电(如煤炭和天然气发电)的成本和效率。led已经达到了其理论最高效率的67% - 89%,而太阳能PV达到了28% - 53%。空调的效率远远落后于同类产品中最优的14%，而最常见的售价只有6 - 8%。

4.由于进入壁垒高，该行业得到了巩固。

空调行业很大程度上是合并的，大部分市场份额是由少数强大的公司控制。据统计，全球空调制造公司不足500家，其中两家中国公司控制着全球超过35%的室内空调生产K-CEP中国该行业极高的进入壁垒，包括高昂的营销和分销成本，以及品牌对消费者的重要性，阻碍了初创企业和较小企业取得进展。

与其他能源技术相比，AC工业在接近理论效率最大化方面进展甚微。

工业朝着理论上的最大效率的方向发展。
图表来源:基于绿色科技媒体的RMI分析，“Sunpower再次保持世界上最高效屋顶太阳能电池板的记录，2017;PHYS，“超高发光效率的白色led可以满足所有一般照明需求”，2010;2017年富士通。