降温正在让地球变暖，但市场失灵正在冻结空调行业的创新

今年夏天创造了一项记录在阿曼的科里亚特，有记录以来最热的夜间低温——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升高1-3摄氏度与周围的环境相比，在夏季的几个月里，世界上的一些地方将是令人无法忍受的。

已经有惊人的22亿人，占世界人口的30%，面临潜在的危险致命的热接触每年20天以上;到2100年，多达四分之三的人可能面临这种风险。舒适的冷却，如空调，不再是一种奢侈品，而是日益成为健康、生产力和极端的生存的必需品。

使用家用空调的总人数，数十亿。图源:基于IEA数据的RMI图，《未来的降温》，2018。

在发展中国家，人口增长、城市化和收入增长加剧了气温上升，从而推高了对舒适降温的需求。这些因素将导致全球家用空调的总数从今天的9亿台增加到2050年的37亿台左右，惊人地增加了4倍。未来30年，印度、中国、巴西和印度尼西亚等热带和亚热带新兴经济体的降温需求预计将增长5倍。

降温是如何使地球变暖的?

如果这些需求预测是正确的，而且空调能效继续以50年来的历史速度提高，那么仅住宅空调一项就可能导致到2100年全球气温上升1.5摄氏度，完全背离我们将全球气温增幅控制在2摄氏度以下的《巴黎协定》目标。

空调对气候的影响主要有两个方面:制冷剂的直接排放;以及用电产生的间接排放。制冷剂会在空调的整个使用寿命中渗入大气，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%。其余的70 - 80%来自电网的电力消耗。如果不采取任何措施，到2050年，全球住宅空调的用电量将超过美国和德国今天用电量的总和。

除了加剧全球变暖之外，对空调需求的增加将使政府和消费者花费数千亿美元。对政府来说，电网负担的增加意味着昂贵的基础设施项目。例如，如果印度的空调数量如预期到2030年增长四倍，它将需要投资至少1200亿美元用于新建发电厂，以及更多用于升级输电和配电系统。对于消费者来说，空调是他们收入的重要组成部分。例如，在印度，仅仅为了操作空调，消费者就花费了家庭收入中值的8%。在印度尼西亚，这一比例为14%。

国际社会正在为解决这个问题做些什么?这有什么影响?

国际社会正在努力逐步淘汰对地球危害最大的制冷剂。9月16日是世界臭氧日，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)获得成功逐步淘汰99%消耗臭氧的制冷剂现在，《基加利修正案(2016年)》的目标是氢氟碳化物(hfc)——具有高全球变暖潜能值(GWP)的温室气体。根据该修正案，197个国家承诺在未来30年内逐步减少80%以上的氢氟烃使用。联合国环境规划署(United Nations Environment Program)称，这是世界上为实现巴黎气候变化目标做出的“最大的单一实际贡献”。

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)推动的。每年，各国政府都在逐步提高允许的最低能源效率，有效地推高了最低能源效率。这导致了平均每年提高1.7%的效率自1990年以来,在全球范围内。然而，尽管这代表着积极的进展，但不足以抵消需求的大幅增长。按照这个速度，从现在到2050年，空调的效率只会提高70%——与预期的300%到400%的需求增长相比，这是微不足道的增长。

是什么市场失灵阻碍了AC行业的创新?

1.政府政策消除了效率最低的空调，但几乎没有鼓励提高效率最高的空调。

政策制定者利用MEPS来提高可接受的较低能效水平，并使用标签和标准，如美国的“能源之星”(Energy Star)，以鼓励消费者购买最节能的产品。虽然MEPS已经相对成功，但在许多地区最严格的标签和标准远远落后于市场上最好的交流空调．在这些情况下，制造商从提高产品效率中获益甚微。

最严格的能效标签和一流的AC超过MEPS。
图表改编自:Park, W.Y, Shah, N.和Gerke, b.f.， 2017，“商业上可获得的节能房间空调的评估，包括低全球变暖潜势(GWP)制冷剂模型，”报告2001047，劳伦斯伯克利国家实验室，加州伯克利。

2.消费者要求较低的前期成本。

对于大多数消费者来说，成本是一个重要的因素，虽然能效更高的设备的生命周期成本通常较低，但这些成本很难计算。因此，当消费者比较成本时，他们通常只考虑前期成本。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导致AC制造商通过对消费者的低价格追求高销量，以满足MEPS的效率。

3.在成本或效率方面，ACs并没有在“追逐”其他技术。

在极端炎热的天气里，传统空调是保持凉爽的唯一选择。因此，虽然空调制造商在成本和效率方面相互竞争，但他们并没有追逐另一种也能提供凉爽空气的技术。相比之下，在过去十年中，相邻行业的技术出现了根本性的创新。例如，LED照明一直在追求紧凑型荧光灯和白炽灯。同样，太阳能光伏一直在追赶煤炭和天然气等传统电网发电的成本和效率。led已经达到了理论最高效率的67 - 89%,而太阳能PV达到了28% - 53%．空调的效率远远落后，同类产品中最好的只有14%，而最常见的只有6 - 8%。

4.这个行业的进入壁垒很高。

交流电行业在很大程度上是统一的，大部分市场份额被少数几家强大的公司所控制。据统计，全球空调制造公司不到500家，其中两家中国公司控制着全球35%以上的空调生产K-CEP中国进入该行业的门槛非常高，包括沉重的营销和分销成本，以及品牌认知度对消费者的重要性，阻碍了初创企业和较小的公司取得进展。

与其他能源技术相比，交流电行业在实现最大理论效率方面进展甚微。

工业向着理论上的最大效率发展。
图来源:基于Greentech Media的RMI分析，“Sunpower再次保持世界最高效屋顶太阳能电池板记录”，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。

什么能颠覆这个市场，并在空调领域带来气候友好型创新?

发展中国家对制冷的需求增加了5倍，我们正面临一场迫在眉睫的气候危机。为了减轻这种应用带来的负面影响，世界需要一种对气候至少有五倍好处的技术。我们RMI相信这是可能的。

目前最好的ac已经对气候来说是三倍比一般的机组要高，这是由于能源效率提高了一倍，并使用了GWP较低的制冷剂。制造商、大学实验室和初创企业正在开发更高效的技术。结合两种或两种以上的技术，在考虑电网能源使用和制冷剂选择的情况下，可以创造出一种比现有空调更好五倍的空调。

市场不会靠自己的力量。国际社会需要围绕这一目标团结起来，支持在研发方面的投资，同时为市场做好准备，以实现规模化的解决方案。世界各地的创新者们，注意并努力创造能够在不使地球变暖的情况下制冷的技术。