固态制冷狂飙455%！跨境抓住千亿环保新风口！

随着全球气候变化日益加剧，世界各地对制冷设备的需求正以前所未有的速度增长。国际能源署（IEA）的数据预测，到2050年，全球用于空间降温的能源需求可能将增长三倍以上，这主要得益于空调设备的迅速普及。然而，当前主流的制冷系统自身也带来了显著的环境问题，这促使全球产业链开始寻求更为可持续的解决方案。对于中国的跨境从业者而言，深入了解这些技术变革，对于把握未来市场机遇、调整产业布局至关重要。

制冷背后的环境成本

目前市面上绝大多数的制冷技术都依赖于蒸汽压缩循环系统，它通过循环制冷剂（通常是含氟化学物质）并经过压缩机来工作。正如美国布鲁克林MIMiC Systems公司的联合创始人兼首席执行官贝拉尔多·马塔卢奇（Berardo Matalucci）所说：“制冷行业在历史上一直非常谨慎，几乎所有的空调设备都基于19世纪的创新。”美国哈佛大学化学与化学生物学副教授贾拉德·梅森（Jarad Mason）也指出，目前美国几乎所有的空调、冰箱和热泵都采用氟碳基制冷剂的蒸汽压缩系统。

这些被称为氢氟碳化物（HFCs）的制冷剂，是强效温室气体，其全球变暖潜能值比二氧化碳高出数个数量级。温室气体通过捕获原本会散逸到太空中的热量来加热地球，因此，即使空调系统中少量制冷剂的泄漏，也可能对气候产生巨大的影响。尽管这些制冷系统在设计上被认为是封闭循环，但制冷剂的泄漏现象依然普遍存在。梅森教授解释说：“在规模化生产中，要让这些系统完全不泄漏，同时又能保持商业上的竞争力，这在实践中是非常困难的。”

据梅森教授测算，包括冰箱和热泵中使用的氟碳气体在内的制冷剂气体，约占全球温室气体排放总量的2%至3%，其对气候的影响已经接近整个航空业。马塔卢奇先生进一步补充说，制冷剂一旦泄漏到大气中，还会导致设备效率下降，从而消耗更多的电力。这种效率的降低尤其值得关注，因为国际能源署指出，制冷是建筑领域增长最快的能源需求来源，目前已占全球电力需求的10%。梅森教授还提到，全球范围内对制冷剂的禁令正日益增多，但美国在这方面的进展相对缓慢。例如，欧洲已经将许多制冷系统转向使用丙烷，这种物质的全球变暖潜能值低得多，但由于其易燃性，也带来潜在的安全隐患。面对这样的国际趋势，中国跨境企业在出口制冷设备时，需要密切关注各国环保法规的变化，积极研发和引进符合绿色标准的替代技术。

无制冷剂制冷技术的新篇章

“在过去几年里，寻找压缩式系统替代方案的呼声日益高涨。”马塔卢奇先生如是说。这些替代方案广泛归类为固态制冷或替代制冷技术，其核心在于完全避免使用传统制冷剂。

与通过制冷剂气体的蒸发和冷凝来传递热量不同，固态系统利用固体材料内部的固有变化来实现热量传递，马塔卢奇先生解释道。MIMiC公司专注于热电制冷技术，这种技术通过铋、碲、锑等固体材料中的电子来移动热量。该公司还在尝试使用银和硒等替代化合物，以期在降低成本的同时提升性能。马塔卢奇先生强调：“这种技术不会产生潜在泄漏到大气中的挥发性制冷剂，并且没有任何运动部件。这意味着随着时间的推移，所需的更换部件更少，材料浪费更少，运营成本也更低。”对于追求可持续发展和精益生产的中国制造企业而言，这些特性无疑具有强大的吸引力。

海外报告显示，全球空调市场规模庞大，预计到2035年将从目前的约1600亿美元增长到3080亿美元。与此同时，固态制冷市场虽然在2024年的估值略低于10亿美元，但预计到2032年将增长至45.5亿美元。

这一对比清晰地展现了新兴固态制冷技术所蕴藏的巨大增长潜力。下表进一步展示了这两个市场的估值与增长趋势：

新技术走进千家万户的挑战与机遇

梅森教授指出，固态制冷系统早在20世纪中期就已问世，但由于其较高的可靠性和安全性，主要局限于便携式冷却器、航天器和潜艇等小众应用领域。“目前很难找到大规模应用于空调领域的固态设备，”梅森教授表示。这不仅因为固态设备成本较高，更主要的挑战在于“如何达到与现有系统相媲美的能源效率，即性能系数（COP）。”

根据美国非营利全球能源系统智库落基山研究所的数据，传统空调的典型性能系数（COP）通常在2到4之间，最高效的系统在最佳条件下可达到5到6左右。相比之下，固态制冷设备的COP范围很广，从低于1到远超10的情况都有。马塔卢奇先生和梅森教授都认为，目前大多数固态系统尚未达到传统空调的效率水平。

对此，马塔卢奇先生表示：“MIMiC公司正在努力提升传统固态技术的效率。我们目前的目标是达到与传统空调相当的效率，但我们有信心在不久的将来超越它们，因为固态材料的性能仍在不断改进。”他进一步阐述，MIMiC公司正在开发的材料和制造方法将大幅降低其制冷技术的成本和温室气体排放，这包括降低系统运行所需的电力，以及减少生产环节的相关排放。他估算，如果一个独立的物业从传统空调系统转向MIMiC模块，在15年内，其排放量有望减少3%到20%。

当前，市场上已有少数公司推出了固态制冷产品。例如，美国北卡罗来纳州的Phononic公司专注于数据中心的固态制冷解决方案；而德国的Magnotherm公司则开发了利用磁场传递热量的固态制冷技术，应用于食品零售空间。这些先行者的探索为后来者提供了宝贵的经验。

马塔卢奇先生认为，MIMiC公司在固态制冷市场上的一个关键差异化优势在于其技术的模块化设计，这使得其产品在较小空间内也能实现定制化应用。该公司并未沿袭目前公寓和办公楼普遍使用的大型中央空调模式，而是开发了模块化的、房间级的单元，可以根据需要进行组合，应用于单个公寓、房间或办公室。这些单元可以联网形成“热能网络”，其工作方式更类似于传统的散热器、风机盘管或一体化终端机组，而非现代中央空调系统。马塔卢奇先生表示，这种网络能够按需精准地传递热量，因此公司将中高层建筑作为其首要应用目标。“你需要多大的制冷能力，就可以像乐高积木一样，聚合多少个元素，”他解释道。

这种设计理念已经超越了原型阶段。在2025年8月，MIMiC公司已在加拿大温哥华的一户住宅中，成功安装了其首个固态气候控制系统试点。这标志着该技术从实验室走向实际应用的重要一步。

马塔卢奇先生透露，目前在小批量生产阶段，温哥华这类设备的成本大约是传统压缩式系统的两倍。他坦承：“虽然这仍与高端产品定位相符，但我们深知必须降低成本，才能实现大规模普及。因此，我们正大力投资研发，以期减少材料和制造成本。”固态系统无需充注制冷剂，没有压缩机，机械故障部件也大幅减少。马塔卢奇先生估算，这有望为家庭用户带来“10%到15%的拥有成本降低”，同时完全消除与制冷剂相关的排放。

MIMiC公司正积极推动其产品的商业化进程，并与早期用户探讨预订事宜。据其首席执行官贝拉尔多·马塔卢奇透露，他们计划在2027年初或更早实现首批产品的量产。

结语与展望

固态制冷技术的进步，为全球应对气候变化和提升能源效率提供了新的思路。对于中国的跨境行业而言，这既是挑战也是机遇。我们不仅要关注国际市场对环保制冷产品的需求变化，更要看到国内强大的制造业基础和创新能力，在材料科学、智能制造等领域具备的独特优势。积极布局无氟制冷等前沿技术，不仅能提升中国产品在全球的竞争力，也能推动国内绿色建筑和可持续发展目标的实现。这需要我们的从业者持续关注国际前沿动态，把握技术趋势，为中国在全球绿色产业发展中贡献力量。

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本文来源：新媒网 https://nmedialink.com/posts/solid-state-cooling-soars-455-billion-green-biz.html