随着全球气温不断上升，人们正借助技术手段来应对酷热，空调和热泵也因此在世界各地迅速普及。
制冷设备对保护人类健康的重要性日益凸显，尤其是在全球南方国家的城市地区。与此同时，热泵在许多情况下能够取代燃烧化石燃料的锅炉，从而在应对气候变化方面发挥作用。
CATCH项目
本报道是对话地球与波士顿大学合作开展的“城市高温社区适应”（Community Adaptations to City Heat, 简称CATCH）项目的一部分。该项目由惠康基金会资助。对话地球的所有内容均保持编辑独立性。
对话地球采访的专家无人反对使用和推广这些设备，但部分研究人员担心，这背后可能隐藏着深层次的环境危害。这些设备依赖的化学制冷剂，一旦排入大气，则可能成为温室气体，其增温效应比二氧化碳强数千倍。
研究人员表示，须更多关注这些制冷剂的具体成分、使用方式以及报废方式等。他们指出，在某些地区，一些简单的措施，例如将屋顶刷成白色，就能从源头减少制冷需求。
“人类的工业化程度已经高到这样一个地步：我们实际上能够以惊人的速度改造大型基础设施。”德国马克斯·普朗克化学研究所大气化学部主任埃里克·科特（Eric Kort）说，“这对人类来说固然是巨大福祉，但如果缺乏充分考量，也可能带来诸多负面影响。”
“究竟会有什么后果？我们又该如何提前预判，避免在毫无察觉的情况下无意间造成一连串新的环境问题？”
全球制冷现状
空调和热泵需要使用被称为制冷剂的化合物，将热量在系统内部不同部位之间转移。夏季，空调把室内的热量排到室外；而在冬季，热泵则执行相反的过程，将室外的热量输送到室内。
热泵的制热和制冷效率可比传统燃气锅炉高出五倍。它们可以使用可再生能源供电，且成本往往更低。有了这些优势，加上政府补贴，热泵在全球范围内得到迅速推广。根据国际能源署的一份报告，到 2030 年，欧盟的热泵年销量有望增加到700万台，而2021年仅为200万台。
根据联合国环境规划署“清凉联盟”专家网络（Cool Coalition network of experts）2025年的一份报告，全球制冷设备保有量包括空调和热泵，到2050年可能会增加至目前的三倍，其背后动力来自中低收入国家居民收入水平的提高，以及不断加剧的高温。
“我认为空调和热泵使用量的上升总体上是一件好事。热泵几乎能替代化石燃料燃烧供热，这对气候和人类健康都更有利。”位于美国加州的研究与政策机构PSE Healthy Energy的空气质量科学家雅奈·卡什坦（Yannai Kashtan）说。
“但随着这些设备在全球范围内，尤其是在全球南方国家的使用不断增加，我们必须确保其所使用的制冷剂兼具环保、价廉、标准统一且安全的特性。而目前的情况并非如此。”
之所以制冷剂的选择及其对大气的影响至关重要，是因为制冷剂会发生泄漏。英国一项关于热泵的2014年研究发现，其年泄漏率约为3.5%。
值得关注的化学物质
历史或许提供了一个值得借鉴的教训：上世纪氯氟烃（CFC）刚被用来制作制冷剂时，谁也预想不到这类物质会大面积破坏保护地球的臭氧层。
如今使用的数百种制冷剂，是数十年来环境监管不断调整强化的产物，先是要求将破坏臭氧层的氯氟烃（CFC）替换为相对更安全的氢氯氟烃（HCFC），现在又换成空调和热泵中普遍使用的氢氟烃（HFC）。
氢氟烃不会破坏臭氧层，且在大气中的停留时间更短。“但它们很容易造成全球变暖。”密歇根大学专门研究温室气体观测的研究员吉娜维芙·普兰特（Genevieve Plant）说。
常用氢氟烃制冷剂二氟甲烷，又称R‑32，全球变暖潜能值为675，这意味着在100年里，一公斤R‑32的增温效应相当于675公斤二氧化碳。“甲烷的数值是28。所以氢氟烃的温室效应非常、非常强。而且R‑32还是其中较低的一个。”普兰特说。在同样的100年时间尺度上，另外一种氢氟烃混合物R‑410A的变暖潜能值超过2000。
新一代被称为氢氟烯烃（HFO）的制冷剂已面世，声称其全球变暖潜能值更低。但其中许多含有全氟和多氟烷基物质（PFAS），也被称为“永久化学品”，因为它们会在动物体内累积，并可能对人体产生致癌风险。其中一些还可能在大气中分解成具有强烈增温效应的气体。
以碳氢化合物为原料的制冷剂，如丙烷、异丁烷，甚至二氧化碳，也可能成为备选方案。例如，丙烷在100年时间尺度上的全球变暖潜能值仅为3，但其可燃性引发一些担忧。
制冷剂真的已经泄漏到大气中了吗？
关于制冷剂进入大气的具体数量，目前数据有限，但相关统计正在逐步增加。国际监测网络的观测显示，自上世纪90年代中期氢氟烃开始被广泛使用以来，其排放量一直在稳步上升。
今年早些时候发表的一项研究显示，2011至2021年间，中国大气里的氢氟烃浓度持续上升。普兰特也发表过类似研究，在纽约市上空采集的大气样本中检测到含有氢氟烃的卤代烃化合物。
普兰特解释说，检测到的含量高于官方现有估算值，很可能是因为实际泄漏量远超预估。
她的研究得出结论：这些检测到的卤代烃所产生的温室效应，与同一批空气样本中检测到的全部甲烷的增温效应相当。
要将制冷剂污染追溯到具体来源并不容易。但普兰特的研究提供了一些线索。
与她共同参与该研究的科特表示，他们发现了一个“颇具暗示性”的结果：天气越炎热，空调所用制冷剂的排放似乎越高。
现有数据有限，尚不足以得出定论，但确实引发了一个问题：依赖制冷剂的制冷设备可能带来什么影响，尤其是在炎热地区使用频率更高的情况下。
排放的最大来源甚至可能不是在使用阶段，因为在生产、运输以及设备报废时也会发生泄漏。即便在法律禁止向空气中排放制冷剂的地方，这种情况仍时有发生，因为无害化合规处理既难操作又费钱。
卡什坦表示，这些问题不应阻止人们从使用传统空调或燃气炉转向更高效的热泵。他强调，真正令人担忧的是，随着全球制冷需求不断攀升，制冷剂排放也会随之增加。
在缺乏更完善的数据的情况下，研究人员担心巨大的气候危害被忽视。科特和普兰特在一篇论文中指出，这甚至可能形成一个恶性循环：泄漏导致气温升高，气温升高又推动更多制冷需求，从而进一步增加泄漏。
不只是排放问题
“热泵一直被宣传为一种普适、清洁、可持续、对气候友好的解决方案，但我认为人们并没有充分考虑到它所涉及的多层面问题。”研究陆地碳循环的波士顿大学学者露西·胡蒂拉（Lucy Hutyra）说。
胡蒂拉指出，在经历极端气温的地区，例如严寒天气中，热泵必须超负荷运转才能为房屋供暖，这会消耗更多电力并增加成本。而在降温方面，她自己的研究显示，在某些地区，仅采用简单的白色屋顶改造措施就能非常有效地反射热量，降低室内温度。
在第28届联合国气候变化大会COP28上，75个国家联合签署《全球制冷承诺》，目标是到2050年前将与制冷相关的碳排放减少68%。该倡议强调使用被动式降温法，例如采用白色屋顶和改进建筑设计，并强调使用低全球变暖潜能值制冷剂的重要性。
对话地球采访的大多数研究人员认为，问题不在于我们是否应该使用这些设备，而在于如何管控其负面影响并制定应对方案，首先需要开展更多关于空调和热泵制冷剂泄漏的研究。
仍有许多问题尚未得到解答，包括泄漏高发点在哪里，热泵的运行特性是否会导致其碳排放比空调更高等。
我们对这一重要问题的关注度远远不够。我们对它的认知和把握非常、非常有限。露西·胡蒂拉，波士顿大学学者
“从我阅读的文献来看，我们对这一重要问题的关注度远远不够。我们对它的认知和把握非常、非常有限。”胡蒂拉说。
“我希望能看到覆盖全生命周期的研究——从安装时的泄漏、运行过程中的泄漏，到最终报废阶段的泄漏。我认为我们不能只依赖制造商提供的单方面数据。”
掌握更多关于制冷剂排放来源与规模的数据，将有助于制定应对方案，无论是通过更严格的维护计划来减少系统运行中的排放，还是通过更严格的监管与激励措施来确保设备在报废时得到妥善处置。
科特表示，泄漏几乎不可能被完全杜绝。
“以往的经验表明，在现实世界中，要做到我们理想中的完全密封是非常困难的。因此，问题就变成：不同制冷剂气体会带来怎样的影响？我们在其中需做出怎样的权衡？”
