Экспертное мнение: настало время для перехода на природные хладагенты в климатических системах легковых авто

Вице-президент ITB Group Шон Осборн делится результатами последних исследований компании в области природных хладагентов в системах кондиционирования мобильных объектов.

Group — консалтинговой компании, специализирующейся на стратегиях, анализе данных и прогнозах в области энергонакопителей, силовых установок, систем терморегулирования, а также эволюции кузовов и салонов автомобилей.

В своем последнем исследовательском отчете, опубликованном в январе 2025 года, ITB Group сосредоточилась на наиболее перспективных решениях в области климатических систем автомобилей. Анализ помогает компаниям спланировать переход на природные хладагенты, оценивая источники прибыли, динамику цепочек поставок и объемы производства в разных регионах мира. В статье представлены ключевые выводы исследования.

Автопроизводители выбирают тепловые системы на природных хладагентах

Решения на основе природных хладагентов уже широко применяются вне автомобильной отрасли, а теперь разрабатываются и для транспортных средств. В автомобилестроении речь идет о R744 (CO₂) и R290 (пропане), которые, как ожидается, заменят ГФУ-хладагенты в некоторых областях применения в течение 10–15 лет.

Контуры хладагента необходимо комбинировать с контурами охлаждающей жидкости (гликоль/вода) для терморегулирования компонентов ДВС, электроприводов, аккумуляторов и салона. Европейские автопроизводители уже внедрили системы на R744, а компании в Азии, Европе и Северной Америке разрабатывают решения на R290, которые могут появиться на рынке в ближайшие пять лет.

И R744, и R290 будут быстро расти, но после 2030 года лидером станет R290

ITB прогнозирует значительный сдвиг в использовании хладагентов около 2030 года, в основном из-за ужесточающихся норм в Европе, включая предлагаемые ограничения на ПФАС (пер- и полифторалкильные вещества), а также переход на хладагенты с низким ПГП (потенциалом глобального потепления) в Китае.

Ожидается высокий рост мирового рынка автомобильных климатических систем на природных хладагентах, особенно с началом коммерциализации решений на R290 в 2026–2034 годах. Прогнозируемый среднегодовой темп роста (CAGR) для систем на R744 составит почти 50%, а для R290 — более 100%.

Это не означает, что ГФУ-хладагенты исчезнут. По оценкам ITB, доля легковых автомобилей с такими хладагентами в 2034 году останется выше 45%.

«ITB прогнозирует высокий рост мирового рынка автомобильных климатичских систем на природных хладагентах, особенно с началом коммерциализации решений на R290 в 2026–2034 годах»,

— Шон Осборн, вице-президент ITB Group

Компании формируют стратегии перехода на системы с природными хладагентами

Переход на природные хладагенты уже начался, но займет он более десяти лет. Их применение зависит от региональных норм, конструкций тепловых систем и выбора поставщиков.

Производителям автомобилей необходимо определить, как плавно внедрить природные хладагенты для разных типов транспортных средств и рынков, сохраняя гибкость в условиях неопределенности с регуляторными требованиями, разработкой и сертификацией.

Архитектуры вторичных контуров на R290 создают новые сложности, но открывают возможности для снижения стоимости систем и совместимости с существующими и будущими цепочками поставок. Как видно на графиках, использование хладагентов может сильно различаться в зависимости от производителя, типа трансмиссии и временного периода.

Фото предоставлено: ITB Group

Формируются цепочки поставок для систем на природных хладагентах

Компоненты для систем на R744 уже разработаны, а их поставщиков становится больше. Хотя R290-компоненты, модули и системы пока не вышли на рынок, их разрабатывает больше компаний, чем аналоги для R744, что делает оба направления конкурентоспособными.

Оба пути развития предполагают улучшение производительности и, что важнее, снижение затрат. Компактные жидкостные модули — ключевое направление разработки, где конкурируют 55 поставщиков.

Ужесточение норм по глобальному потеплению и ПФАС — не единственные драйверы перехода

Помимо регуляторных требований, стимулами для разработки тепловых систем на природных хладагентах становятся снижение стоимости и массы, а также повышение эффективности. Нормы по хладагентам ужесточаются в Европе, Китае и, возможно, в США через агентство по охране окружающей среды. Одновременно рынок электромобилей становится все более конкурентным, вынуждая компании искать новые способы сокращения издержек.

Климатические системы на R744 и R290 обеспечивают лучшую производительность обогрева в тепловых насосах. R290-системы также могут снизить стоимость терморегулирования за счет переноса функций из контура хладагента в контур охлаждающей жидкости.

Стоимость климатических систем на природных хладагентах зависит от типа двигателя и функций

На графике ниже показано распределение затрат для пяти типов климатических систем электромобилей, а также сравнение традиционных и природных хладагентов. Вторичные контуры на пропане потенциально могут снизить общую стоимость системы. Для некоторых электромобилей природные хладагенты позволяют удешевить терморегулирование, улучшить обогрев и уменьшить вред для экологии.

Фото предоставлено: ITB Group

Конструкция тепловых систем включает не только контуры хладагента и охлаждающей жидкости, но и электронагревательные элементы и логику управления. Новые решения, особенно для сложных тепловых насосов, будут проще. Функции можно объединять в компактные жидкостные модули, что снижает стоимость и массу, одновременно повышая эффективность.

Системам на R744 и R290 нужны улучшения в конструкции, чтобы стать более конкурентоспособными по цене и производительности. Производителям и поставщикам также необходимо минимизировать риски, связанные с безопасностью R290, чтобы такие решения стали жизнеспособными.

Полный текст отчета ITB Group доступен на сайте компании.