未来几十年，空调将变得越来越普遍，国际能源机构（International Energy Agency）预测，到本世纪中叶，空调需求将增加两倍。全球变暖是其中一个原因，但更重要的是印度等国收入的增长。

尽管空调的效率越来越高，但国际能源机构预测，到2050年，制冷能源需求将比2016年增长45%，这可能危及应对气候变化的努力。

英国一家新兴能源公司Barocal的首席商务官弗洛里安·沙布斯（Florian Schabus）说：“如果我们不能确保从社会需求的角度来看所需要的制冷增长是以一种节能的方式实现的，那么所有净零目标都将被根除。”

新技术是什么？

Barocal吸引了大约200万美元的资金，其中25%来自比尔·盖茨创立的“突破能源”公司，用于推进其基于使用固体材料——而不是冷冻气体——进行冷却和加热的技术。该公司的高压材料在压力增加时变得更热，在压力降低时变得更冷，这与制冷剂气体的行为相呼应，只是据说固体材料效率更高。

沙布斯补充说：“这确实是该行业100年来首次出现的根本性新技术——100年来，蒸汽压缩一直以同样的方式工作。”“很明显，随着时间的推移，他们已经改进了很多系统，效率更高，但这可能类似于电池对汽车行业的影响。

“我们可以证明，我们的系统实际上可以提供比普通冷却系统高两到三倍的能源效率，我们相信这是我们如何加热和冷却经济的根本改变。”

这家初创公司表示，它的技术具有很强的气候效益，因为从系统中泄漏的制冷剂气体可能会导致全球气温上升，其温室气体的威力是二氧化碳的数千倍。OurWorldinData显示，空调能耗约占全球用电量的7%，相当于全球碳排放量的2.7%左右。制冷气体使空调对气候变化的贡献又增加了0.5%。

世界经济论坛（World Economic Forum）表示，供暖也消耗大量能源，在欧洲和美国，供暖约占家庭能源需求的80%和60%。OurWorldinData指出，供暖产生的碳排放量是空调的四倍，尽管这个数字包括了水和空间的供暖。

沙迦美国大学（American University of Sharjah）负责研究的副校长史蒂夫·格里菲斯（Steve Griffiths）博士表示，在处理氟化气体的同时，限制制冷的电力消耗“极其重要”。“每个人都写道，他们非常担心数据中心的用电量。现实情况是，到本十年末，数据中心的用电量可能会达到空调用电量的一半。”

“我们在印度和东南亚做了很多研究，这些非常炎热的地方将对空调有更多的需求，而这些空调必须在某种程度上对气候友好，所以拥有新的制冷技术是最重要的话题之一。”

不断变化的行业

Barocal是由剑桥大学材料物理学教授泽维尔·莫亚（Xavier Moya）创立的，许多识别和开发这种材料的研究工作都是在剑桥大学进行的。沙布斯表示，这种固体——一种塑料晶体——无毒、不易燃、易于回收，而且很容易通过现有的供应链获得。对它们施加压力会阻止它们分子结构内的旋转，释放热量，而降低压力则会产生相反的效果。

人们认为这种材料可以用于制冷，或者用于建筑物的制冷或供暖。沙布斯表示，即使过去几十年，它们的运作方式也没有退化。阿联酋的一家空调公司Taqeef表示，尽管Barocal表示，其技术可以逐步提高效率，但在使用气体的空调中，能源消耗的减少是显而易见的。

该公司高级工程总监斯里尼瓦桑•兰甘（Srinivasan Rangan）表示，供暖、通风和空调（HVAC）行业“近年来经历了一场引人注目的变革，能效处于创新的前沿”。

他说：“我们目前的系统显示，由于多项技术进步，效率提高了35%至40%，例如可变制冷剂流量系统，在提供精确温度控制的同时，最大限度地减少了能源消耗。”“我们还看到了集成智能建筑管理系统的出色效果，该系统使用人工智能来优化基于实时条件的暖通空调操作。”

他表示，Taqeef也在向R32等更环保的气体过渡，R32通常被称为低全球变暖潜能值的制冷剂。“展望未来，我们对该行业朝着更高效率的方向发展感到兴奋，”雷根补充道。“全球冷却承诺的目标是到2050年将与冷却相关的排放量减少68%，这是雄心勃勃的目标，但通过持续创新是可以实现的。”

在哪儿这项技术会推出吗？

尽管空调行业整体正朝着更高效率的方向发展，这在一定程度上抵消了设备的更大使用量，但沙布斯表示，Barocal表示，人们对其技术的“兴趣非常浓厚”。

这家员工不足12人的公司已经研发了三代设备的原型，最新一代的功率约为1千瓦，相当于一台大型冰箱或小型空调的功率。最初的商业用途可能是在大型办公楼或冷藏饮料柜中，因为这样的商业应用对购买价格可能更高的事实不那么敏感，至少目前如此。

沙布斯表示，将于明年启动一个试点项目，向大型制造商展示该系统的性能。“在他们承诺与我们合作并大规模生产这些系统之前，他们希望看到我们在实验室中看到的性能可以在现实生活中复制，”他说。

商业应用可能会在几年内实现，可能会通过跨国合作伙伴使用Barocal的技术制造设备。“我们不希望自己的知识产权受到损害，或者被大型合作伙伴吞并。这是我们面临的挑战，”他说。“我们必须确保我们的技术不会因为战略改变而被一些大公司的某个抽屉拿走，这意味着我们必须尽可能地自己开发技术，并在需要的地方与他们合作。”