北美天然制冷剂市场按类型（二氧化碳、氨、碳氢化合物等）、按应用（工业、商业、家用）、按国家/地区、竞争、预测和机遇划分，2019 年至 2029 年

市场概览

2023 年，北美天然制冷剂市场价值为 3.7771 亿美元，预计在预测期内将实现强劲增长，到 2029 年的复合年增长率为 2.75%。传统制冷剂，包括 R407A、R410A、R134a 和 R544，对全球变暖和臭氧消耗有很大的影响。对全球变暖和相关环境问题的日益担忧是市场扩张的主要驱动力。天然制冷剂是通过利用天然资源的生化过程合成的。 HVAC/R 应用中最广泛使用的天然制冷剂包括二氧化碳 (CO2、R-744)、碳氢化合物，例如丙烷 (R-290)、异丁烯 (R-600a) 和丙烯 (R-1270)，以及氨 (NH3、R-717)。此外，水 (H2O、R-718) 和空气 (R-729) 也是正在使用的天然制冷剂之一。

这些天然制冷剂被认为是减轻合成制冷剂对环境造成的危害的最终解决方案，主要是因为它们的全球变暖潜能值 (GWP) 极低或不存在，臭氧消耗潜能值 (ODP) 为零，从而推动了预测期内北美天然制冷剂市场的增长。

关键市场驱动因素

对可持续性的需求不断增长

随着世界加大应对气候变化和采用可持续做法的力度，各行各业对环保解决方案的需求日益增长。在北美，随着企业、政策制定者和消费者寻求传统合成制冷剂的替代品，天然制冷剂的采用正在大幅增加，因为传统合成制冷剂会对环境造成不利影响。这种向天然制冷剂的转变反映了对可持续性、能源效率和减少温室气体排放的更广泛承诺。随着对制冷和冷却系统可持续性的需求不断增加，天然制冷剂成为人们关注的焦点。这些物质来源于天然储层，与因造成臭氧层损耗和全球变暖而臭名昭著的合成制冷剂相比，对环境的影响要小得多。各种令人信服的因素促使人们越来越多地使用天然制冷剂。合成制冷剂，特别是氢氟碳化物 (HFC) 对环境的负面影响引起了广泛关注。这些化学物质与臭氧层损耗及其在加剧气候变化中的作用有关。因此，迫切需要寻求更绿色、更环保的替代品。《蒙特利尔议定书》基加利修正案等国际协议促使包括北美在内的多个国家采取行动。这些协议旨在逐步淘汰全球变暖潜能值 (GWP) 高的制冷剂，并推动采用低 GWP 替代品，例如天然制冷剂。

与合成制冷剂相比，天然制冷剂通常具有更高的能源效率。这种固有的效率可以降低能源消耗，从而降低企业的运营成本，增强天然制冷剂的经济可行性。随着越来越多的消费者优先考虑环保选择，市场对可持续产品和服务的需求也日益增长。这一趋势延伸到制冷和冷却解决方案，鼓励企业采用天然制冷剂来满足消费者的期望。

天然制冷剂的多功能性使其应用于各个领域，包括超市、餐馆和便利店零售商越来越多地采用天然制冷剂来冷却和储存产品。这种转变不仅减少了他们的碳足迹，也符合他们对环境责任的承诺。大型工业设施正在转向使用天然制冷剂进行冷却过程。这种转变提高了效率和环境性能，有助于实现更可持续的运营。人们正在探索将天然制冷剂用于住宅和商业空调系统。通过这样做，它们有助于保持舒适的室内环境，同时最大限度地减少其对生态的影响。因此，对使用天然制冷剂的可持续性的日益关注导致了北美天然制冷剂市场的增长。

商业领域对天然制冷剂的需求不断增长

商业部门在塑造对天然制冷剂的需求方面发挥着关键作用，这是由多种因素共同推动的，这些因素凸显了该行业对可持续性和环境责任的日益增长的承诺。随着企业、机构和企业寻求减少碳足迹并采用更加环保的做法，采用天然制冷剂已成为商业部门向更环保、更可持续的冷却和制冷系统过渡的一个突出特征。这种需求激增的核心是环境要求。合成制冷剂，特别是氢氯氟烃 (HCFC) 和氢氟碳化物 (HFC) 的有害影响已被广泛记录。这些化学物质因其在臭氧层消耗中的作用和对全球变暖的重大贡献而臭名昭著。为了应对这些担忧，监管机构实施了严格的法规，旨在逐步淘汰高全球变暖潜能值 (GWP) 制冷剂，迫使企业寻求更环保的替代品。天然制冷剂对环境的影响最小，已成为许多商业实体的首选。

商用制冷系统的应用范围很广，从超市和杂货零售商到餐馆和便利店零售商。在这些环境中，天然制冷剂得到了广泛的应用。例如，利用二氧化碳作为制冷剂的跨临界 CO2 系统在大型超市中越来越受欢迎。这些系统既具有出色的冷却性能，又具有与 HFC 替代品相比 GWP 明显较低的优势。商用制冷行业的企业已经认识到，采用天然制冷剂符合消费者的期望和监管要求，同时有助于提高运营效率。商业建筑（包括办公室、酒店和购物中心）的空调系统也正在向天然制冷剂转变。技术创新使得在空调机组中部署碳氢化合物（R-290 和 R-600a）等天然制冷剂变得越来越可行，从而确保舒适的室内环境，同时将生态影响降至最低。随着企业优先考虑居住者的舒适度和福祉，同时减少碳足迹，天然制冷剂已成为商用空调的可行且可持续的选择。

支持性监管情景

在北美，对可持续性和环境责任的推动促进了支持性监管框架的建立，以促进天然制冷剂的使用。这些法规旨在减少温室气体排放，保护臭氧层并提高能源效率，从而推动各行各业采用天然制冷剂。这种积极主动的方法与全球应对气候变化和向更环保的替代品过渡的努力相一致。多项监管措施，例如 2020 年 12 月颁布的《美国创新与制造法案》（AIM 法案），重点是逐步淘汰高全球变暖潜能值 (GWP) 合成制冷剂，即氢氟碳化物 (HFC)。《AIM 法案》使美国与《蒙特利尔议定书》的《基加利修正案》保持一致，为逐步减少 HFC 设定了目标，并鼓励向低 GWP 替代品（包括天然制冷剂）过渡。

美国环境保护署 (EPA) 已根据《清洁空气法案》实施法规，以控制臭氧消耗物质和高 GWP 制冷剂的排放。这些法规要求在空调和制冷等各种应用中使用环保替代品，例如天然制冷剂。美国环境保护署的重要新替代品政策 (SNAP) 计划评估和批准替代化学品（包括制冷剂），重点是确定安全和环保的替代品。 SNAP 在推动采用天然制冷剂替代高 GWP 合成制冷剂方面发挥着至关重要的作用。

能源部 (DOE) 等政府机构为电器和设备（包括冷却和制冷系统）制定了能效标准。天然制冷剂在能效方面往往超过这些标准，进一步激励了它们的使用。因此，预计在预测期内，与天然制冷剂相关的众多政府举措将推动北美天然制冷剂市场的需求。

提高能源效率

随着北美努力减少能源消耗并减轻其环境足迹，采用天然制冷剂正在成为一种战略解决方案。这些制冷剂不仅具有环境效益，而且在提高各个领域的能源效率方面也发挥着重要作用。无论是在商用制冷还是空调领域，天然制冷剂都开启了可持续制冷的新时代，这与国家致力于节约能源和保护环境的决心相一致。能源效率是可持续发展的基本要素，北美认识到其在应对气候变化和降低能源支出方面的关键作用。天然制冷剂源自环保资源，是制冷技术进步如何有效解决环境问题同时实现能源效率目标的典型例证。

与氢氟碳化物 (HFC) 等合成制冷剂相比，天然制冷剂在能源效率方面具有多项优势。它们的全球变暖潜能值 (GWP) 明显较低，对全球变暖的影响较小，从而符合该国的减排目标。此外，天然制冷剂通常表现出优越的热力学性质，从而实现更高效的传热和冷却过程。这反过来可以降低能源消耗并减少运营费用。天然制冷剂改进的热力学性质可以在降低能源需求方面发挥重要作用，这对空调和制冷等能源密集型行业来说是一个特别关键的因素。因此，这些因素在预测期内主导了北美天然制冷剂市场的增长。

主要市场挑战

基础设施和可用性有限

缺乏支持使用天然制冷剂的基础设施是另一个重大挑战。例如，北美的二氧化碳制冷剂供应商和充电站的可用性不如合成制冷剂那么广泛。这种限制可能会阻碍天然制冷剂的广泛采用，特别是在偏远或服务不足的地区。此外，采用天然制冷剂为更可持续和更环保的冷却和制冷方法带来了巨大的希望。然而，过渡到这些替代品的挑战之一是它们的可用性有限。随着行业和政府优先考虑可持续性和减少碳足迹，应对这一挑战对于成功和广泛采用天然制冷剂至关重要。天然制冷剂供应有限可归因于多种因素，例如天然制冷剂的生产和分销可能不如合成制冷剂那样成熟或普及，从而导致供应受限；管理制冷剂使用的法规和标准因地区而异。某些天然制冷剂可能由于安全问题或缺乏监管部门批准而受到限制；一些现有的冷却和制冷系统设计用于特定的合成制冷剂，因此很难将其改装为天然制冷剂；过去对天然制冷剂的需求有限导致市场规模较小，进而影响供应。

安全问题

与使用天然制冷剂相关的安全问题是北美天然制冷剂市场面临的关键挑战。虽然天然制冷剂在正确处理时通常被认为是安全的，但如果处理不当，尤其是在密闭空间或通风不良的区域，它们可能会带来风险。例如，氨以其毒性和易燃性而闻名，在使用时需要采取严格的安全措施。碳氢化合物极易燃烧，因此必须正确储存和防止泄漏。二氧化碳系统在高压下运行，需要坚固的设备设计和维护。

解决安全问题需要严格遵守安全协议、定期检查和持续的人员培训。应制定并广泛推广针对天然制冷剂的增强安全标准和指南，这可能会阻碍北美天然制冷剂市场在预测期内的增长。

主要市场趋势

监管举措

北美天然制冷剂市场最重要的驱动因素之一是旨在遏制使用高 GWP 合成制冷剂的强有力的监管框架。各国政府和环保机构在推动更严格的法规和标准方面发挥了重要作用，这些法规和标准与《蒙特利尔议定书》的《基加利修正案》等国际协议保持一致。这一承诺为采用天然制冷剂创造了有利的环境。在美国，环境保护署 (EPA) 实施了逐步减少氢氟碳化物 (HFC) 使用量的法规，同时推动向低 GWP 替代品的过渡。同样，加拿大也在积极采取措施限制合成制冷剂的使用。这些法规推动了天然制冷剂（包括二氧化碳 (CO2)、氨 (NH3) 和碳氢化合物 (HC)）在商业制冷、空调和工业冷却等各种应用中的采用。

能源效率已成为制冷行业的首要关注点，推动了对天然制冷剂的需求。天然制冷剂，尤其是二氧化碳和氨，以其出色的热力学性质而闻名，可实现更节能的系统。在北美天然制冷剂市场，人们越来越认识到环保型制冷解决方案也可以显著节约能源并降低运营成本。

商业和工业部门越来越多地采用基于天然制冷剂的系统来实现可持续发展目标并减少碳足迹。例如，超市正在转向基于二氧化碳的制冷系统，因为它们具有卓越的能源效率和较低的环境影响。减少排放和节省运营成本的结合使天然制冷剂成为寻求与绿色计划保持一致的企业的有吸引力的选择。

技术进步

对可持续和环保冷却解决方案的追求推动了天然制冷剂领域的显著进步。随着行业和研究人员寻求应对气候变化和减少碳足迹，技术在使天然制冷剂更高效、更安全、更易获得方面发挥了关键作用。从改进的系统设计到尖端制造工艺，这些进步正在重塑我们对冷却和制冷的看法。此外，先进技术正在优化使用天然制冷剂的冷却系统的性能。热交换器、压缩机和系统控制方面的创新提高了能源效率和整体系统性能。微通道热交换器是一种紧凑而高效的热交换器，可改善热传递并减少制冷剂充注量，从而有助于提高系统的能源效率。此外，变速压缩机可根据冷却需求调整速度，提供精确高效的冷却，同时最大限度地降低能耗。

智能控制和物联网 (IoT) 技术可以实现对冷却系统的远程监控和控制，优化其性能并实时检测问题。例如，跨临界 CO2 系统变得更加高效和具有成本效益，使其适用于更广泛的应用，包括炎热气候。此外，先进热交换器和控制装置的发展提高了天然制冷剂系统的整体可靠性和性能。这项技术进步加速了北美对天然制冷剂的接受。运输制冷是一个特别有前景的领域，天然制冷剂正在获得关注。基于氨的系统在冷藏卡车和拖车中的使用正在增加，为冷链物流提供了可持续的解决方案。此外，丙烷 (R-290) 因其低 GWP 和能源效率而正在家用制冷和小型空调领域取得进展。

细分洞察

类型

根据类型，二氧化碳细分市场预计将在 2025-2029 年预测期内实现最高增长。二氧化碳是一种对环境无害、无毒且不易燃的天然制冷剂。二氧化碳的全球变暖潜能值 (GWP) 为 1，是评估各种制冷剂对全球变暖的比较环境影响的基准。由于二氧化碳是各种生产过程的副产品，因此很容易用作制冷剂。这种可访问性有助于北美天然制冷剂市场在预测期内的扩张。

应用洞察

根据应用，工业领域预计将在预测期内（2025-2029 年）实现最高增长。工业部门包括广泛工业环境中使用的制冷系统，包括化学制造、制药和食品加工。目前，二氧化碳制冷技术主要应用于三个关键领域：热泵、汽车空调和多级制冷系统。鉴于二氧化碳的环保特性，已开展了针对不同行业的二氧化碳压缩机的开发和生产。预计这一发展将推动北美天然制冷剂市场在预期期内的扩张。

国家洞察

美国将在预测期内（2025-2029 年）见证最快的增长。这归因于天然制冷剂的广泛采用，因为政府一直在实施法规，逐步减少使用高 GWP 合成制冷剂。例如，《美国创新与制造法案》（AIM 法案）使该国与《蒙特利尔议定书》的《基加利修正案》保持一致，该修正案设定了减少 HFC 排放的目标。这推动了采用天然制冷剂作为替代品的推动。

最新发展

• 2024 年 1 月，ALDI 宣布了两个开创性的可持续发展里程碑，推进了其成为该国领先的可持续食品杂货商的目标。首先，ALDI 实现了到 2023 年底消除所有塑料购物袋的目标，成为第一家从其 2,300 多家门店中取消塑料袋的美国大型零售商。这一里程碑式的举措将防止每年近 4,400 吨（约 900 万磅）的塑料进入流通领域。其次，ALDI 设定了新的行业领先目标，即到 2035 年底在美国所有门店过渡到天然制冷剂。这一举措将确保 ALDI 在扩张的同时继续保持产品新鲜度，同时支持环境可持续性。这一新目标建立在公司目前在 600 多家门店使用环保制冷剂的基础上，这已经帮助每年减少近 60% 的潜在碳排放。
• 2024 年 3 月，纽约州环境保护部 (DEC) 宣布完成两个项目，有效展示了使用可持续制冷剂替代破坏气候的温室气体制冷剂。这两个项目分别位于伊利县布法罗的一家 ALDI 门店和萨福克县伊斯兰迪亚的一家 Walgreens，为未来超市和药店（特别是在服务不足的社区）过渡到可持续制冷提供了典范。气候行动委员会范围界定计划提倡逐步淘汰氢氟碳化物 (HFC)，这是一种强效温室气体，旨在实现该领域的减排。沃尔格林和 ALDI 成功实施这些示范项目将为全州范围内摆脱 HFC 提供宝贵见解，支持政策制定，并为纽约的减排目标做出贡献。
• 2023 年 10 月，制冷解决方案领域的领先创新者 PRO Refrigeration Inc. 宣布推出其尖端的 PROGreen 混合封装式冷水机组系统。该新系统将两个独立的制冷单元集成到一个封装式冷水机组中。值得注意的是，一个单元使用全天然 CO2/R744 作为制冷剂，而另一个单元使用 R448，这是一种全球变暖潜能值 (GWP) 低于 1300 的合成制冷剂。随着全球各行各业寻求增强环境可持续性并减少碳足迹，对环保制冷系统的需求日益迫切。 PRO 了解客户在采用新型或天然制冷剂时面临的挑战，并认识到需要有效、用户友好的解决方案。PROGreen 混合解决方案旨在通过提供可靠的系统来简化这一过渡，该系统将顶级天然制冷剂的优势与市场上最好的合成制冷剂之一相结合。

主要市场参与者

• 艾默生电气公司
• Airgas Inc.
• 大金美国公司
• SWEP North America, Inc.
• Messer North America, Inc.
• National Refrigerants Inc.