近日，全球迎來有記錄以來最熱的一天。7月22日，全球平均氣溫達到17.15攝氏度，東亞、中東、歐洲、北美等地均出現(xiàn)極端高溫天氣。在這樣的高溫下，空調(diào)成了大多數(shù)人的“救命稻草”。但實際上，空調(diào)從某種意義上說也是地球不斷升溫的幕后推手之一。

縱觀人類文明發(fā)展史，對舒適溫度的追求幾乎貫穿始終。不過從總體來看，升溫容易降溫難。人類早在百萬年前就已掌握生火取暖的技術(shù)，但直到工業(yè)革命前，人們都缺少高效降溫的方法，能利用的往往只有天然的冰塊。

據(jù)記載，早在公元3世紀，羅馬帝國皇帝埃拉伽巴路斯就嘗試過降溫。他派人將山上的冰運到花園里，微風將冰塊產(chǎn)生的涼氣吹進屋內(nèi)。直到19世紀初，來自美國波士頓的企業(yè)家弗雷德里克·圖德還通過類似的方式發(fā)了一筆財。1806年冬天，他從新英格蘭結(jié)冰的湖上鑿下冰塊，用碎木屑做成隔熱裝置，把冰塊賣到了炎熱的南方地區(qū)，甚至遠銷至加勒比地區(qū)。

又過了大約一個世紀，空調(diào)才正式“上線”。不過，其誕生卻與人類的享受意愿并無直接關(guān)系。

20世紀初，印刷業(yè)面臨著一個棘手的難題，即印刷過程中紙張會因為濕度變化而變形，導致印刷品質(zhì)量下降。為解決這個問題，年輕的工程師威利斯·開利設(shè)計出了現(xiàn)代空調(diào)的雛形——空氣調(diào)節(jié)裝置。這種裝置可以通過讓空氣在用壓縮氨冷卻的線圈上循環(huán)，使?jié)穸缺３衷诤愣ǖ?5%。這個裝置還帶來了一份意外收獲，那便是溫度隨之降低。

開利并未將自己的發(fā)明局限于印刷業(yè)。他利用這種溫度調(diào)控設(shè)備改造出了早期的空調(diào)，并首先在電影院等公共場所投入使用，涼爽通風也一度成為電影院的新賣點。不過，當時的制冷設(shè)備使用的冷媒氣體包括氨氣、二氧化硫、乙醚和丙烷等，要么有毒有害，要么易燃易爆，所以不夸張地說，為了這絲涼氣，人們真的是冒著生命危險。這也是當年制冷設(shè)備未能普及的重要原因之一。

直到化學家托馬斯·米基利發(fā)現(xiàn)了一類看似完美的冷媒——氯氟碳化合物（CFC），也就是我們所熟悉的氟利昂，空調(diào)才真正得以大規(guī)模推廣。這不僅大幅提升了人們的生活品質(zhì)，甚至對社會生產(chǎn)也產(chǎn)生了不小的影響。耶魯大學教授威廉·諾德豪斯（William Nordhaus）的一份研究報告揭示了溫度與生產(chǎn)效率之間的關(guān)系。從總體來看，外界平均氣溫越高，生產(chǎn)效率就越低，反之亦然。換句話說，空調(diào)帶來的涼爽為高效率的生產(chǎn)提供了相應(yīng)的保障，經(jīng)濟社會方方面面均從中受益。

然而，米基利并沒有料到，空調(diào)的大規(guī)模使用也導致“一場‘滅頂之災’在萬里高空醞釀”——CFC類化合物給臭氧層帶來了巨大傷害，由此開啟了空調(diào)制冷與保護環(huán)境之間的博弈。

1974年，美國和墨西哥的兩位科學家提出了CFC破壞臭氧層的機理；1985年，關(guān)于南極洲上空臭氧濃度迅速衰減的觀測數(shù)據(jù)被公開。但彼時基于氟利昂已發(fā)展出規(guī)模達到數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)，面對巨大的眼前利益和看不見摸不著的長遠利益，人們產(chǎn)生了不小的分歧，CFC與臭氧層也成為那幾年最具爭議的話題之一。

直到1985年，國際社會終于達成《保護臭氧層維也納公約》，確定了國際合作保護臭氧層的原則；1987年又在加拿大達成《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》，為發(fā)達國家和發(fā)展中國家分別制定了停止生產(chǎn)和使用CFC冷媒的時間表。比如，現(xiàn)在空調(diào)中普遍使用的冷媒，主要包括氫氯氟烴類（HCFC）和氫氟烴類（HFC）化合物兩大類。其中，HCFC雖然也含有氯，會破壞臭氧層，但破壞系數(shù)僅為CFC的百分之幾，且作為替代CFC冷媒的過渡性產(chǎn)品，已進入加速淘汰階段。而HFC類化合物，由于不含氯，對臭氧層基本無害。

數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過數(shù)十年的協(xié)作，人類似乎正在從這場災難中轉(zhuǎn)危為安。根據(jù)2022年蒙特利爾條約評估小組的一份報告，如今南極上空的臭氧層正在逐步恢復，不僅空洞面積在縮小，臭氧濃度也有所增加。有科學家預計，如果保持這一趨勢，至2070年左右南極臭氧空洞可基本修復。

然而，人們還是笑早了。不久之后，另一份研究報告發(fā)布：雖然嚴重破壞臭氧層的CFC冷媒已被逐漸淘汰，臭氧空洞也不再是熱點議題，但更新?lián)Q代之后的氟利昂依舊在傷害人們賴以生存的地球家園，只不過這一次，是通過加劇全球變暖的方式。

報告稱，一方面，大量空調(diào)運行帶來了大規(guī)模的能源消耗，同時，其向室外釋放出的多余熱量還會進一步加強“熱島效應(yīng)”；另一方面，雖然氟利昂在大氣中所占的比例遠小于二氧化碳，但氟利昂類物質(zhì)產(chǎn)生的溫室效應(yīng)卻是相同質(zhì)量二氧化碳的數(shù)千倍之多，堪稱“超級溫室氣體”。而且，伴隨著當前制冷空調(diào)在發(fā)展中國家的快速普及，氟利昂的排放量還在迅速增長。

為扭轉(zhuǎn)全球快速變暖的趨勢，在2016年的“蒙特利爾破壞臭氧層物質(zhì)管制議定書”第28次締約方大會上，與會各方經(jīng)過艱苦的談判，最終達成了逐步減排HFC的《基加利修正案》。

應(yīng)該說，修正案的達成對于地球生態(tài)環(huán)境而言是重大利好的，但放棄HFC之后的人類又該如何度過越來越酷熱的夏日呢？

遺憾的是，直到今天，科學家們?nèi)匀粵]有找到完美的解決方案，相關(guān)替代方案仍在探索中。比如，2024年巴黎奧運會便為保護環(huán)境“放棄”了空調(diào)。取而代之的是，利用地溫冷卻系統(tǒng)將冷水泵入公寓，讓室內(nèi)外實現(xiàn)6攝氏度至10攝氏度的溫差。此外，科學家們也在不斷嘗試改進制冷技術(shù)，開發(fā)更加綠色環(huán)保的空調(diào)冷媒，越來越多的人開始將目光重新聚焦在氨氣、二氧化碳和烷烴這樣的無鹵素天然氣體上，以此為冷媒的新控溫方式成為熱門研究方向。在2022年北京冬奧會期間，國家速滑館等多個奧運場館首次采用了二氧化碳跨臨界循環(huán)制冷系統(tǒng)，極大降低了制冰造雪過程中的碳排放，為綠色奧運作出了貢獻。

當前，新一代冷媒對臭氧和氣候變化更加友好，但在阻燃、毒性和使用成本等方面還存在不少缺陷。發(fā)展更加綠色環(huán)保且經(jīng)濟節(jié)能的冷媒和制冷技術(shù)，依舊是全世界需要大力攻關(guān)的課題。