CO2: Спаситель устойчивого развития?

В условиях глобальной борьбы с изменением климата хладагенты с низким потенциалом глобального потепления (GWP) прокладывают путь к более экологичным системам. Натуральные хладагенты, такие как углекислый газ (CO2 / R-744), считаются решением для достижения целей по декарбонизации холодильной промышленности. Хотя «зеленые» качества CO2 неоспоримы, приведет ли переход на R-744 к мгновенному сокращению углеродного следа, или есть и другие факторы, влияющие на достижение экологических целей? В этой статье рассматриваются различные факторы, влияющие на устойчивость холодильных систем, и объясняется, почему один только CO2 не является универсальным решением для достижения углеродной нейтральности.

Преимущества CO2 как экологичного хладагента

Прежде всего, необходимо отметить, что существует множество причин, по которым R-744 является отличной заменой синтетическим хладагентам.

1) Влияние на окружающую среду

CO2 имеет потенциал глобального потепления (GWP) равный 1 и потенциал разрушения озонового слоя (ODP) равный 0. Переход на CO2 позволяет существенно сократить прямые выбросы парниковых газов и значительно снизить климатическое воздействие в случае утечек и неправильной утилизации хладагентов.

2) CO2 естественно присутствует в окружающей среде и легко доступен

В отличие от синтетических хладагентов, CO2 можно использовать без значительного нарушения окружающей среды.

3) Энергоэффективность в ряде приложений

В правильных условиях холодильные системы на основе CO2, особенно транс-критические системы, известны своей энергоэффективностью. Они особенно подходят для коммерческого охлаждения и тепловых насосов в холодных климатических условиях. Повышенная энергоэффективность этих систем способствует дальнейшей декарбонизации за счет снижения общего энергопотребления.

4) Безопасность

CO2 не является воспламеняющимся, взрывоопасным или токсичным, что является важным фактором с точки зрения безопасности.

5) Низкая плотность

CO2 имеет низкую плотность, что позволяет использовать компактное оборудование и меньшие объемы вещества.

6) Некоррозийный материал

CO2 совместим с большинством материалов, так как не вызывает коррозии.

Ограничения CO2 как экологичного хладагента

Во многих случаях CO2 является действительно устойчивым выбором. Однако существуют ограничения при использовании одного только R-744 для достижения целей по декарбонизации.

1) Проблемы с тестированием продукции

Все участники отрасли нуждаются в достоверных и точных данных о производительности, чтобы правильно выбирать, проектировать, устанавливать, обслуживать и эксплуатировать холодильные системы. Однако тестирование, необходимое для получения данных о холодильных системах на CO2, является сложным процессом, в котором множество факторов могут повлиять на производительность.

Например, существует множество методов повышения эффективности теплообменников:

• Геометрия теплообменника, материалы, углы ребер и тип конструкции существенно влияют на коэффициент теплоотдачи, даже при использовании одинаковой площади теплообмена.
• При сравнении двух теплообменников одного и того же типа, геометрии и технологии, один может иметь гораздо лучшую производительность.
• Добавки в хладагенты (наножидкости; наночастицы, распределенные в хладагентах или смазочных материалах) могут улучшать коэффициент теплоотдачи в зависимости от типа теплообменника.
• CO2 обладает уникальными свойствами, которые требуют особого тестирования и корректировки для достижения точных результатов.

Производители, предоставляющие свои собственные данные о производительности, сталкиваются с проблемами в виде различий в методах тестирования, калибровке оборудования и процедурах, что может привести к расхождениям между заявленной и фактической производительностью. В результате, принимающие решения не всегда могут полагаться на заявленные данные при выборе продукции.

2) Недостаточная производительность

Продукция, которая была выбрана на основе некорректных данных, может:

• Потреблять больше энергии и иметь более высокие эксплуатационные расходы.
• Увеличивать углеродный след.
• Негативно влиять на производительность других компонентов системы.
• Не соответствовать нормативным требованиям.
• Не соответствовать требованиям конечных пользователей.
• Быть более подверженной поломкам.
• Привести к жалобам, штрафам и юридическим спорам.
• Подорвать репутацию компании.

Кроме того, возможная экономия на покупке более дешевого продукта может быть нивелирована увеличением текущих затрат на электроэнергию.

3) Проблемы с проектированием систем

Для эффективной работы CO2-системы часто требуют более высоких давлений, что усложняет их конструкцию и увеличивает потребление энергии и эксплуатационные расходы. Необходимость использования специализированных материалов и компонентов, которые могут выдерживать высокие давления, также увеличивает первоначальные капитальные затраты на установку CO2-систем.

4) CO2 не является универсальным решением

R-744 не является идеальным хладагентом для всех климатических условий или приложений. В более теплых климатах системы на CO2 могут иметь меньшую энергоэффективность, что приводит к увеличению энергопотребления для поддержания необходимого уровня охлаждения. Это снижает общую экологическую выгоду и подчеркивает необходимость учитывать региональные особенности при выборе хладагента.

Сокращение углеродного следа

Для достижения значительного сокращения выбросов углерода одного только перехода на новые хладагенты недостаточно; также необходимо уделить приоритетное внимание энергоэффективности. Но как, при риске получения недостоверных данных о производительности, принимать обоснованные решения? Как выбрать действительно энергоэффективные продукты, которые будут соответствовать всем требованиям и обеспечивать нужную производительность в конкретном регионе?

К счастью, многие производители используют независимые лаборатории для проверки своих данных. Применение независимых лабораторий значительно снижает вероятность предвзятости в тестировании. Кроме того, такие лаборатории часто находятся на переднем крае тестирования продукции, используя новейшие технологии и методики для расчета реальной производительности. Некоторые производители идут еще дальше, сертифицируя свою продукцию.

Сертификация добавляет дополнительные уровни оценки, такие как аудиты производства и проверки программного обеспечения. Продукты также проходят процедуру мониторинга, чтобы гарантировать, что они продолжают соответствовать заявленным данным. Сертификация обеспечивает строгий и всесторонний процесс оценки. Например, программа **Eurovent Certified Performance** для теплообменников тестирует продукцию в девяти различных регионах, что позволяет принимать обоснованные решения с учетом климатических условий.

Сертификация также устраняет прямой контакт между производителем и лабораторией, обеспечивая полную беспристрастность. Поэтому сертификация часто рассматривается как индикатор высокоэффективной продукции, с дополнительным преимуществом доступа к сертифицированным данным для справедливого сравнения и выбора продуктов.

Помимо выбора хладагента и повышения энергоэффективности, холодильная индустрия должна использовать целостные проектные стратегии. Это включает в себя проектирование зданий и инфраструктуры, которые уменьшают общую потребность в охлаждении с помощью методов пассивного охлаждения, рекуперации тепла и использования тепла. Интеллектуальные сети и технологии интернета вещей (IoT) также могут оптимизировать работу холодильных систем, гарантируя, что они работают только тогда, когда это необходимо, и минимизируют потери энергии.

Наиболее важно то, что стоимость приобретения не должна быть единственным приоритетом. Хотя начальные инвестиции в CO2-системы могут быть выше, чем в системы на основе ГФУ, важно рассматривать жизненный цикл системы. Энергоэффективность будет иметь гораздо более значительное влияние на производительность, углеродный след и долгосрочные эксплуатационные расходы, что часто делает низкую начальную цену ложной экономией.

Заключение

Использование CO2 в качестве хладагента — это, безусловно, позитивный шаг на пути к декарбонизации, обеспечивающий значительное сокращение прямых выбросов благодаря его низкому GWP и естественной доступности. Однако CO2 не является универсальным решением. Необходимо рассматривать системы в комплексе, а не только с точки зрения начальных затрат. Энергоэффективность имеет ключевое значение, как и выбор правильного хладагента для конкретного климата и приложения.

Один лишь переход на новые хладагенты недостаточен для значительного сокращения выбросов углерода; энергоэффективность играет столь же важную роль. Совместив эти усилия, холодильная индустрия может внести значительный вклад в сокращение углеродного следа и поддержать глобальные усилия по декарбонизации более устойчивым и долговременным образом.
 

Посмотреть сертифицированную продукцию