Att definera "Låg GWP"

skriven av Pavel Makhnatch (under handledning av Rahmatollah Khodabandeh och Björn Palm)

Publicerad 2013-11-04

De flesta köldmedier som används i kylanläggningar och värmepumpar är starka växthusgaser. Användning av köldmedier med låga GWP (Global warming potential) är därför ett sätt att minimera dessa systems inverkan på den globala uppvärmningen. Frågan är dock hur lågt GWP ett ”låg-GWP köldmedium” måste ha.

Köldmedier skiljer sig mycket vad gäller deras bidrag till den globala uppvärmningen. Vissa köldmedier har mycket låga GWP-värden, från 0 till 7 (Ammoniak, CO2, R290, R1234yf), och andra något högre men fortfarande låga (R152a, R32). Våra vanliga köldmedier har betydligt högre GWP (R134a, GWP=1430, R410A, GWP=2088). Vilka av dessa ska vi klassificera som låg-GWP köldmedier?

150 som ett vägledande GWP-värde för "låg-GWP"

För mer än 6 år sedan kom EUs MAC-direktiv, som reglerar gränsvärdet för GWP för köldmedier för mobila AC-system (MAC) [1] till högst 150. Därmed påbörjades sökandet efter köldmedier med låg GWP. Även om ingen definition av "låg-GWP köldmedium" ges av MAC-direktivet, har det blivit allmänt accepterat att "låg-GWP köldmedier" är de med GWP under 150. Denna gräns gör att antalet möjliga köldmedier blir litet; naturliga (CO2, kolväten, ammoniak, …), nya syntetiska såsom R1234yf och ett äldre HFC-köldmedium, R152a. Det senare verkar vara det som dikterade det satta gränsvärdet på 150 i MAC-direktivet. I delar av det nya förslaget till F-gasförordning har 150 också använts som tröskelvärde [2].

Som svar på den nya lagstiftningen har kemibranschen satsat på utveckling av nya syntetiska köldmedier med låg GWP både för MAC-system och för andra kyl- och värmepumpsystem. Ett låg-GWP köldmedium lämpligt att ersätta R134a har tagits fram och finns nu i storskalig produktion, R1234yf. Däremot har det ännu inte presenterats några lämpliga ersättare för R410A och R404A med GWP-värde under 150 (bortsett från naturliga köldmedier såsom CO2, kolväten och ammoniak), vilket framgår av Figur 1 [3]. Diagrammet visar GWP-värden för tänkbara ersättningsmedier för R134a, R404A, R410A och R22. Symbolerna visar klassningen av dessa ersättningsmedier och som framgår är alla med GWP under 500 mer eller mindre brännbara (klass A2L, B2L eller A3). Detta indikerar att 150 kanske inte är ett bra tröskelvärde för låg-GWP köldmedier för alla applikationer.

Figur 1 – GWP-värden och klassificering av tänkbara ersättare för några vanliga köldmedier [3]

"Låg" eller "mycket låg"

En enkel Google-sökning på "low-GWP refrigerants" ger oss runt hundra tusen träffar. Trots att intresset för sådana medier är stort idag är det inte så länge sedan detta intresse väcktes och termen behövde en närmare definition. Kemiföretagen som tillverkar syntetiska köldmedier försökte ta initiativet vid definitionen av gränsen för låg-GWP köldmedier. Forskare från Daikin presenterade och diskuterade R32 som ett lovande "låg-GWP köldmedium" för luftkonditioneringsanläggningar [4], medan deras kollegor från Honeywell gav en ”Uppdatering av köldmedier med ultra-lågt GWP” [5] och DuPonts forskare presenterade sitt köldmedium med ”mycket lågt GWP” [6]. Notera användningen av termerna ultra-låg, mycket lågt och lågt GWP.

Det faktum att inga tydliga definitioner finns för "låg-GWP" och "hög-GWP", har noterats av FNs miljöprogram (UNEP) i sin rapport från år 2010 [7]. Där diskuteras, att termerna är av jämförande karaktär, och därför borde relateras till något medel-GWP-värde. Ett medelvärde för ett antal köldmedier uppskattades vara något över 2000 och en klassificering enligt Figur 2 föreslogs. Denna klassificering har åtminstone inte ännu blivit en standard och UNEP själv använder oftast tre komparativa termer - "låg", "medel" och "hög" GWP - i sin nya rapport [8].

Figur 2 – UNEPs förslag till klassificering av GWP värden [7].

Det senaste förslaget till Ekodesign-direktiv har höjt gränsen för vad som är låg-GWP genom att föreslå lägre krav på minsta energieffektivitet för system som använder köldmedier med GWP lägre än 675 [9]. Europakommissionen skriver [10]: ”GWP tröskelvärdet på 675 kg CO2 -ekvivalenter föreslås i den förberedande studien om luftkonditionering. Detta värde kommer från GWP värdet för R-32. Av låg-GWP köldmedierna är R32 det som har högst GWP. Detta skulle kunna bli ett intressant alternativ till R410A och R407C”.  

Avsaknaden av enhetliga överenskommelser och en tydlig definition av begreppet låg-GWP köldmedier, bidrar till förvirring vid diskussioner om nya köldmedier med låg GWP. Sannolikt kommer vi att få se en standardiserad skala inom de närmaste åren. En sådan skala för GWP-värden skulle underlätta för beslutsfattare, tillverkare, konsumenter och miljömedvetna. Vi tror att alla vinner på införande av en sådan skala, och en tydlig och klar definition av begreppet låg-GWP köldmedier!

Referenser

[1]

European Parliament, "Directive 2006/40/EC of the European Parliament and of the council," Official Journal of the European Union, 2006.

[2]

European Commission, "Proposal for a regulation of the European Parliament and of the council on fluorinated greenhouse gases," Brussels, 2012.

[3]

K. Amrane, Overview of AHRI Research on Low-GWP Refrigerants, 2013.

[4]

R. Yajima, K. Kita, S. Taira and N. Domyo, "R32 as a solution for energy conservation and low emission," in International Refrigeration and Air Conditioning Conference, Purdue, 2000.

[5]

M. Spatz, "Update on an ultra-low GWP refrigerant for mobile air conditioning applications," Alternative Refrigerant Systems Symposium, 2006.

[6]

Green Car Congress, "DuPont Refrigerants Unveils First DP-1 Refrigerant Test Car in Germany," 29 Nov 2006. [Online]. Available: http://www.greencarcongress.com/2006/11/dupont_refriger.html.

[7]

UNEP, TEAP 2010 progress report. Volume 1., 2010.

[8]

UNEP, "Report of the technology and economic assessment panel. Volume 1.," 2013.

[9]

European Commission, draft Ecodesign Regulation: working document on possible requirements for air heating products, cooling products and high temperature process chillers, 2013.

[10]

European Commission, Explanatory Notes: working documents on possible requirements for air heating products, cooling products and high temperature process chillers, 2013.