Nya möjligheter för naturliga köldmedier

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

Publicerad 2013-10-31

Diskussionerna om de fluorerade köldmediernas framtid pågår även i stilla semestertider. Flera länder, däribland EU, USA och Kina, har sagt sig vara villiga att begränsa användningen av s.k. F-gaser, däribland ett antal vanliga HFC-köldmedier. En sådan förändring av marknaden kommer också att påverka vilka köldmedier som tillverkas i framtiden

Kryphål i regelverket

2006 antog EU det s.k. MAC Direktivet, vilket innebar att bara köldmedier med låg växthuseffekt (GWP) skulle få användas i nya bilmodeller efter 2011. I praktiken kunde inte förbudet träda i kraft förrän två år senare, mest kanske på grund av brist på R1234yf, det köldmedium som bilbranschen enats om. Trots att förbudet nu trätt i kraft har ett företag utnyttjat kryphål i lagen för att inte gå över till R1234yf: Daimler fortsätter använda R134a i sina nya A-, B- och SL-klass modeller med stöd av tillstånd från de tyska myndigheterna eftersom man lyckats få ett modifierat fordonsgodkännande istället för de man tidigare fick efter 2011 [1]. Man hävdar alltså att dessa bilmodellerna är modifieringar av gamla modeller och därför inte ska beröras av förbudet mot R134a som bara gäller nya bilmodeller. Andra biltillverkare (Volkswagen, Porsche och Toyota) kan också komma att utnyttja detta kryphål [1], [2].

Ett ambitiösare förslag till F-gas förordning ytterligare ett steg mot att antas.

Allt fler tecken pekar mot att de välkända HFC-medierna kommer att fasas ut i framtiden, trots att detta var svårt att tänka sig för bara några år sedan. Vad var det som fick åsikterna om HFC att svänga? Kanske var det så att MAC direktivet och det efterföljande utvecklingsarbetet, där koldioxid och R1234yf var de två huvudalternativen, drev på inte bara den tekniska utvecklingen utan också medvetenheten om de naturliga köldmedierna som alternativ. Medvetenheten om behovet av att minska utsläppen av växthusgaser har också ökat generellt, vilket sannolikt också påverkat opinion och beslutsfattare i fråga om HFC-mediernas fortsatta användning. De positiva erfarenheterna från användning av kolväten, främst isobutan, i kylskåp och frysar, och från användning av koldioxid för butikskyla och varmvattenberedning har också visat på att alternativ utan kända eller okända miljöeffekter existerar.

Den nya F-gas förordningen är ännu inte är godkänd, men utkastet är under behandling och nyligen antogs ett förslag till förstärkning av det tidigare utkastet av EU-parlamentets utskott för miljö och hälsa [3]. Enligt det senaste utkastet, ska EU minska användningen av F-gaser genom att förbjuda ämnen med hög GWP för vissa tillämpningar och därmed minska mängden HFC som når marknaden 2030 till 16 % av vad som i genomsnitt producerades i och importerades till EU under åren 2009-2012.

Fler länder begränsar HFC-användningen

EU är inte ensamt om att försöka minska användningen av HFC. Totalt hade i november 2011 108 länder uttryckt stöd för att inkludera HFC begränsningar och utfasning i uppdateringen av Montrealprotokollet [4]. Kina, Indien och Brasilien var några av de länder som inte stött förslaget, utan tvärtom blockerat detta [5]. Så sent som i juni ändrade dock Kina uppfattning och kommer nu att arbeta med andra länder för att expertis och organisation kring Montrealprotokollet ska användas för utfasning av användning och produktion av HFC [6]. Detta stöds också av EU. EU-kommissionens representant Artur Runge-Metzger säger i ett uttalande att “den bästa strukturen för att implementera en utfasning är Montreal-protokollet” [7], som har visat sig effektivt i ersättningen av HCFC och CFC.

Andra länder har också tagit intryck av F-gasförordningen i Europa. Australiens Institute of Refrigeration Air Conditioning and Heating, noterar t.ex., att “många europeiska länder har introducerat lagstiftning för att begränsa användningen av HFC köldmedier med hög GWP. Det tycks onödigt för Australiens kylindustri att försöka duplicera ansträngningarna om det finns relevanta och testade verktyg och metoder tillgängliga från andra länder. Många länder har utvecklat modeller och program som kan anpassas för att användas i Australien” [8].

Det är inte för sent att hålla den globala uppvärmningen under 2°C nivån

Även om HFC-köldmedier inte är de enda växthusgaserna så ger de ändå ett signifikant bidrag till den globala uppvärmningen. Eftersom många HFC har en begränsad livstid i atmosfären (14 år för R134a) så ger en minskad användning resultat relativt snabbt. Enligt en nyligen publicerad studie [9] skulle den globala uppvärmningen till slutet av seklet minska med så mycket som 0,5°C om HFC med hög GWP ersattes med HFC med låg GWP. Enligt rapporten är enda möjligheten att hålla den globala uppvärmningen under 2°C att sluta använda HFC (med hög GWP), samt att minska koldioxidutsläppen och utsläppen av metan och sot (svarta kol-aerosoler), (se Figur 1.)

Figur 1 – Simulerad temperaturändring under olika antaganden om minskade utsläpp, jämfört med fortsatta utsläpp (Business As Usual, BAU). Skillnaden mellan den blå och den svarta kurvan motsvarar utsläpp av HFC. [9]

Ibland är det nya något bortglömt gammalt

Naturliga köldmedier diskuteras alltmer som ersättare för HFC-medier. Olika sådana medier passar för olika tillämpningsområden. Figur 2har hämtats från kompressortillverkaren Mayekawa och visar temperaturområden med de naturliga medierna ammoniak, koldioxid, kolväten, vatten och luft.

Figur 2 – Användningsområden för olika naturliga köldmedier. Källa: MYCOM [10]

En övergång till naturliga medier behöver inte ses som ett steg tillbaka. Den tekniska utvecklingen har gått framåt sedan tiden före “Freonernas” införande: Vi kan idag bygga täta system med liten fyllning, baserade på mikrokanalsvärmeväxlare. Med större fokus på minskad köldmediemängd kan kompressorerna relativt enkelt anpassas för mindre intern volym och mindre oljemängd. Jämfört med dagens system finns goda möjligheter att minska köldmediemängden väsentligt med känd teknik. Detta skulle bidra till att öka möjligheterna till säker användning av kolväten och ammoniak i alla typer av system. Sådana system kan förväntas bli både energieffektiva och miljövänliga.

Referenser

[1]

Emmanuel P, "Mercedes Eschews R1234yf Refrigerant In Favor Of R134a," 02 Jul 2013. [Online]. Available: goo.gl/7ArxX.

[2]

MACs Worldwide, "Daimler Revises Model Approval to Continue Using R-134a," 2 Jul 2013. [Online]. Available: goo.gl/tBoE2.

[3]

R744, "European Parliament Committee strongly supports HFC bans in new AC&R equipment," 20 Jun 2013. [Online]. Available: www.r744.com/news/view/4321.

[4]

D. Doniger, "108 Countries Support HFC Curbs under Montreal Protocol," 24 Nov 2011. [Online]. Available: goo.gl/w3EPq.

[5]

M. Mackey, "Montreal Protocol Parties to Study Issues Surrounding Management of HFC Emissions," Bloomberg BNA, 02 Jul 2013. [Online]. Available: bit.ly/12jhK73.

[6]

The White House, "United States and China Agree to Work Together on Phase Down of HFCs," 08 Jun 2013. [Online]. Available: goo.gl/PnCAF.

[7]

A. Morales, "EU Demands Refrigerator Cleanup as Most Potent Gases Escape Law," 03 Jun 2013. [Online]. Available: goo.gl/Qmdhn.

[8]

AIRAH, "Transition to low-emission HVAC&R: Issues and solutions," Mar 2013. [Online]. Available: goo.gl/sPKDF.

[9]

Y. Xu, D. Zaelke, G. Velders and V. Ramanathan, "The role of HFCs in mitigating 21st century climate change," Atmos. Chem. Phys., vol. 13, pp. 6083-6089, 2013.

[10]

Mayekawa, "Natural refrigerants in different industrial applications," 2012. [Online]. Available: goo.gl/8Uy0U.