Rozporządzenie w sprawie F-gazów – zegar tyka: przede wszystkim musi działać chłodnictwo komercyjne!

Europejskie rozporządzenie w sprawie F-gazów (WE) nr 517/2014 zakłada stopniowe ograniczenie stosowania wodorofluorowęglowodorów (HFC) o 79 procent do 2030 roku

Artykuł ten podsumowuje sytuację 2 lata po wejściu w życie nowej regulacji, opisuje środki, które są niezbędne do osiągnięcia jej celów oraz wskazuje możliwe rozwiązania i przykłady skutecznych wdrożeń.

Centralnym punktem nowego europejskiego rozporządzenia w sprawie F-gazów (WE) nr 517/2014, które weszło w życie 1 stycznia 2015 r., jest stopniowe ograniczenie i sukcesywne zmniejszenie stosowania HFC o wysokim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego (GWP, Global Warming Potential) w Unii Europejskiej. Celem jest obniżenie emisji dostępnych na rynku HFC, w przeliczeniu na ekwiwalenty CO₂, o 79 procent do 2030 roku. Wartość bazowa to ilość ekwiwalentu CO₂ (183 megaton) wprowadzona do obrotu w okresie od 2009 roku do 2012 roku. Według szacunków dochodzą do tego jeszcze 22 megatony wprowadzone na rynek w napełnionych urządzeniach, które od 1 stycznia 2017 roku muszą być uwzględnione w stopniowym wycofywaniu.

Nawet jeśli rok 2030 wydaje się odległy, to mamy jeszcze 2 bardzo ważne terminy, które mają ogromne znaczenie dla operatorów urządzeń klimatyzacyjnych i chłodniczych (wykres 1). Pierwsza ważna data to przyszły 2018 rok, kiedy stosowanie HFC – z uwzględnieniem wprowadzanych na rynek urządzeń napełnionych – musi zostać zmniejszone o 44 procent w stosunku do roku 2015. Do roku 2021 stosowana ilość ma zostać zredukowana nawet w sumie o 60 procent. Ponadto od 1 stycznia 2020 roku urządzenia o wielkości napełnienia przekraczającej 40 ton ekwiwalentnego CO₂ będą mieć zakaz serwisowania HFC o potencjale tworzenia efektu cieplarnianego (GWP) równym lub powyżej 2500. Dotyczy to większości komercyjnych układów chłodniczych.

Wykres 1: do roku 2018 stosowanie HFC musi zostać zmniejszone o 44 procent w stosunku do roku 2015, a do roku 2021 – nawet o 60 procent (źródło: EPEE, Achieving the EU HFC Phase Down – The EPEE “Gapometer” Project)

Gapometer

Badanie Gapometer to stworzone przez Europejskie Partnerstwo na rzecz Energii i Środowiska EPEE (European Partnership for Energy and the Environment, www.epeeglobal.org) narzędzie wskazujące środki, które są niezbędne do zrealizowania założeń zawartych w rozporządzeniu w sprawie F-gazów. Ponadto aplikacja ta umożliwia mierzenie postępów we wdrażaniu i identyfikowanie ewentualnych luk (angielskie „gaps”) pomiędzy założeniami a rzeczywistością.

Gapometer wskazuje, że są trzy główne aspekty, którymi należy się zająć, aby osiągnąć redukcję dostępnych ilości ekwiwalentnego CO₂ (wykres 2.) określoną w tzw. ustawie F-gazowej. Po pierwsze, czynniki chłodnicze w nowych urządzeniach muszą zostać konsekwentnie zastąpione odpowiednikami o znacznie niższym potencjale tworzenia efektu cieplarnianego. Po drugie, działające układy chłodnicze muszą zostać dostosowane do rozwiązań alternatywnych o znacznie niższym potencjale tworzenia efektu cieplarnianego. Po trzecie, należy zwiększyć ilości odzyskiwanych czynników HFC. W tym celu, niezbędne są inwestycje w techniczne zapewnienie jakości recyklingu i przechowywania. Dopiero wtedy ilość odzyskanych czynników chłodniczych może być wystarczająca.

Wykres 2: aby spełnić wymagania tzw. Ustawy F-gazowej, należy zająć się trzema głównymi obszarami: nowymi urządzeniami, istniejącymi układami i wykorzystaniem czynników chłodniczych w procesie odzysku (źródło: EPEE, Achieving the EU HFC Phase Down – The EPEE “Gapometer” Project)

Chłodnictwo komercyjne przed szczególnymi wyzwaniami

Poza tym badanie Gapometer analizuje, jak ilości ekwiwalentów CO₂ są rozdzielane na poszczególne obszary stosowania i jaką rolę pełnią w realizacji celów rozporządzenia w sprawie F-gazów (schemat 3). Tak w samym tylko chłodnictwie komercyjnym stosowane ekwiwalenty CO₂ wynoszące 90 megaton mają zostać zmniejszone o połowę do przyszłego 2018 roku. Dlatego też niezbędne jest szybkie działanie, zanim dojdzie do niedoborów podaży czynników chłodniczych o wysokim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego i wielokrotnego wzrostu cen HFC, co już jest obserwowane.

Wykres 3: przed chłodnictwem komercyjnym stoją największe wyzwania związane z nadchodzącym obniżeniem dostępnych ilości HFC. Stosowane w tym obszarze ekwiwalenty CO₂ mają zostać zmniejszone o połowę do 2018 roku (źródło: EPEE, Achieving the EU HFC Phase Down – The EPEE “Gapometer” Project)

Środki zaradcze to przede wszystkim wczesne użycie czynników chłodniczych o niższym potencjale tworzenia efektu cieplarnianego GWP w nowych urządzeniach alternatywnych dla R-404A oraz konsekwentna modernizacja istniejących układów chłodniczych na czynniki o niskim GWP. Według badania Gapometer do końca 2017 roku ponad połowa urządzeń chłodniczych z R-404A wykorzystywanych w sprzedaży detalicznej żywności zostanie przystosowana do alternatywnego czynnika o niższym potencjale tworzenia efektu cieplarnianego. W liczbach oznacza to ponad 50000 supermarketów.

Szeroki asortyment alternatywnych czynników chłodniczych o obniżonym potencjale tworzenia efektu cieplarnianego

Niektórzy producenci czynników chłodniczych zareagowali na te nowe wymogi rynku i stworzyli produkty, które przyczyniają się do spełniania kryteriów ustawy F-gazowej i mogą być wykorzystywane w różnych obszarach zastosowań. Dlatego też Chemours z seriami Opteon^™ XP i Opteon^™ XL oferuje szeroki asortyment czynników chłodniczych o obniżonym potencjale tworzenia efektu cieplarnianego przeznaczonych do modernizacji istniejących urządzeń oraz do nowych układów chłodniczych. Tabela 1 przedstawia dostępne rodzaje oraz typowe obszary zastosowania.

Tabela 1: przegląd czynników chłodniczych Opteon™ zastępujących R-404A

* Według IPCC Assessment Report 5. W nawiasach do porównania wartości według IPCC Assessment Report 4, który stanowi podstawę do rozporządzenia w sprawie F-gazów (WE) nr 517/2014.

Opteon™ XP40 (R-449A) to okręt flagowy pośród niepalnych (klasa bezpieczeństwa A1) czynników chłodniczych zastępujących R-404A. Od jego komercjalizacji w 2014 roku został on już dopuszczony przez wielu producentów komponentów i z sukcesem zadomowił się na rynku. Dzięki potencjale tworzenia efektu cieplarnianego GWP wynoszącemu 1397 [według Assessment Report AR4, który stanowi podstawę do rozporządzenia w sprawie F-gazów (WE) nr 517/2014] umożliwia on redukcję ekwiwalentnego CO₂ o 64% w stosunku do R-404A. W ten sposób spełnia on wymogi rozporządzenia w sprawie F-gazów dotyczącego zakazu stosowania od 1 stycznia 2020 roku czynników chłodniczych o GWP przekraczających 2500 i stanowi rozwiązanie długoterminowe.

Opteon^™ XP40 (R-449A) ma cechy termodynamiczne podobne do R-404A. Dzięki czemu modernizacja istniejącego urządzenia może być przeprowadzona w prosty i nieskomplikowany sposób, ponieważ nie wymaga żadnych zmian technicznych. Jedynie parametry układu muszą zostać nieznacznie zmodyfikowane w zależności od warunków eksploatacji.

Wiele różnych zastosowań w Europie

Czynniki chłodnicze są już wykorzystywane w tysiącach urządzeń w licznych obszarach zastosowania (np. w chłodnictwie komercyjnym, chłodnictwie przemysłowym, magazynowaniu, klimatyzacji, agregatach skraplających) o różnych rodzajach sprężarek, trybach pracy i technologiach (normalne chłodzenie, głębokie mrożenie, systemy kaskadowe). Pomiary zużycia energii przed i po modernizacji układów wykazały, że dzięki swojej wysokiej efektywności energetycznej Opteon^™ XP40 (R-449A), w zależności od warunków eksploatacji, umożliwia znaczną oszczędność energii.

W obszarze sprzedaży detalicznej żywności zrealizowano już z sukcesem liczne projekty w Niemczech, Hiszpanii, Włoszech, Francji, Wielkiej Brytanii, Austrii i Niderlandach. Przykładem jest holenderska grupa handlowa Ahold, która w ramach własnego programu zmniejszenia emisji CO_2, począwszy od września 2014 roku przeprowadziła modernizację układów chłodniczych w ponad 175 supermarketach, polegającą na przejściu z czynnika R-507A na Opteon™ XP40 (R-449A).

Podczas wdrażania tych zmian firma ta razem z P.W. Vlaskamp B.V. Refrigerants Consultancy, Dordrecht, przeprowadziła szereg pomiarów w celu określenia wpływu modernizacji na zużycie energii przez urządzenia chłodnicze. Analizy wykazały, że układy chłodnicze działające na Opteon^™ XP40 (R-449A) średnio w skali roku zużywają około 8 procent mniej energii, przy czym oszczędności w przypadku układów średniotemperaturowych były znacznie większe niż w przypadku układów niskotemperaturowych. W przeliczeniu na łączną liczbę przekształconych systemów oznacza to obniżenie całkowitej, spowodowanej wyciekami i zużyciem energii, emisji CO₂ o około 57 000 ton rocznie.

Wyliczone koszty ograniczenia emisji CO₂ (ang. abatement costs – kwota, którą należy zainwestować, aby zaoszczędzić jedną tonę CO₂) były niższe w porównaniu do innych rozwiązań alternatywnych (wyniosły 0 €). Opierają się one na kosztach zużycia energii oszacowanych na 5 lat minimalnego pozostałego okresu eksploatacji urządzeń chłodniczych po odliczeniu kosztów konserwacji i inwestycji.

Również inne duże sieci handlowe w Europie, np. Waitrose w Wielkiej Brytanii, Eroski w Hiszpanii czy grupa Rewe w Niemczech i Austrii, wdrożyły modernizację swoich układów chłodniczych z wykorzystaniem Opteon^™ XP40 (R-449A) i z sukcesem zrealizowały podobne projekty.

Podsumowanie

Dzięki seriom czynników Opteon^™ XP i Opteon^™ XL firmy Chemours operatorzy urządzeń chłodniczych i firmy usługowe dysponują ekonomicznymi i przyszłościowymi rozwiązaniami, które spełniają wymogi tzw. Ustawy F-gazowej. W przypadku komercyjnych układów chłodniczych oraz innych urządzeń opartych na R-404A zaleca się wcześniejszą modernizację z użyciem czynników o niskim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego jakim jest Opteon^™ XP40 (R-449A), który sprawdził się już w licznych instalacjach w całej Europie. Może on zostać wprowadzony przy stosunkowo niewielkim nakładzie kosztów i czasu. Ponadto umożliwia on obniżenie zużycia energii, co przekłada się na niższe koszty eksploatacji istniejących urządzeń w pozostałym okresie ich użytkowania.