Консультант из Сиэтла считает, что тепловые насосы на природных хладагентах следует продвигать на рынке, как «не содержащие ПФАС»

11 Сентября 2023

Компании США могут существенно помочь грядущим поколениям, рекламируя «тепловые насосы на природных хладагентах, как не содержащие ПФАС (пер- и полифторалкильные соединения)» на рынке, которым движут декарбонизация и высокие цены на ископаемое топливо, считает Энди Бейкер, владелец и руководитель проектов по Сиэтлу вашингтонского агентства YourCleanEnergy.

Бейкер рассказал о текущих тенденциях рынка тепловых насосов в США и представил пути увеличения продаж тепловых насосов на природных хладагентах, выступая на конференции ATMOsphere America Summit 2023, проходившей 12-13 июня в Вашингтоне, округ Колумбия, США.

По словам Бейкера, лишь 10% из 4 миллионов тепловых насосов, проданных в минувшем году в США, использовали природные хладагенты.

— Химические компании продают синтетические ГФУ- и ГФО-хладагенты как «полезные для планеты» и «экологически безопасные», — сказал Бейкер. Однако их высокого ПГП и связанного с ними загрязнения поверхностных вод ПФАС (пер- и полифторалкильными соединениями, известными как «вечные химикаты»), особенно TFA (трифторуксусной кислотой) образующейся при распаде хладагентов в атмосфере, достаточно, чтобы считаться опасными, добавил он.

По словам Бейкера, полевые и лабораторные исследования выпадения ПФАС в Европе, Канаде и США показали, что большинство синтетических ГФУ- и ГФО-хладагентов «полностью или частично представляют собой ПФАС».

Ученая из Гарварда Хейди Пикар подтвердила эту информацию в другом выступлении на конференции. Работая над дипломом в Мемориальном университете Ньюфаундленда в Канаде, она обнаружила, что содержание ПФАС с короткой цепью, включая TFA, в толще арктического льда растет после 1990 года, когда в рамках Монреальского протокола ХФУ стали заменяться сначала ГХФУ, затем ГФУ и, наконец, ГФО, что способствовало накоплению TFA. ГФУ-134a в атмосфере превращается в TFA частично, а ГФО-1234yf — полностью.

— Таким образом, синтетические хладагенты утекают в атмосферу, превращаются в TFA и загрязняют поверхностные воды, — заключил, Бейкер. При этом, в отличие от ПФАС с длинной цепью, TFA невозможно извлечь из питьевой воды при помощи обратного осмоса или активированного угля. И как только ее концентрация начинает расти, это становится серьезной проблемой для каждого, — заявил Бейкер, пояснив, что Агентство по охране окружающей среды США (EPA) не считает TFA ПФАС, хотя по классификации Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) TFA принадлежит к семейству ПФАС.

Чтобы повысить коммерческую привлекательность природных хладагентов, Бейкер предложил «взять ситуацию в свои руки» и умерить пыл производителей синтетических хладагентов, просто заявив: «природные хладагенты не содержат ПФАС».

Чтобы увеличить продажи тепловых насосов на природных хладагентах в США, Бейкер рекомендовал просвещать конечных пользователей, помогая им делать выбор в пользу сохранения окружающей среды и экономической выгоды в долговременной перспективе. Он пояснил, что в 2021 году в США продажи были меньше, чем в Китае и Японии, а разница с Европой составила более 30% (в пользу последней).

— Правильно спроектированные тепловые насосы на CO₂ (R744) и других природных хладагентах намного эффективнее, чем на синтетических, и окупаются примерно за три года, — рассказал Бейкер. — Мы должны помочь сместить внимание заказчиков в США с величины начальных затрат на стоимость жизненного цикла, включая восполнение утечек в системах, работающих на синтетических хладагентах, и потенциальную ответственность за выбросы ПФАС.

По мнению Бейкера, промышленности США также следует пересмотреть временные рамки в отношении ПГП. Стандартный столетний период, взятый из Монреальского протокола, «слишком велик». Использование 20-летних значений удвоит и даже утроит ПГП многих синтетических хладагентов.

Потенциал пропана

— За пределами промышленного сектора, где хорошо себя показывает аммиак (R717), самый большой рост использования CO₂ и пропана (R290) в США наблюдается в сегменте воздушных тепловых насосов, — сказал Бейкер.

По его словам, у пропана есть только один серьезный недостаток и «огромный потенциал для быстрого роста», особенно с учетом того, что он почти на 30% эффективнее R410A. Действующие в США нормы запрещают заправку более 114 граммов пропана в стационарные и мобильные устройства.

Индустрия HVAC&R хотела бы, чтобы предел заправки для пропана был увеличен хотя бы до 500 граммов, что позволило бы заметно повысить теплопроизводительность оборудования. Бейкер отметил, что Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) и Международный институт аммиачного охлаждения (IIAR) обратились к организации Underwriters Laboratories (UL), которая выпускает стандарты безопасности для использования в строительных сводах правил, с призывом поднять лимит заправки пропаном.

Выступавшая на конференции Кристина Старр, старший менеджер по климатическим кампаниям в Агентстве экологических расследований (EIA), призвала представителей индустрии активнее содействовать гармонизации в США принятого в мае 2022 года стандарта Международного электротехнического комитета (МЭК), поднявшего ограничение заправки пропаном до 988 граммов в стационарных сплит-системах кондиционирования и до 304 граммов в мобильных кондиционерах воздуха.

По словам Бейкера, рынок бытовых и коммерческих тепловых насосов на CO₂ скоро откроется для водонагревателей, поскольку уже несколько компаний, таких как Mayekawa, Lync By Watts, Mitsubishi-Trane и Transom, представили подобное оборудование на выставке 2023 AHR EXPO.

Бейкер рассказал об имеющихся искусственных барьерах на пути распространения центральных систем отопления на CO₂. К таким барьерам он отнес высокие начальные затраты и дефицит взаимопонимания между инженерами и экологическим активистами.

Еще одна проблема, по словам Бейкера, заключается в том, что требования, которыми пользуются организации LEED и LBC для сертификации низкоуглеродных зданий, не рассматривают ПФАС, ГФУ и ГФО как токсины, а TFA – как побочный продукт эксплуатации здания:

— Тут есть противоречие с тем, что мы хотим получить от этой сертификации.

Будучи инженером с опытом оценки и проектирования коммерческих тепловых насосов на CO₂, Бейкер сотрудничает с ATMOsphere в области выявления возможностей и препятствий на рынке США. Он рассчитывает на создание коалиции, нацеленной на рост североамериканского рынка тепловых насосов на природных хладагентах.