Поточний стан глобального ринку холодоагентів

Вирішення проблеми впливу холодильних агентів на навколишнє середовище стало невідкладним глобальним пріоритетом через їх значну частку у викидах парникових газів. Гідрофторвуглецеві робочі рідини, що широко використовуються в системах кондиціювання повітря та охолодження, мають високий показник Потенціалу Глобального Потепління GWP, що суттєво сприяє кліматичним змінам. Перехід на альтернативні холодоагенти із зниженим показником GWP, разом з оптимізованими стратегіями управління ними, має вирішальне значення для пом’якшення негативних впливів.

За авторства Noboru Kagawa, Університет Waseda

Нещодавні міжнародні дискусії на ключових форумах, включаючи Нараду Сторін Монреальського Протоколу MOP і Конференцію Учасників COP, підкреслили необхідність прискорення переходу. Зокрема, відновлення, утилізація та знищення холодоагентів стали основними стратегіями досягнення глобальних цілей скорочення викидів парникових газів. На додаток до цих заходів, розробка холодоагентів нового покоління, включаючи природні холодоагенти та гідрофторолефіни, активно набирає обертів.

Поточний матеріал розглядає сучасні тренди щодо холодильних агентів, зосереджуючись на трьох найважливіших аспектах: масовий баланс гідрофторвуглеців за регіонами, розвиток альтернативних технологій холодоагентів і зміна нормативного ландшафту, зокрема наслідки обмежень щодо перфторалкільних і поліфторалкільних речовин PFAS. Висвітлюючи ці аспекти, матеріал має на меті надати всебічний огляд викликів і можливостей, з якими стикається кліматична галузь на цьому етапі трансформації.

Огляд масового балансу гідрофторвуглецевих холодоагентів за регіонами

Масовий баланс гідрофторвуглеців в еквіваленті CO2 в основних країнах і регіонах проілюстровано на мал. 1, створеному Японським Товариством Інженерів з Холодильного Обладнання та Кондиціювання Повітря JSRAE на основі офіційних даних. На мал. 1 кожна гістограма віддзеркалює річні цифри поставок – верхній розділ: статистику регенерованого, виробленого всередині країни, імпортованого та відновленого холодоагенту – нижній розділ: статистику регенерованого, знищеного, експортованого та накопиченого/вивільненого холодоагенту. Хоча в усьому світі докладаються значні зусилля для досягнення цільових показників скорочення, як зазначено червоними прямокутниками, прогрес залишається недостатнім, навіть серед розвинених країн.

Необхідні посилені заходи, як то суворіші обмеження на виробництво та споживання нових гідрофторвуглеців. Повільні темпи відновлення, регенерації та знищення гідрофторвуглецевих холодильних агентів залишаються значною перешкодою. Мал. 1 підкреслює важливість створення циклічної системи управління, що включає надійне відновлення, систематичну регенерацію та планове знищення, а також створення моделі, що може бути прийнята в усьому світі, особливо в регіонах з обмеженою інфраструктурою відновлення.

Тематичні дослідження – регіональні зусилля

Японія

Згідно з веб-сайтами Міністерства Економіки, Торгівлі та Промисловості METI або Національного Інституту Екологічних Досліджень NIES під егідою Міністерства Навколишнього Середовища MOE, Японія прагне скоротити споживання гідрофторвуглеців приблизно до 11 млн. тон в еквіваленті CO2 до 2036 року.

Завдяки розробці обладнання, що використовує холодоагенти з низьким показником GWP, прогрес є стабільним, але майбутні скорочення потребуватимуть суворих заходів. Визначені категорії продукції передбачають конкретні цілі щодо показників GWP і терміни відповідності, забезпечуючи тим самим структурований підхід до їх досягнення.

У 2022 році коефіцієнт відновлення холодоагентів, у тому числі старих хлорфторвуглеців і гідрохлорфторвуглеців, зібраних з комерційних кондиціонерних і охолоджувальних систем, становив близько 44%, що демонструє збільшення на 13% за 10 років, згідно з вищезгаданими веб-сайтами. Незважаючи на те, що коефіцієнт відновлення холодоагентів покращується відповідно до суворіших законів, таких як Закон про раціональне використання та належне поводження з фторвуглецями та інші відповідні закони, викиди гідрофторвуглеців продовжують зростати. У 2022 році загальні передбачувані викиди холодоагентів з комерційних систем дещо знизилися порівняно з 2021 роком. Скорочення склало 0,52 млн. тон, довівши загальний обсяг приблизно до 30,54 млн. тон в еквіваленті CO2, згідно з вищезгаданими веб-сайтами. Однак, головна ціль поки що залишається викликом.

Для сприяння циркулярній економіці, важливо повторно використовувати гідрофторвуглецеві робочі рідини з низьким показником GWP, особливо для автомобільних систем кондиціювання повітря, комерційних систем та інших програм технічного обслуговування. Яскравим прикладом є лідерство Японії у створенні ефективних систем збору та утилізації відповідно до законів про утилізацію побутової техніки та автомобілів шляхом використання квитків на утилізацію, обов’язкового звітування власників бізнесу про утилізацію відповідним урядовим установам, тощо.

Європа

З часів впровадження Регламенту щодо флюоровмісгих (F) холодоагентів у 2006 році, Європа досягла значного прогресу у скороченні викидів гідрофторвуглеців. Поправки 2015 року до Регламенту щодо флюоровмісгих (F) холодоагентів запровадили такі заходи, як обмеження загальної кількості, квоти та заборони на деякі холодоагенти з високим показником GWP, включаючи робочу рідину R23 з показником GWP = 14 800. Подальші поправки, внесені в березні 2024 року, посилили правила, включивши додатковий контроль за гідрофторвуглецевими/гідрофторолефіновими сумішами, суворішу технічну сертифікацію та заборону на технічне обслуговування певних холодоагентів з показником GWP понад 2500. Примітно, що регенеровані холодоагенти з мінімальним коефіцієнтом змішування 90% залишаються дозволеними для цілей технічного обслуговування до 2030 року. Ці поправки вимагають сертифікації технічних спеціалістів, які працюють з холодоагентами з низьким показником GWP, що потенційно підвищує робочі стандарти в країнах Європейської Унії.

Крім того, нещодавні пропозиції Європейської Хімічної Агенції ECHA щодо поступової відмови від PFAS, ймовірно, включатимуть певні гідрофторолефіни та гідрофторвуглецеві/гідрофторолефінові суміші. Очікується, що ці нормативні зміни суттєво змінять ландшафт холодоагентів.

США

Американський Закон про Інновації та Виробництво AIM 2020 року встановлює амбітну мету скорочення виробництва та середнього споживання гідрофторвуглеців за 2011–2013 роки на 85% до 2036 року. Встановлені конкретні кінцеві терміни переходу, такі як зниження показників GWP холодоагентів, що використовуються в кондиціонерах повітря та теплових насосах, наприклад віконних блоків і мобільних побутових кондиціонерів до рівня нижче 700 до 2025 року, а для систем охолодження супермаркетів для роздрібної торгівлі продуктами харчування до рівня нижче 150 до 2027 року.

Агенція з Охорони і Захисту Навколишнього Середовища EPA також вимагає відновлювати холодоагент підчас утилізації обладнання та пропонує використовувати відновлені холодоагенти, змішані на 85% або більше, для існуючих систем з метою значного зменшення викидів в атмосферу. За останні роки відновлення гідрофторвуглеців значно покращилося, зокрема 6825 тон у 2023 році, що втричі більше, ніж у 2017 році, тоді як показник для R22 становив 2198 тон і поступово знижується. Таке підвищення обумовлено зростаючою залежністю від регенерованих холодоагентів як екологічно сталої практики.