Роль HVAC/R в достижении цели нулевых чистых выбросов

Знаете ли вы, что есть одна страна с отрицательным выбросом углерода? Это Бутан, расположенный на южных склонах восточных Гималаев, с населением менее миллиона человек. К сожалению, не многие страны могут достичь отрицательных выбросов углерода при нынешнем состоянии развития, и действительно, ожидается, что Бутан станет углеродно-нейтральным по мере своего развития. Однако для достижения целей Парижского соглашения по ограничению глобального потепления до уровня значительно ниже 2 °C миру важно достичь углеродной нейтральности к 2050 году. 

Хорошей новостью является то, что 131 страна уже приняла, объявила или рассматривает цели нулевых чистых выбросов. На эти страны с целями, которые должны быть достигнуты в период с 2030 по 2060 годы, приходится около 70% мировых выбросов. Среди нововведений в этом году - Лаос и Украина, которые изложили свои планы по снижению выбросов углерода к 2050 и 2060 годам соответственно, присоединившись к тем, которые сделали это в два предыдущих года. Кроме того, Канада, Ирландия, Германия и Япония закрепили свои целевые показатели на 2050 год (2045 год в случае Германии). Другая новость заключается в том, что Европейская комиссия приняла пакет предложений по сокращению чистых выбросов парниковых газов как минимум на 55% к 2030 году по сравнению с уровнем 1990 года. Эти меры имеют решающее значение для того, чтобы Европа стала климатически нейтральной к 2050 году в соответствии с Европейским зеленым курсом, представленным в декабре 2019 года. План Китая стать углеродно-нейтральным к 2060 году был объявлен в 2020 году, но заслуживает упоминания, поскольку в настоящее время он является крупнейшим источником выбросов углерода CO2 на планете. 

Углеродная нейтральность означает уравновешивание выделяемого углерода и углерода, поглощаемого из атмосферы в поглотителях углерода, другими словами, в любой системе, которая поглощает больше углерода, чем выделяет. По оценкам, естественные поглотители удаляют от 9,5 до 11 Гт CO 2 в год, тогда как глобальные выбросы CO2 в последние годы были намного выше. Например, в 2019 году годовые глобальные выбросы CO2 достигли 38,0 Гт. Учитывая, что сегодня никакие искусственные поглотители углерода не могут удалить углерод из атмосферы, сокращение выбросов углерода становится важным. 

Мир с нейтральным выбросом углерода

Путь к углеродной нейтральности приносит много изменений, касающихся способов получения, сохранения и использования энергии. Ясно, что энергия должна преимущественно поступать из возобновляемых источников. Действительно, по оценкам, две трети общего объема энергоснабжения будет приходиться на ветровую, солнечную, биоэнергетику, геотермальную и гидроэнергетику, если к 2050 году мир станет углеродно-нейтральным. В этом сценарии оставшееся ископаемое топливо будет использоваться в товарах, в которых углерод воплощен в продукте, таких как пластмассы, на объектах, оснащенных CCUS (улавливание, использование и хранение углерода), а также в секторах, где доступны варианты технологий с низким уровнем выбросов. дефицитный. Более того, электричество, скорее всего, будет составлять почти 50% от общего потребления энергии, из которых 90% будет приходиться на возобновляемые источники.

Переход на возобновляемые источники энергии потребует значительного увеличения гибкости во всех областях: батареи, реагирование на спрос и гибкие низкоуглеродные электростанции, поддерживаемые более интеллектуальными и более цифровыми электрическими сетями. В свою очередь, это требует использования критически важных минералов, таких как медь, кобальт, марганец и различные редкоземельные металлы. 

Оптимизация использования энергии с помощью все более эффективных систем - еще один столп в достижении углеродной нейтральности. В этом смысле цифровизация и развитие новых технологий будут играть очень важную роль. Интересно отметить, что большая часть глобального сокращения выбросов CO2 к 2030 году, вероятно, будет обеспечена технологиями, которые легко доступны сегодня, тогда как почти половина сокращений к 2050 году будет обеспечена технологиями, которые в настоящее время находятся на стадии демонстрации или прототипа. 

Какова роль сектора HVAC/R?

Общее количество систем охлаждения, кондиционирования воздуха и тепловых насосов, находящихся в эксплуатации во всем мире, составляет около 5 миллиардов, что составляет 7,8% мировых выбросов парниковых газов. По прогнозам, без политического вмешательства к 2050 году эти выбросы вырастут на 90% по сравнению с уровнями 2017 года, что будет обусловлено волнами тепла, ростом населения, урбанизацией и расширением среднего класса.

Выбросы от систем HVAC/R подразделяются на прямые и косвенные. Прямые выбросы, составляющие 63% от общего объема выбросов, вызваны использованием хладагентов, особенно фторированных. Косвенные выбросы, составляющие 37%, происходят от производства электроэнергии, необходимой для работы систем.

Во всем мире действуют различные правила, направленные на повышение эффективности систем HVAC/R, от Европейского Союза до США, Мексики, Китая, Австралии и Новой Зеландии. Во всех этих регионах также есть маркировка энергоэффективности, которая позволяет пользователям узнать уровень эффективности оборудования. 

Что касается перехода на хладагенты, Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу, вступившая в силу в 2019 году, устанавливает цели по сокращению хладагентов с высоким ПГП (потенциал глобального потепления) на рынке для каждой группы стран. Без этого соглашения глобальные температуры увеличились бы с 0,3 до 0,5 °C, что является существенной разницей в контексте Парижского соглашения . Использование хладагентов с низким ПГП, особенно натуральных, распространяется даже на страны, где сокращения, требуемые Кигалийской поправкой, еще не вступили в силу. Однако нам предстоит еще долгий путь, если учесть, что хладагент должен иметь ПГП менее пяти, чтобы быть совместимым с нулевым показателем.

Развитие технологий HVAC/R способствует сокращению как прямых, так и косвенных выбросов CO2, что необходимо для улучшения систем, совместимых с хладагентами с низким ПГП, и обеспечения как безопасности, так и эффективности. С одной стороны, интеллектуальное управление и IoT (Интернет вещей) играют большую роль в обеспечении максимальной эффективности работы систем HVAC/R. С другой стороны, технологии регулируемой скорости вместе с электронными расширительными клапанами и эффективными системами управления гарантируют, что доставляется только необходимое количество тепла или холода. Во всех случаях надлежащие методы обслуживания и ремонта необходимы, чтобы гарантировать не только эффективное использование продуктов HVAC/R, но и безопасность.

Использование возобновляемых источников, аккумулирования тепла и централизованного теплоснабжения и охлаждения, а также принятие мер по снижению потребности в охлаждении и обогреве, безусловно, помогут сократить выбросы парниковых газов в секторе HVAC/R. 

И последнее, но не менее важное: нельзя забывать о роли тепловых насосов как альтернативы газовым котлам на пути к углеродной нейтральности. В самом деле, для достижения нулевых выбросов в мире к 2050 году высокоэффективные электрические тепловые насосы должны стать основной технологией выбора для отопления помещений, с ежемесячного увеличения с 1,5 миллиона сегодня до примерно 5 миллионов к 2030 году и 10 миллионов к 2030 году 2050 г.

В заключении, мы имеем огромную ответственность в глобальной цели достижения углеродной нейтральности в первой половине 21-го века. Однако мы не можем сделать это в одиночку, необходимо сотрудничество с другими секторами во всех странах. Это всемирная командная работа, в которой на карту поставлено будущее планеты. 


Получить подробную информацию или проконсультироваться можно на сайте официального поставщика Carel в России ru-carel.com.