Forskning om nya köldmedier så kan den hjälpa svensk kylindustri att hantera F-gas förordningen. Pavel Makhnatch, KTH
the refrigeration industry needs a new refrigerant if they expect to get anywhere kylindustrin behöver ett nytt köldmedium om de räknar med att komma någonstans
Midge, I was talking with Lester Keilholtz last night and we came to the conclusion that the refrigeration industry needs a new refrigerant if they expect to get anywhere Charless Kettering (GM forskningschef) till Thomas Midgley (ung förskare och ingenjör) År ~1920:e Thomas Midgley Jr. inhalerar Freon och blåser ut ett ljus för att visa att hans klorfluorkolväte (CFC) köldmedium, Freon, är icke-toxisk och icke-brännbar Källa: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ie50326a032 https://cen.acs.org/sections/timeline/1940-1949.html
KTH-forskning inom kylteknik och köldmedier pågår i ca 100 år Ett antal nyligen genomförda projekt handlar om aspekter av användningen av olika köldmedier Effsys Plus del1 Köldmedier med låg GWP (2011-2014) Effsys Expand Köldmedier med låg växthuseffekter (2015-2018) De nuvarande Termo projekt handlar specifikt med nya köldmedier för miljövänliga värmepumpsystem Baltazar von Platen och Carl Munters
Syfte: samla, skapa och sprida kunskapen Publikationer i : - Kyla & Värme (>50) och på KTH-projektets websida - Vetenskapliga publikationer (14+8) Några exempel på Kyla & Värme: Osäker framtid för fluorerade köldmedier (2013) Nya F-gasförordningen, ännu ett steg närmare beslut! (2014) Vilka köldmedier ersätter R404A? (2014) Tio icke-brännbara alternativ till R404A (2017) Miljövänliga kylsystem behövs för att mildra klimatförändringen (2018) På venenskapliga publikationer: Retrofit of lower GWP alternative R449A into an existing R404A indirect supermarket refrigeration system Recent investigations in HFCs substitution with lower GWP synthetic alternatives: Focus on energetic performance and environmental impact
6 5 4 COP, - 3 2 1 0-12,5-10 -7,5-5 -2,5 0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 Middle evaporating temperature, C R134a Tc=40 C R134a Tc=50 C R134a Tc=60 C R513A Tc=40 C R513A Tc=50 C R513A Tc=60 C R450A Tc=40 C R450A Tc=50 C R450A Tc=60 C
Ladda ner slutrapporten från: http://effsysexpand.se P08 Köldmedier med låg växthuseffekter
Svenska Dagbladet: 1979
Antal vetenskapliga artiklar i Science direct som hänvisar till köldmedier (sökord refrigerant ) 3000 Antal, st 2500 2000 1500 1000 Slutet av CFC-produktion i industriländer 1:a F-gas förordningen + MAC direktivet 500 0 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Klorfluorkolen har också en annan egenskap som gör dem till ett miljöhot. Liksom koldioxiden absorberar de värmestrålning från jorden och höjer alltså temperaturen med ovissa konsekvenser för klimatet. Svenska Dagbladet: 1979
1993
1:a generationen Naturliga köldmedier (mestadels brännbara eller/och giftiga) (~1930) 2 :a generationen Nya syntetiska köldmedier Montrealprotokollet (1989) Vi viste om GWP redan har 3:e generationen Nya icke ozonnedbrytande köldmedier Kyoto-protokollet (1997), EU F-gas förordningen (2006 och 2014), MACdirektivet (2006) Vi började agera först nu 4:e generationen Nya low GWP refrigerants tid
Vad forskning vet om köldmedier i 2018?
Vad forskning vet om köldmedier i 2018? Möjliga låga GWP-alternativ identifieras Alternativ med GWP <150 för kyl- och luftkonditioneringssektorn är brannbara (förutom CO 2 ) De bör studeras i detalj nu Många blandningar föreslagna. Verkar förvirrande. Dessutom finns många trade offs (brännbarhet vs GWP, + - av gliden etc.) Indirekta utsläpp utgör en stor del av totala utsläpp från kylsystem. Nya kylmedel bör vara energieffektiva Okända miljöpåverkan av köldmedier
Källa: McLinden et al. (2017) Limited options for low-global-warming-potential refrigerants. Nature Communications volume8, Article number: 14476
Vad forskning vet om köldmedier i 2018? Möjliga låga GWP-alternativ identifieras Alternativ med GWP <150 för kyl- och luftkonditioneringssektorn är brännbara (förutom CO 2 ) De bör studeras i detalj nu Många blandningar föreslagna. Verkar förvirrande. Dessutom finns många trade offs (brännbarhet vs GWP, + - av gliden etc.) Indirekta utsläpp utgör en stor del av totala utsläpp från kylsystem. Nya kylmedel bör vara energieffektiva Okända miljöpåverkan av köldmedier
Brännbara köldmedier: brandtriangeln Brännbara köldmedier bara en av tre komponenter
Vad forskning vet om köldmedier i 2018? Möjliga låga GWP-alternativ identifieras Alternativ med GWP <150 för kyl- och luftkonditioneringssektorn är brannbara (förutom CO 2 ) De bör studeras i detalj nu Många blandningar föreslagna. Verkar förvirrande. Dessutom finns många trade offs (brännbarhet vs GWP, + - av gliden etc.) Indirekta utsläpp utgör en stor del av totala utsläpp från kylsystem. Nya kylmedel bör vara energieffektiva Okända miljöpåverkan av köldmedier (TFA, HF, någon annan som vi inte vet ännu?)
Bobbo et al. (2018) J. Steven Brown (2009)
Vad forskning vet om köldmedier i 2018? Möjliga låga GWP-alternativ identifieras Alternativ med GWP <150 för kyl- och luftkonditioneringssektorn är brannbara (förutom CO 2 ) De bör studeras i detalj nu Många blandningar är föreslagna. Verkar förvirrande. Dessutom finns många trade-offs (brännbarhet vs GWP, för-/nackdelar av gliden, osv.) Indirekta utsläpp utgör en stor del av totala utsläpp från kylsystem. Nya kylmedel bör vara energieffektiva Okända miljöpåverkan av köldmedier
Främsta köldmedierna som används Källa: Danfoss 2017
Komposition och kompositionstoleranser för R404A och dess icke brännbara alternativ Icke brännbar låg GWP-ersättare
Vad forskning vet om köldmedier i 2018? Möjliga låga GWP-alternativ identifieras Alternativ med GWP <150 för kyl- och luftkonditioneringssektorn är brannbara (förutom CO 2 ) De bör studeras i detalj nu Många blandningar föreslagna. Verkar förvirrande. Dessutom finns många trade-offs (brännbarhet vs GWP, för-/nackdelar av gliden, osv.) Indirekta utsläpp utgör en stor del av totala utsläpp från kylsystem. Nya kylmedel bör vara energieffektiva Okända miljöpåverkan av köldmedier
Källa: https://www.green-cooling-initiative.org/country-data/#!total-emissions/allsectors/per-capita
Vad forskning vet om köldmedier i 2018? Möjliga låga GWP-alternativ identifieras Alternativ med GWP <150 för kyl- och luftkonditioneringssektorn är brannbara (förutom CO 2 ) De bör studeras i detalj nu Många blandningar föreslagna. Verkar förvirrande. Dessutom finns många trade offs (brännbarhet vs GWP, + - av gliden etc.) Indirekta utsläpp utgör en stor del av totala utsläpp från kylsystem. Nya kylmedel bör vara energieffektiva Okända miljöpåverkan av köldmedier
A number of knowledge gaps need to be addressed to conclude that TFA will have negligible effect on the environment. Generally, more research is needed to fully understand the cycle of TFA in the atmosphere and hydrosphere. There is also a lack of information on the amounts of TFA used globally or other potential sources of TFA in the environment i.e. other chemicals with TFA as a degradation product.
Vad forskning vet om köldmedier i 2018? Möjliga låga GWP-alternativ identifieras Alternativ med GWP <150 för kyl- och luftkonditioneringssektorn är brannbara (förutom CO 2 ) De bör studeras i detalj nu Många blandningar föreslagna. Verkar förvirrande. Dessutom finns många trade offs (brännbarhet vs GWP, + - av gliden etc.) Indirekta utsläpp utgör en stor del av totala utsläpp från kylsystem. Nya kylmedel bör vara energieffektiva Okända miljöpåverkan av köldmedier (TFA, HF, någon annan som vi inte vet ännu?)
F-gas förordningen %%% Miljöner ton CO 2 -ekvivalent
Data från https://www.eea.europa.eu/publications/fluorinated-greenhouse-gases-2017???
Källa: Bitzer Refrigerant report 19 (2016)
Genomsnittlig GWP 2000 1860 Antagande: 0% konsumtionsökning, i massa 1260 420
Genomsnittlig GWP 2000 1860 1806 Antagande: 0% konsumtionsökning, i massa Antagande: 3% konsumtionsökning, i massa 1260 1153 420 270
To pursue these latter objectives, the EU s long term strategy should put forward a vision for the mid-century and how the European Union can help protect the planet, defend its people and empower its economy. The EU s new long term strategy should describe pathways with various options for decarbonisation, and their implications with regards to technology choices, and their socioeconomic factors. https://ec.europa.eu/info/law/better-regulation/initiatives/ares-2018-3742094_en
1:a generationen Naturliga köldmedier (mestadels brännbara eller/och giftiga) (~1930) 2 :a generationen Nya syntetiska köldmedier Montrealprotokollet (1989) 3:e generationen Nya icke ozonnedbrytande köldmedier Kyoto-protokollet (1997), EU F-gas förordningen (2006 och 2014), MACdirektivet (2006) 4:e generationen Nya låga GWP köldmedier Nya köldmedier för miljövänliga system 5:e generationen???
Vanliga frågor F: Pavel, vilket köldmedium ska jag använda i min system? S: Det beror på. Det finns (och kommer inte att bli) ett magiskt köldmedium som passar alla system. Det finns avvägningar som borde göras. Välj det som passar, samt med lägsta GWP och högsta energieffektivitet. F: Hur forskningen kan hjälpa mig att hantera F-gas förordningen? S: Börja med att hålla dig informerad. Vi samlar, skapar och sprider relevant information. Om man saknar relevant information: stalla frågor och bli involverad i en forskning projekt.
Har en fråga? Pavel Makhnatch linkedin.com/in/pavelma