Проблема с охлаждением:ГФУ были «более безопасной» заменой еще одному вредному химическому веществу в холодильниках и кондиционерах. Теперь, когда действует догоk

СШАСенат проголосовал за ратификацию международный договор в сентябре21 декабря 2022 года было достигнуто согласие на поэтапный отказ от класса химикатов, вызывающих потепление климата, которые широко используются в качестве охлаждающих жидкостей в холодильниках, кондиционерах и тепловых насосах.

Если у вас возникнет ощущение дежавю, не удивляйтесь.

Эти химические вещества, называемые гидрофторуглеродами или ГФУ, были коммерциализированы в 1990-х годах как замена более ранних хладагентов которые были основаны на хлорфторуглеродах или CFC.ХФУ разрушали озоновый слой в верхних слоях атмосферы Земли, который необходим для защиты жизни от вредного ультрафиолетового излучения Солнца.

ГФУ менее вредны, чем ХФУ, но они создают еще одну проблему – у них есть сильный эффект удержания тепла это способствует глобальному потеплению.

Если ГФУ можно будет сократить во всем мире – как многие страны согласились сделать это в соответствии с Кигалийской поправкой 2016 года к Монреальскому протоколу, договор только что ратифицирован СШАСенат на двухпартийном голосовании - это бы избегать примерно полградуса Цельсия повышения температуры по сравнению с доиндустриальными временами. Китай, крупный производитель этих химикатов, ратифицировала поправку, вступающую в силу в сентябре.15, 2021.И СШААгентство по охране окружающей среды завершило работу правило в 2021 году сократить производство и импорт ГФУ.

Давайте подробнее рассмотрим, что такое ГФУ и что может их заменить в будущем.

Как ГФУ сохраняют прохладу в комнатах и ​​еде

Холодильники и кондиционеры используют технологию, известную как тепловой насос.Это звучит почти как чудо: тепловые насосы используют энергию, чтобы забрать тепло из холодного места и передать его в теплое.

Вот как работает холодильник:Жидкость – раньше ХФУ, а теперь ГФУ – циркулирует в стенках холодильника, поглощая окружающее тепло, поддерживая охлаждение холодильника.По мере того, как эта жидкость поглощает тепло, она испаряется.Образующийся пар перекачивается к змеевикам на задней стороне холодильника, где он снова конденсируется в жидкость под давлением.При этом тепло, поглощенное изнутри холодильника, выделяется в окружающее помещение.

Кондиционеры и домашние тепловые насосы делают то же самое:они используют электрические компрессоры и испарители для перемещения тепла в дом или из него.

Выбор подходящей жидкости для холодильника означает поиск вещества, которое можно испарять и конденсировать при нужных температурах, изменяя давление жидкости.

ХФУ, казалось, идеально отвечали всем этим требованиям.Они не вступали в реакцию с трубками или компрессорами, вызывая коррозию оборудования, и они не были токсичными или легковоспламеняющимися.

К сожалению, химическая стабильность ХФУ оказалась проблемой, которая угрожала всему миру, как обнаружили ученые в 1980-х годах.Утечки ХФУ, в основном из выброшенного оборудования, остаются в атмосфере в течение длительного времени.В конце концов они попадают в стратосферу, где окончательно уничтожаются ультрафиолетовым излучением Солнца.Но когда они разрушаются, они создают хлор, который вступает в реакцию с защитным озоном, пропуская опасное излучение на поверхность Земли.

Когда в 1990-е годы производство ХФУ было прекращено в целях защиты озонового слоя, были разработаны новые хладагенты, и промышленность перешла на ГФУ.

Почему ГФУ являются климатической проблемой

ГФУ подобны ХФУ, но гораздо более активны в воздухе, поэтому они никогда не достигают стратосферы, где могут нанести вред защитному радиационному щиту Земли.Они во многом спасли мир от надвигающейся озоновой катастрофы, и теперь их повсюду можно найти в холодильниках и тепловых насосах.

Но хотя ГФУ химическая активность не дает им истощать озоновый слой, их молекулярная структура позволяет им поглощать много теплового излучения, что делает их парниковым газом.Подобно углекислому газу в стероидах, ГФУ чрезвычайно хорошо улавливают инфракрасные фотоны, излучаемые Землей.Часть этой лучистой энергии согревает климат.

В отличие от диксоида углерода, реактивные ГФУ поглощаются химическими веществами в воздухе, поэтому они согревают климат только на десятилетие или два.Но немногое имеет большое значение: каждая молекула ГФУ поглощает в тысячи раз больше тепла, чем молекула диксоида углерода, что делает их мощными загрязнителями климата.

ГФУ утечка из выброшенного охлаждающего оборудования По оценкам, на их долю приходится около 4% мировых выбросов парниковых газов – примерно в два раза больше, чем на авиацию.

Вот почему пришло время отказаться от ГФУ и заменить их альтернативными хладагентами.Они выполнили свою работу по сохранению озонового слоя, но теперь ГФУ вносят основной вклад в краткосрочное глобальное потепление, и их использование увеличивается поскольку спрос на охлаждение растет во всем мире.

Что может заменить ГФУ?

Поскольку они настолько эффективны и недолговечны, прекращение производства и использования ГФУ может иметь значительный охлаждающий эффект на климат в течение следующих нескольких десятилетий, выигрывая время, поскольку мир переводит энергоснабжение с ископаемого топлива на более чистые источники.

Хорошая новость в том, что есть альтернативные хладагенты.

Аммиак и углеводороды, такие как бутан, испаряются при комнатной температуре и используются в качестве хладагентов с начала 20 века.Эти газы недолговечны, но у них есть обратная сторона.Их более высокая реактивность означает, что их компрессоры и сантехника должны быть более устойчивыми к коррозии и герметичности, чтобы быть безопасными.

Химическая промышленность разрабатывает новые альтернативы, призванные быть более безопасными как для людей, так и для климата, но, как мы видели на примере ХФУ и ГФУ, инертные химические вещества могут иметь непредвиденные последствия.Несколько лидеров отрасли поддержал усилия по поэтапному отказу от ГФУ.

Итак, пришло время для нового поколения охлаждающего оборудования.Подобно тому, как за последние десятилетия развивались телевизоры, аудиоаппаратура и лампочки, на смену холодильникам и кондиционерам придет новая волна улучшенных продуктов.Новые холодильники будут выглядеть и работать так же, как те, к которым мы привыкли, но они будут гораздо бережнее относиться к климатической системе.

Это обновления статья первоначально опубликовано 4 мая 2021 г. в США.Сенат ратифицирует Кигалийскую поправку.