Zaposleni v hlajenem skladišču Logističnega centra BTC v Ljubljani, avgust 2023 (Foto: Staš Zgonik/N1)
Ob vročih dneh, kakršne smo doživljali v tem tednu, se marsikdo počuti hvaležnega za klimatizirane prostore in ohlajeno pijačo. Redkokdo pa se ob tem zaveda, kako nepogrešljiv je "umetni hlad" na vseh mogočih področjih življenja.
Brez možnosti neprestanega hlajenja bi hitro občutili pomanjkanje zdravil in cepiv. Brez klimatiziranih prostorov bi naša produktivnost v poletnih mesecih drastično upadla, ogrožena bi bila tudi življenja. Brez hlajenja proizvodnega procesa bi se ustavila marsikatera tovarniška linija.
Hlajenje je lahko nepogrešljivo pri gradnji infrastrukture – če je treba predor skopati skozi mehko plast zemlje, kjer je velika nevarnost podora, območje pred izkopavanjem zamrznejo. Od hlajenja ogromnih podatkovnih centrov je odvisen naš celotni digitalni svet. In ne nazadnje, naša preskrba s hrano bi brez umetnega hlajenja v trenutku postala lokalna in sezonska.
Katere industrije vse potrebujejo hlajenje in bi brez njega “padle”? Podrobnejša razlaga je spodnjem posnetku:
Po podatkih Mednarodnega inštituta za hlajenje (IIR) za umetno zniževanje temperature globalno porabimo kar 17 odstotkov vse električne energije.
Potrebe po hlajenju pa bodo v vedno toplejšem svetu le naraščale. Potrebe po klimatizaciji prostorov naj bi se po projekciji Mednarodne agencije za energijo do leta 2050 potrojile (na spodnjem grafu), prav tako denimo potrebe po hladilnih napravah za ohranjanje svežine živil. Skratka, umetni hlad je nepogrešljiv za delovanje številnih podsistemov sodobne družbe. A hladilna tehnologija nam že vrsto let povzroča okoljske preglavice.
Vir: IEA
Hlajenje prispeva k segrevanju
Hlajenje je s svojo rabo energije posredno tudi eden večjih povzročiteljev izpustov toplogrednih plinov in s tem podnebnih sprememb. Ne gre samo za elektriko, praktično vse hladilne naprave na ladjah in tovornjakih danes namreč delujejo s pomočjo dizelskih generatorjev. Na vroč dan pa lahko po podatkih IEA hlajenje tovornega prostora porabi tudi do 40 odstotkov energije goriva v tovornjaku.
A hladilne naprave k segrevanju ozračja prispevajo tudi neposredno, z neželenimi izpusti hladilnih plinov, ki so ključni za delovanje parno-kompresijskega hladilnega cikla, na katerem temeljijo praktično vse današnje hladilne naprave. Po podatkih IIR je sektor hlajenja globalno odgovoren za skoraj 8 odstotkov izpustov toplogrednih plinov – približno 70 odstotkov tega deleža je posledica rabe energije, 30 odstotkov pa posledica izpustov hladilnih sredstev. Znašli smo se v zagati: vse bolj vroče podnebje povečuje potrebe po hlajenju, povečana uporaba hlajenja pa še pospešuje naraščanje temperatur.
Vse od 30. let prejšnjega stoletja so hladilne naprave uporabljale hladiva, ki so temeljila na freonih. Gre za spojine iz skupine kloroflorkarobonov (CFC) in hidrokloroflorkarbonov (HCFC), ki so imele zelo dobre lastnosti za uporabo v parno-kompresijskem ciklu. A sčasoma se je izkazalo, da imajo ob puščanju v ozračje neželen stranski učinek – uničujejo ozon v stratosferi. Ob spoznanju, da smo ljudje s svojimi hladilnimi napravami povzročili stanjšanje ozonske plasti in nastanek ozonske “luknje” nad Antarktiko, se je mednarodna skupnost zganila. Leta 1987 je bil sklenjen Montrealski protokol, mednarodni sporazum, ki ga je podpisalo 198 držav in ki je zakoličil opustitev ozonski plasti škodljivih hladiv. Dokument še danes velja za zgled mednarodnega ukrepanja, h kakršnemu bi morali stremeti tudi pri podnebni krizi.
Vir: NASA
Ozonska luknja se po sprejetju Montrealskega protokola zmanjšuje, za popolno okrevanje ozonske plasti pa bo moralo preteči še nekaj desetletij. Na sliki stanje nad Antarktiko na dan 23. 8. 2023.
Z dežja pod kap
Resnici na ljubo je bil Montrealski protokol uspešen predvsem zato, ker je bilo alternativna hladiva, ki ne bodo uničevala ozonske plasti, precej lahko najti. CFC in HCFC so zamenjali HFC, hidroflorokarboni. A sčasoma se je izkazalo, da tudi ti niso brez neželenih stranskih učinkov. Številni od njih imajo namreč ob izpustu v ozračje pošastno velik toplogredni učinek, tudi do nekaj tisočkrat večji od CO2.
Montrealski protokol je leta 2016 dobil nadgradnjo – s sporazumom iz Kigalija so se svetovne države zavezale, da bodo postopno ukinile tudi proizvodnjo in uporabo HFC. Do zdaj ga je ratificiralo 151 držav. V Evropski uniji je prodaja hladilnih naprav, ki vsebujejo hladiva z močnim toplogrednim učinkom, že prepovedana. Strokovnjaki pa so bili spet pred izzivom najti primerno nadomestno hladivo.
Vnetljiva in toksična hladilna sredstva
“Težko je najti eno spojino, ki bo zadostila vsem želenim lastnostim. Imamo odlična hladiva, ki so bodisi strupena, bodisi vnetljiva, bodisi imajo kakšno drugo omejitev pri delovanju in niso primerna za vse uporabe,” nam je povedal dr. Andrej Kitanovski, vodja laboratorija za hlajenje in daljinsko energetiko na Fakulteti za strojništvo UL.
Začetke hlajenja je po njegovih besedah zaznamovala uporaba t. i. naravnih hladiv, ki niso imela vpliva na podnebne spremembe in ozonsko plast, so bila pa lahko zaradi vnetljivosti ali toksičnosti problematična z vidika varnosti uporabnika. Zdaj se, opremljeni z več znanja in boljšo tehnologijo, na nekaterih področjih spet vračamo k naravnim hladivom.
V gospodinjskih hladilnikih danes za hladivo po besedah Kitanovskega večinoma že uporabljajo izobutan, ki nima vpliva na globalno segrevanje. “Zaradi varnosti je količina izobutana, ki je vnetljiv, v hladilni napravi omejena na 150 gramov.” Avtomobilska industrija je za uporabo v klimatskih napravah že pred časom prešla na novo mešanico HFC, ki ima ob izpustu v ozračje “zgolj” štirikrat večji toplogredni učinek od CO2, v prihodnje pa bodo po besedah Kitanovskega prešli bodisi na propan ali na CO2. V industrijski uporabi so še vedno široko uporabljana podnebju škodljiva hladiva HFC, ki bodo morala biti nadomeščena z bolj ustreznimi mešanicami, predvsem pa z amonijakom ali CO2. Zamenjava hladiv bo zahtevala tudi prilagoditev hladilnih naprav.
Hladilnica v Logističnem centru BTC kot hladilno sredstvo uporablja CO2 (Foto: Staš Zgonik/N1)
“Govorimo tudi o toplotnih črpalkah …”
Pri vprašanju škodljivosti hladilnih sredstev za okolje ne govorimo zgolj o hladilnih napravah, temveč tudi o toplotnih črpalkah, ki so vse bolj razširjen način ogrevanja. “Ko govorimo o hlajenju, govorimo tudi o toplotnih črpalkah,” je opozoril dr. Kitanovski. “Toplotna črpalka in hladilnik imata namreč popolnoma enak cikel delovanja, razlika je samo, kateri del cikla izkoriščamo. Tudi v toplotnih črpalkah danes kot hladivo še vedno uporabljamo HFC, a že prehajamo na propan in CO2.”
V Sloveniji, meni Kitanovski, ni več veliko naprav, ki bi uporabljala okolju najbolj škodljiva hladiva. “Rekel bi, da v Sloveniji nimamo tako hudega problema. Po mojem imamo veliko več starih kotlov na kurilno olje ali zemeljski plin, kakor pa zelo starih hladilnih in klimatskih naprav, ki bi predstavljale resen okoljski problem.”
Zunanji enoti toplotnih črpalk (Foto: Profimedia)
Nove tehnologije so še daleč
Kljub velikim raziskovalnim naporom in vlaganjem nam za zdaj še ni uspelo razviti tehnologije, ki bi bila bolj učinkovita, zanesljiva in poceni, da bi izpodrinila parno-kompresijsko hlajenje. “Kljub temu da imamo težave z uvajanjem hladilnih sredstev, je to še vedno najbolj dovršena tehnologija hlajenja,” je prepričan Kitanovski. “Predvsem pri manjših napravah še vedno ponuja tudi ogromno možnosti za izboljšave, predvsem v smislu izboljšanja energetske učinkovitosti. Dokler bomo lahko uporabljali okolju prijazna hladiva, ni velike potrebe po zamenjavi tehnologije hlajenja, še posebej ne pri velikih napravah.” Je pa res, poudarja, da bi nove tehnologije, če bi nam jih uspelo dovolj izpopolniti, lahko delovale bolj učinkovito in omogočale lažje recikliranje.
Dodatna stvar, ki bi jo nove tehnologije lahko izboljšale, je življenjska doba hladilnih naprav. “Če bi nam uspelo narediti napravo brez gibljivih delov, kot je kompresor, bi to lahko močno zmanjšalo obrabo in s tem podaljšalo življenjsko dobo.” Nekaj tovrstnih tehnologij, kot sta magnetokalorično in elektrokalorično hlajenje, je že v razvoju, tudi v laboratoriju dr. Kitanovskega, a bo moralo, kot opozarja, do njihove komercialne rabe preteči še precej let.
Ne samo tehnologijo, spreminjati moramo tudi sebe
Dr. Kitanovski veliko rezerve pri izboljšanju učinkovitosti in zmanjšanju okoljskega odtisa hlajenja vidi tudi v našem vsakdanjem ravnanju. “Trenutno sem na Svetovnem kongresu hlajenja v Parizu. Ko sem hodil po letališču, se vozil z avtobusom, šel v trgovino, me je povsod zeblo. Žal smo ljudje še vedno zelo slabi na področju učinkovite rabe energije in varčevanja z energijo.”
Premalo se denimo lotevamo ukrepov, ki bi nam zmanjšali potrebo po hlajenju, hkrati pa neustrezno uporabljamo in upravljamo hladilne in klimatske naprave. “Več pozornosti bi morali namenjati učinkovitemu prezračevanju in ustreznim zunanjim senčilom. Bolj bi morali paziti, da v mestih ne ustvarjamo ’betonskih gozdov’. Standarde oblačenja bi morali prilagoditi vremenskim razmeram in ne za vsako ceno vztrajati pri suknjiču, srajci in kravati. Ljudje bi morali več pozornosti nameniti pravilni rabi in vzdrževanju svojih hladilnikov, da bi ohranjali učinkovito delovanje. Zamenjati bi morali energetsko neučinkovite naprave, ki jih je še vedno ogromno v uporabi. In res bi morali vsi prenehati prakso, da imajo prižgano klimo, hkrati pa odprto okno. Ni dovolj, da spreminjamo samo tehnologijo, spremeniti bomo morali tudi sami sebe.”
Kakšno je tvoje mnenje o tem?
Bodi prvi, ki bo pustil komentar!