Как ваш холодильник и кондиционер нагревают планету?
Урбанизация и блага цивилизации затронули многих людей на планете. И не важно, кем работает тот или иной человек и в каком обществе он живёт. Все полагаются на устройства, которые помогают пережить жару или сберечь большую часть продуктов в безопасности. Без холодильников наша еда быстро испортилась бы, молоко быстро скисло бы, а пищевые отравления, скорее всего, стали неизбежностью. Без кондиционеров трудно бы было сосредоточиться на работе и хотя бы выспаться в душные ночи. Без рефрижераторов продовольственные цепочки были бы нарушены, медицинские препараты потеряли бы свою эффективность.
Но не только сами устройства губительно влияют на атмосферу земли за счет потребления электроэнергии, а те хладагенты в системах кондиционирования воздуха, которые невероятно загрязняют окружающую среду, на их долю приходится около 10% глобальных выбросов CO2. Это в три раза больше, чем произведено авиацией и судоходством вместе взятыми. Не замкнутый ли это круг, поскольку температура во всем мире продолжает расти из-за изменения климата, а спрос на охлаждающие устройства только будет увеличиваться.
Холодильный агент или хладагенты — это рабочие вещества, которые могут быть жидкостью, газом и даже быть в твердом агрегатном состоянии, находящимся в холодильных машинах или системах кондиционирования. Основными холодильными агентами являются аммиак, фреоны (хладоны), элегаз и некоторые углеводороды. Молекулы синтетических хладагентов имеют высокую химическую стабильность. Они способны существовать в атмосфере Земли десятки и даже сотни лет. В семидесятых годах прошлого века метеозонды, запущенные в Антарктиде, зафиксировали в стратосфере Земли резкое снижение концентрации озона почти на 30 %, там же ученые обнаружили и молекулы синтетических хладагентов. Согласно одной из гипотез, под действием жесткого ультрафиолетового излучения атомы хлора и брома могут отделяться от молекул хладагентов и, поглощая атомарный кислород, разрушать озоновый слой Земли.
В марте 1985 года в Вене по инициативе ООН была принята Конвенция по охране озонового слоя, а в 1987 году в Монреале подписан «Протокол по веществам, разрушающим озоновый слой». В приложения к Монреальскому протоколу попали все хладагенты, в молекулах которых присутствовали атомы хлора и брома.
В условиях, когда страны и компании вынуждены сокращать свой вклад в изменение климата, эта индустрия сталкивается с радикальным изменением способа производства и утилизации хладагентов. За последние три десятилетия правительства во всем мире обязались бороться с сильнодействующими химическими веществами для потепления климата, используемыми в качестве хладагентов, в то время как компании начали искать естественные, менее загрязняющие альтернативы. Но активисты экологической кампании говорят, что изменения должны быть сделаны гораздо быстрее, если люди хотят достичь международных климатических целей. Потребители также играют определенную роль в этом процессе, ведь они покупают эти устройства, они их используют, но они не всегда верно их утилизируют, и это оказывает огромное влияние на климат.
Но что же такого в хладагентах, что они так вредны для климата?
Фото / Pablo De Haro / pexels.com
Холодильники и кондиционеры, безусловно, потребляют изрядное количество энергии, особенно когда они работают непрерывно в жарком климате. И тут даже не стоит указывать на углеродный след при выработке потребляемой электроэнергии, полученной каким-либо путем. Главное, что эти устройства содержат химические вещества, которые легко поглощают тепло из окружающей среды, в этом процессе они превращаются из прохладной жидкости в газ, но по мере того, как они переходят обратно в свое привычное состояние, то есть жидкость, они выделяют тепло наружу. Это тепло выделяется за пределы здания, если это кондиционер, либо за пределы холодильного устройства. И этот процесс начинается заново: поглощает тепло, охлаждает и снова выделяет тепло…
Эти же химические вещества используются также в некоторых видах изоляционной пены и в качестве топлива в аэрозольных баллончиках. Их способность нагревать атмосферу в тысячи раз больше, чем углекислый газ, а некоторые из них в 11 700 раз мощнее. Наиболее распространенным типом хладагента были хлорфторуглероды, более широко известные под аббревиатурой (CFCs). Но после того, как было установлено, что эти компоненты разрушают озоновый слой, во всем мире были предприняты усилия по их постепенному уничтожению. Теперь эти экологически вредные химические вещества больше не производятся.
Но усилия по избавлению от CFCs привели к тому, что многие производители химических веществ предпочли заменить их двумя группами химических веществ с другой проблемой – гидрофторуглеродами (HFCs) и гидрохлорфторуглеродами (HCFCs). Эти хладагенты разрушают молекулы озона гораздо меньше, но являются чрезвычайно мощными парниковыми газами. Их способность нагревать атмосферу – измеряемая как потенциал глобального потепления – в тысячи раз больше, чем потенциал углекислого газа, причем некоторые из них были в 13 850 раз более сильными. Это происходит потому, что HFCs и HCFCs поглощают инфракрасное излучение, удерживая тепло внутри атмосферы, а не позволяя ему уйти обратно в космос, создавая парниковый эффект, который нагревает планету.
Хотя эти химические вещества используются для целого ряда различных целей, на сегодняшний день самым большим источником выбросов являются системы охлаждения и кондиционирования воздуха. В 2016 году более чем 150 стран подписали документ, согласившись сократить потребление HFCs на 80% к 2047 году. Если это будет достигнуто, то к концу столетия люди смогут избежать глобального потепления более чем на 0,4°С, что станет значительным вкладом в усилия по уменьшению последствий изменения климата.
Фото / Ev MiIee / unsplash.com
Поскольку HFCs — это газы, которые могут оставаться в атмосфере до 29 лет, существует настоятельная необходимость поэтапного отказа от них. Но эксперты говорят, что эти вредные хладагенты все еще широко распространены и спрос на них быстро растет из-за глобального всплеска спроса на кондиционеры, а также незначительных инноваций в промышленности и неадекватного законодательства вокруг их утилизации. По данным Международного энергетического агентства (International Energy Agency), спрос на кондиционеры во всем мире растет по мере повышения температуры и роста благосостояния людей. Недавние тепловые волны в Европе также стимулировали продажи кондиционеров в районах, где они ранее были редкостью.
Согласно докладу Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде и Международного энергетического агентства, число глобальных холодильных устройств, по оценкам, увеличится с 3,6 миллиарда до 9,5 миллиарда к 2050 году. Обеспечение охлаждения для всех, кто в нем нуждается, а не только для тех, кто может себе это позволить, потребует 14 миллиардов устройств к 2050 году. Без радикальных изменений в охлаждающей промышленности выбросы HFCs, по прогнозам, будут способствовать потеплению, эквивалентному 20% производства CO2 в 2050 году.
Что делать с этой проблемой и какая практика утилизации применяется в странах?
Фото / Joshua Rondeau / unsplash.com
Есть способы, чтобы охладить, например, дома или здания без необходимости кондиционировать воздух. Традиционные методы используют водные объекты, такие как фонтаны, чтобы помочь охладить воздух, проходящий через здание, в то время как другие используют ландшафтный дизайн, чтобы стимулировать естественную циркуляцию воздуха. Даже простые подходы, такие как размещение глиняного горшка с водой возле окна или сквозняка, могут помочь охладить комнату на несколько градусов.
Часть проблемы с хладагентами, однако, заключается в том, что большая часть вреда, который они причиняют, происходит после того, когда потребители закончили их использовать. По данным некоммерческой организации Project Drawdown, занимающейся анализом климатических решений, примерно 90% выбросов хладагентов приходится на конец срока службы оборудования. Это означает, что правильная утилизация крайне важна. Если химические вещества хладагента тщательно извлекаются и хранятся, они могут быть очищены для повторного использования или превращены в другие вещества, которые не вызывают глобального потепления.
По данным Международного энергетического агентства, надлежащее управление и повторное использование газов-хладагентов может сократить до 100 миллиардов гигатонн глобальных выбросов CO2 между 2020 и 2050 годами. Однако надлежащее удаление HFCs не является обязательным требованием в соответствии с Монреальским протоколом и не обеспечивается должным образом во многих странах.
Наиболее распространенным HFCs, содержащимся в бытовых холодильниках, является HFCs-134А, который обладает потенциалом глобального потепления в 3400 раз большим, чем углекислый газ. Типичный холодильник может содержать от 0,05 кг до 0,25 кг хладагента, и если он просочится в окружающую среду, то это приведет к выбросам эквивалентным поездке на автомобиле от 675 км до 3427.
Потребители, желающие ответственно избавиться от своего старого холодильника, морозильной камеры или кондиционера, имеют перед собой целый ряд возможностей, однако только в ряде ответственных стран. Например, в США старые бытовые приборы можно утилизировать по схемам, утвержденным Агентством по охране окружающей среды. Многие местные власти собирают и утилизируют старую технику, в то время как производители и розничные продавцы новых устройств часто предлагают обменять старое устройство на скидку при покупке нового. Усилия по поэтапному отказу от HFCs в США были добавлены к недавнему законопроекту об энергетических инновациях, который в настоящее время проходит через одобрение Сенатом.
В Европейском Союзе законодательство уже требует рекуперации газов HFCs в конце срока службы, чтобы предотвратить их утечку в атмосферу. Например, если холодильник сломается в Великобритании, то пользователь должен отвезти его на лицензированный мусороперерабатывающий завод, где техник удалит газ. Запрещается не утилизировать хладагенты перед уничтожением прибора.
Отсутствие норм утилизации и нелегальный оборот хладагентов
Фото / Gustavo Fring / pexels.com
Недавнее исследование показало, что глобальные выбросы HFCs-23, газа, который обладает самым высоким потенциалом глобального потепления из всех HFCs, достигли небывалого максимума в 2018 году, несмотря на международные усилия по его сокращению. HFCs-23 является побочным продуктом производства HFCs-22, который является обычным топливом и хладагентом, используемым в установках кондиционирования воздуха. Этот рост свидетельствует о том, что в мире не делается достаточного сбора и утилизации HFCs-23 в ходе производственных процессов. Во многих странах вообще не существует надлежащих правил, это особенно касается развивающихся стран.
В некоторых случаях HFCs проникают в продукцию нелегально, что угрожает подорвать усилия по поэтапному отказу от них. После новых правил, введенных Европейским Союзом в 2014 году, цены на HFCs резко возросли. Но эксперты утверждают, что существуют расхождения в данных об экспорте и импорте HFCs, покидающих Китай и прибывающих в ЕС. Во второй половине 2019 года было изъято 54 тонны HFCs, что в десять раз больше по сравнению с аналогичным периодом 2018 года. Неэффективное правоприменение допускает крупномасштабную незаконную торговлю HFCs, и некоторые из них могут в конечном итоге оказаться в устройствах, продаваемых потребителям.
Химическая промышленность предпринимает шаги по прекращению незаконной торговли HFCs, и потребители могут узнать, какие компании обязались принять меры, на созданном веб-сайте. Если незаконная торговля будет продолжаться, то это неминуемо будет угрожать целостности поэтапного отказа от HFCs и климатическим целям ЕС.
Есть немного оптимизма в этом вопросе
Фото / Alleksana / pexel.com
Для тех, кто уже хочет заменить свой холодильник или кондиционер чем-то лучшим для планеты, существует все большее число доступных вариантов. Производители начали обращаться к экологически чистым химическим веществам, известным как природные хладагенты, которые имеют сравнительно низкий или нулевой потенциал глобального потепления.
Крупнейшие мировые бренды, такие как Coca-Cola, PepsiCo и Unilever, поставили перед собой цель поэтапно отказаться от HFCs и уже начали использовать альтернативные варианты. Наиболее популярными вариантами являются аммиак, некоторые углеводороды и CO2.
Coca-Cola пообещала, что все новое оборудование для холодных напитков, которое она использует, будет без HFCs, и уже перешла на использование углеводородного пропана во многих своих торговых автоматах. Бренды мороженого Unilever, включая Ben & Jerry’s и Wall’s, также используют углеводороды в своих морозильных камерах. Большинство супермаркетов в Европе теперь используют CO2 в своих холодильниках и морозильных камерах после того, как в 2015 году были введены правила ЕС по поэтапному отказу от HFCs.
Однако проблемы безопасности препятствуют переходу всей отрасли на использование природных хладагентов. Аммиак, например, является высокотоксичным, что означает, что он будет представлять опасность для здоровья, если произойдет утечка, в то время как пропан является легковоспламеняющимся газом.
Американский химический производитель Honeywell инвестировал в гидрофторолефины (HFOs) вместо природных хладагентов, производя запатентованное химическое вещество под названием HFO1234yf. Это вещество обладает потенциалом глобального потепления, который равен углекислому газу, и на целых 99% ниже, чем HFCs. Однако и это вещество не является долгосрочным растворам, поскольку производит токсичную кислоту, которая загрязняет грунтовые воды.
Одной из компаний, взявших на себя обязательство постепенно отказаться от HFCs, является Mabe, крупный мексиканский производитель, который распространяет бытовую технику более, чем в 70 странах. Она объявила, что в этом году полностью откажется от HFCs на своих 11 заводах по производству, заменив их углеводородами.
Однако для потребителей выяснить, какие приборы содержат природные хладагенты, не всегда просто. Некоторые страны уже ввели маркировку, чтобы помочь людям легко определить, какие холодильники содержат эти более благоприятные для климата альтернативы.
Как с этим обстоят дела в России?
Фото / Joshua Rondeau / unsplash.com
В РФ в правилах содержания придомовой территории прописано о запрете выноса во двор приборов больших размеров. То есть строительный мусор, крупногабаритную бытовую технику и мебель нужно выбрасывать в специальные контейнеры, однако подобные контейнеры есть не на каждой придомовой территории. Выбрасывать холодильник в мусорный контейнер можно, если из него удалить вредное вещество, но для такой процедуры потребуются финансовые затраты, то есть вызов специалистов. Поэтому большинство людей просто оставляют холодильник рядом с мусорным контейнером, хотя за выброс устройства с содержанием фреона налагается штраф.
Фото превью / Murat Esibatir / pexels.com