Z początkiem roku 2015 w całej Unii Europejskiej weszło w życie nowe rozporządzenie UE nr 517/2014 w sprawie F-gazów. Jednak co dokładnie oznacza ono dla branży chłodnictwa, klimatyzacji i pomp ciepła? Dwóch ekspertów firmy BITZER, największego na świecie niezależnego producenta sprężarek do urządzeń chłodniczych i od 80 lat lidera innowacji w swojej branży, odpowiada na najważniejsze pytania: Dr. Heinz Jürgensen (Dyrektor ds. Technologii i Projektów Specjalnych) i Hermann Renz (Technical Programs Manager).
Temat F-gazów stał się bardzo aktualny z uwagi na wejście z życie nowego rozporządzenia UE. Ale czym są właściwie F-gazy?
Hermann Renz: F-gazy to syntetycznie wytwarzane fluorowane węglowodory. Przemysł chemiczny opracował szeroką paletę takich substancji do stosowania w roli czynnika chłodniczego w sprężarkowych urządzeniach chłodniczych, przykładając wagę do ich wysokiej sprawności termodynamicznej i łatwości stosowania. Większość używanych F-gazów nie jest ani toksyczna, ani palna – co znacznie redukuje wymagania bezpieczeństwa i ułatwia ich obsługę.
Dr. Heinz Jürgensen: Dodatkową zaletą F-gazów jest fakt, że odznaczają się wysoką stabilnością termiczną i chemiczną. Urządzenia chłodnicze wykorzystujące F-gazy mają zatem długą żywotność i są łatwe w serwisowaniu. To ważne, gdyż czynniki te pracują w bardzo zróżnicowanych warunkach. Ponadto F-gazy mają również inne zastosowania, np. jako gaz wytłaczający w opakowaniach aerozolowych, gaz izolacyjny w instalacjach energetycznych, gaz wytłaczający do pian czy składnik środków gaśniczych.
Co dokładnie zmieni się po wejściu w życie nowego rozporządzenia?
Hermann Renz: Rozporządzenie znacznie ogranicza paletę dostępnych czynników chłodniczych o wysokim tzw. potencjale tworzenia efektu cieplarnianego (GWP) – a częściowo ich zakazuje. Podstawą do oceny danej substancji jest nie tylko sama ilość, ale również wskaźnik porównawczy z CO2 – będący iloczynem masy oraz współczynnika GWP dla danego gazu. Czynniki chłodnicze o niskim współczynniku GWP mogą być stosowane w większych ilościach niż czynniki o wysokim współczynniku. Jednakże wysoki współczynnik GWP posiada wiele F-gazów. Jest to związane z ich stabilnością chemiczną, która utrzymuje się również po uwolnieniu się gazu do atmosfery.
Jak wygląda harmonogram wdrożenia rozporządzenia?
Dr. Heinz Jürgensen: Plan jest bardzo ambitny, tylko do 2018 roku przemysł będzie musiał zredukować całkowitą ilość zużywanych F-gazów o 37%. Do 2030 roku planowane jest obniżenie poziomu produkcji do zaledwie 21% wartości z 2015 roku – jako docelowy limit dopuszczenia do obrotu („phase down”). Ponadto począwszy od 2020 roku w całej Unii Europejskiej zostanie zabroniony do stosowania w wielu urządzeniach stacjonarnych ważny czynnik R404A. Wyznaczony dla niego współczynnik GWP wynoszący 3.922 znacznie przekracza bowiem maksymalny limit wynoszący 2.500. Dlatego do momentu całkowitego wdrożenia rozporządzenia w 2030 roku czeka nas jeszcze wiele pracy. Planowane są również zaostrzone wymagania w zakresie kontroli szczelności oraz dodatkowe wymagania dotyczące personelu, dokumentacji i administracji.
Dlaczego Unia zaostrza przepisy dotyczące F-gazów?
Hermann Renz: Pierwsze rozporządzenie, obowiązujące od 2007 roku, miało zmniejszyć emisję czynników chłodniczych poprzez poprawę szczelności urządzeń i zapewnienie odzysku zużytych czynników. Jednakże potencjał redukcyjny zastosowanych środków był niewystarczający do realizacji ambitnych celów klimatycznych UE. Pomóc ma w tym przejście na czynniki chłodnicze o niższym współczynniku GWP. Inną przyczyną małej skuteczności poprzedniego rozporządzenia było bagatelizowanie zasad bezpieczeństwa w postępowaniu z F-gazami, które uważano za nieszkodliwe. Z uwagi na to Unia Europejska wprowadziła do nowego rozporządzenia również zaostrzone przepisy w zakresie cyklicznych kontroli szczelności urządzeń.
Jakie będą zatem czynniki chłodnicze przyszłości?
Dr. Heinz Jürgensen: Oczekujemy rosnącego znaczenia i powszechnego stosowania hydrofluoro-olefin (HFO), mieszanin HFO/HFKW oraz naturalnych czynników chłodniczych, a więc czynników o niskim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego. Wśród nich bardzo ważny jest na przykład CO2 (R744). BITZER od ponad 15 lat ma w ofercie sprężarki na CO2, zarówno do zastosowań transkrytycznych, jak i podkrytycznych, które od dawna cieszą się dużym uznaniem na rynku. W międzyczasie znacznie poszerzono paletę sprężarek na CO2. Stanowią one dobrą alternatywę zwłaszcza w dziedzinie urządzeń chłodniczych dla handlu. Oczywiście mamy w ofercie również produkty napełniane amoniakiem i propanem.
Dlaczego nie można po prostu we wszystkich sprężarkach używać CO2?
Dr. Heinz Jürgensen: Żaden czynnik chłodniczy nie ma stuprocentowo optymalnych właściwości, również czynniki naturalne. CO2 będzie w przyszłości bez wątpienia jednym z najważniejszych czynników, gdyż dzięki współczynnikowi GWP równemu 1 jest praktycznie neutralny dla klimatu. Pod względem energooszczędności podczas pracy w wysokich temperaturach otoczenia CO2 ustępuje jednak innym czynnikom. Jest to związane z jego specyficznymi właściwościami termodynamicznymi. Nie istnieje zatem czynnik chłodniczy, który idealnie nadaje się do pracy w każdych warunkach. Na przykład amoniak, jako wielokrotnie wypróbowany i udoskonalony technicznie czynnik, najlepiej sprawdza się w instalacjach chłodniczych o dużej mocy, np. w przemyśle. Do urządzeń o mniejszej mocy i mniejszej ilości czynnika ciekawą alternatywą jest propan, który jest stosunkowo łatwy w obsłudze oraz bezpieczny i ekonomiczny w eksploatacji.
Czy to znaczy, że muszą Państwo jedynie dostosować swoje sprężarki do danego czynnika chłodniczego?
Hermann Renz: Oprócz innej budowy samej sprężarki, zastosowanie naturalnego czynnika chłodniczego wymusza również dostosowanie pozostałych elementów instalacji z uwagi na m.in. podwyższone wymogi bezpieczeństwa. Dla przykładu amoniak (NH3) jest jak wiadomo trujący, węglowodory są palne, a CO2 niebezpieczny ze względu na duże ciśnienie robocze. W instalacjach na CO2 i NH3 specjalne wymagania dotyczą nie tylko samej sprężarki. Różnice w stosunku do urządzeń na typowe F-gazy tkwią również w koncepcji całej instalacji. Upowszechnienie się naturalnych czynników chłodniczych będzie zatem wymagać również większej liczby specjalistów.
Co to oznacza dla firmy BITZER?
Hermann Renz: Z pewnością wzrośnie zapotrzebowanie na wykwalifikowaną kadrę, np. projektantów instalacji. Dlatego BITZER aktywnie podejmuje kroki w celu kształcenia potrzebnych specjalistów. W ubiegłych latach utworzyliśmy trzy centra szkoleniowe w zakresie instalacji na CO2. W São Paolo, Rottenburgu i Sydney prowadzimy dla klientów szkolenia teoretyczne i praktyczne w zakresie wysokociśnieniowych instalacji na CO2. Z dużym sukcesem: tylko w Rottenburgu przeprowadziliśmy już ponad 100 szkoleń.
Dr. Heinz Jürgensen: BITZER ma dużą przewagę nad konkurentami, jeśli chodzi o zgromadzone doświadczenie. Ostatecznie korzysta na tym klient. Dzięki naszej wiedzy i cenionym na całym świecie wsparciu technicznemu jesteśmy w stanie pomóc w ekonomicznej optymalizacji urządzeń. Efektywność systemu jest bowiem niezwykle ważna.
Czy oprócz sprężarek na CO2 i NH3 BITZER może zaoferować jeszcze inne produkty wykorzystujące alternatywne czynniki chłodnicze?
Hermann Renz: Stale rozwijamy nasze sprężarki, aby dostosować je do pracy z nowymi czynnikami. Na przykład cała paleta półhermetycznych sprężarek tłokowych jest dostępna również w wersji na propylen (R1270) lub propan (R290). Również wiele serii kompaktowych sprężarek śrubowych jest dostępnych w wersji na R290. W naszej ofercie można znaleźć także kilka serii sprężarek tłokowych i śrubowych na nowe hydrofluoro-olefiny (HFO) i mieszaniny HFO/HFKW. Czynniki na bazie czystych HFO, z uwagi na niski współczynnik GWP, są nawiasem mówiąc zwolnione z limitów nowego rozporządzenia w sprawie F-gazów.
Dr. Heinz Jürgensen: Dzięki naszym ścisłym kontaktom z decydentami politycznymi oraz producentami czynników chłodniczych jesteśmy bardzo dobrze przygotowani na zmiany. Dlatego udało nam się opracować wiele z naszych sprężarek w wersji na alternatywne czynniki chłodnicze. Na przykład nasze sprężarki tłokowe z serii ECOLINE w wersji specjalnej są dostosowane do pracy z węglowodorami – propanem i propylenem, a w standardowej wersji mogą być napełniane nowymi zamiennikami F-gazów – HFO i mieszaninami HFO/HFKW.
Nowe rozporządzenie w sprawie F-gazów obowiązuje tylko w Europie. Czy firma BITZER stanie się więc mniej konkurencyjna od producentów spoza Unii Europejskiej?
Hermann Renz: Na pierwszy rzut oka może się tak wydawać. W gruncie rzeczy jednak nowa sytuacja tworzy dla nas szanse. Dbałość o środowisko była dla naszej firmy zawsze bardzo ważna. Dlatego na przykład w dziedzinie urządzeń na CO2 i HFO mamy znacznie większe doświadczenie od konkurencji. Należy się też liczyć, że w niedługiej przyszłości podobne przepisy zostaną wprowadzone na całym świecie – nawet jeśli z innymi celami czy w innym terminie. Panująca tendencja idzie jednoznacznie w kierunku redukcji emisji czynników chłodniczych oraz promowania energooszczędności urządzeń. W tej dziedzinie możemy więc poszerzać swoją już posiadaną wiedzę i korzystać z przewagi innowacyjnej na całym świecie.
Temat F-gazów stał się bardzo aktualny z uwagi na wejście z życie nowego rozporządzenia UE. Ale czym są właściwie F-gazy?
Hermann Renz: F-gazy to syntetycznie wytwarzane fluorowane węglowodory. Przemysł chemiczny opracował szeroką paletę takich substancji do stosowania w roli czynnika chłodniczego w sprężarkowych urządzeniach chłodniczych, przykładając wagę do ich wysokiej sprawności termodynamicznej i łatwości stosowania. Większość używanych F-gazów nie jest ani toksyczna, ani palna – co znacznie redukuje wymagania bezpieczeństwa i ułatwia ich obsługę.
Dr. Heinz Jürgensen: Dodatkową zaletą F-gazów jest fakt, że odznaczają się wysoką stabilnością termiczną i chemiczną. Urządzenia chłodnicze wykorzystujące F-gazy mają zatem długą żywotność i są łatwe w serwisowaniu. To ważne, gdyż czynniki te pracują w bardzo zróżnicowanych warunkach. Ponadto F-gazy mają również inne zastosowania, np. jako gaz wytłaczający w opakowaniach aerozolowych, gaz izolacyjny w instalacjach energetycznych, gaz wytłaczający do pian czy składnik środków gaśniczych.
Co dokładnie zmieni się po wejściu w życie nowego rozporządzenia?
Hermann Renz: Rozporządzenie znacznie ogranicza paletę dostępnych czynników chłodniczych o wysokim tzw. potencjale tworzenia efektu cieplarnianego (GWP) – a częściowo ich zakazuje. Podstawą do oceny danej substancji jest nie tylko sama ilość, ale również wskaźnik porównawczy z CO2 – będący iloczynem masy oraz współczynnika GWP dla danego gazu. Czynniki chłodnicze o niskim współczynniku GWP mogą być stosowane w większych ilościach niż czynniki o wysokim współczynniku. Jednakże wysoki współczynnik GWP posiada wiele F-gazów. Jest to związane z ich stabilnością chemiczną, która utrzymuje się również po uwolnieniu się gazu do atmosfery.
Jak wygląda harmonogram wdrożenia rozporządzenia?
Dr. Heinz Jürgensen: Plan jest bardzo ambitny, tylko do 2018 roku przemysł będzie musiał zredukować całkowitą ilość zużywanych F-gazów o 37%. Do 2030 roku planowane jest obniżenie poziomu produkcji do zaledwie 21% wartości z 2015 roku – jako docelowy limit dopuszczenia do obrotu („phase down”). Ponadto począwszy od 2020 roku w całej Unii Europejskiej zostanie zabroniony do stosowania w wielu urządzeniach stacjonarnych ważny czynnik R404A. Wyznaczony dla niego współczynnik GWP wynoszący 3.922 znacznie przekracza bowiem maksymalny limit wynoszący 2.500. Dlatego do momentu całkowitego wdrożenia rozporządzenia w 2030 roku czeka nas jeszcze wiele pracy. Planowane są również zaostrzone wymagania w zakresie kontroli szczelności oraz dodatkowe wymagania dotyczące personelu, dokumentacji i administracji.
Dlaczego Unia zaostrza przepisy dotyczące F-gazów?
Hermann Renz: Pierwsze rozporządzenie, obowiązujące od 2007 roku, miało zmniejszyć emisję czynników chłodniczych poprzez poprawę szczelności urządzeń i zapewnienie odzysku zużytych czynników. Jednakże potencjał redukcyjny zastosowanych środków był niewystarczający do realizacji ambitnych celów klimatycznych UE. Pomóc ma w tym przejście na czynniki chłodnicze o niższym współczynniku GWP. Inną przyczyną małej skuteczności poprzedniego rozporządzenia było bagatelizowanie zasad bezpieczeństwa w postępowaniu z F-gazami, które uważano za nieszkodliwe. Z uwagi na to Unia Europejska wprowadziła do nowego rozporządzenia również zaostrzone przepisy w zakresie cyklicznych kontroli szczelności urządzeń.
Jakie będą zatem czynniki chłodnicze przyszłości?
Dr. Heinz Jürgensen: Oczekujemy rosnącego znaczenia i powszechnego stosowania hydrofluoro-olefin (HFO), mieszanin HFO/HFKW oraz naturalnych czynników chłodniczych, a więc czynników o niskim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego. Wśród nich bardzo ważny jest na przykład CO2 (R744). BITZER od ponad 15 lat ma w ofercie sprężarki na CO2, zarówno do zastosowań transkrytycznych, jak i podkrytycznych, które od dawna cieszą się dużym uznaniem na rynku. W międzyczasie znacznie poszerzono paletę sprężarek na CO2. Stanowią one dobrą alternatywę zwłaszcza w dziedzinie urządzeń chłodniczych dla handlu. Oczywiście mamy w ofercie również produkty napełniane amoniakiem i propanem.
Dlaczego nie można po prostu we wszystkich sprężarkach używać CO2?
Dr. Heinz Jürgensen: Żaden czynnik chłodniczy nie ma stuprocentowo optymalnych właściwości, również czynniki naturalne. CO2 będzie w przyszłości bez wątpienia jednym z najważniejszych czynników, gdyż dzięki współczynnikowi GWP równemu 1 jest praktycznie neutralny dla klimatu. Pod względem energooszczędności podczas pracy w wysokich temperaturach otoczenia CO2 ustępuje jednak innym czynnikom. Jest to związane z jego specyficznymi właściwościami termodynamicznymi. Nie istnieje zatem czynnik chłodniczy, który idealnie nadaje się do pracy w każdych warunkach. Na przykład amoniak, jako wielokrotnie wypróbowany i udoskonalony technicznie czynnik, najlepiej sprawdza się w instalacjach chłodniczych o dużej mocy, np. w przemyśle. Do urządzeń o mniejszej mocy i mniejszej ilości czynnika ciekawą alternatywą jest propan, który jest stosunkowo łatwy w obsłudze oraz bezpieczny i ekonomiczny w eksploatacji.
Czy to znaczy, że muszą Państwo jedynie dostosować swoje sprężarki do danego czynnika chłodniczego?
Hermann Renz: Oprócz innej budowy samej sprężarki, zastosowanie naturalnego czynnika chłodniczego wymusza również dostosowanie pozostałych elementów instalacji z uwagi na m.in. podwyższone wymogi bezpieczeństwa. Dla przykładu amoniak (NH3) jest jak wiadomo trujący, węglowodory są palne, a CO2 niebezpieczny ze względu na duże ciśnienie robocze. W instalacjach na CO2 i NH3 specjalne wymagania dotyczą nie tylko samej sprężarki. Różnice w stosunku do urządzeń na typowe F-gazy tkwią również w koncepcji całej instalacji. Upowszechnienie się naturalnych czynników chłodniczych będzie zatem wymagać również większej liczby specjalistów.
Co to oznacza dla firmy BITZER?
Hermann Renz: Z pewnością wzrośnie zapotrzebowanie na wykwalifikowaną kadrę, np. projektantów instalacji. Dlatego BITZER aktywnie podejmuje kroki w celu kształcenia potrzebnych specjalistów. W ubiegłych latach utworzyliśmy trzy centra szkoleniowe w zakresie instalacji na CO2. W São Paolo, Rottenburgu i Sydney prowadzimy dla klientów szkolenia teoretyczne i praktyczne w zakresie wysokociśnieniowych instalacji na CO2. Z dużym sukcesem: tylko w Rottenburgu przeprowadziliśmy już ponad 100 szkoleń.
Dr. Heinz Jürgensen: BITZER ma dużą przewagę nad konkurentami, jeśli chodzi o zgromadzone doświadczenie. Ostatecznie korzysta na tym klient. Dzięki naszej wiedzy i cenionym na całym świecie wsparciu technicznemu jesteśmy w stanie pomóc w ekonomicznej optymalizacji urządzeń. Efektywność systemu jest bowiem niezwykle ważna.
Czy oprócz sprężarek na CO2 i NH3 BITZER może zaoferować jeszcze inne produkty wykorzystujące alternatywne czynniki chłodnicze?
Hermann Renz: Stale rozwijamy nasze sprężarki, aby dostosować je do pracy z nowymi czynnikami. Na przykład cała paleta półhermetycznych sprężarek tłokowych jest dostępna również w wersji na propylen (R1270) lub propan (R290). Również wiele serii kompaktowych sprężarek śrubowych jest dostępnych w wersji na R290. W naszej ofercie można znaleźć także kilka serii sprężarek tłokowych i śrubowych na nowe hydrofluoro-olefiny (HFO) i mieszaniny HFO/HFKW. Czynniki na bazie czystych HFO, z uwagi na niski współczynnik GWP, są nawiasem mówiąc zwolnione z limitów nowego rozporządzenia w sprawie F-gazów.
Dr. Heinz Jürgensen: Dzięki naszym ścisłym kontaktom z decydentami politycznymi oraz producentami czynników chłodniczych jesteśmy bardzo dobrze przygotowani na zmiany. Dlatego udało nam się opracować wiele z naszych sprężarek w wersji na alternatywne czynniki chłodnicze. Na przykład nasze sprężarki tłokowe z serii ECOLINE w wersji specjalnej są dostosowane do pracy z węglowodorami – propanem i propylenem, a w standardowej wersji mogą być napełniane nowymi zamiennikami F-gazów – HFO i mieszaninami HFO/HFKW.
Nowe rozporządzenie w sprawie F-gazów obowiązuje tylko w Europie. Czy firma BITZER stanie się więc mniej konkurencyjna od producentów spoza Unii Europejskiej?
Hermann Renz: Na pierwszy rzut oka może się tak wydawać. W gruncie rzeczy jednak nowa sytuacja tworzy dla nas szanse. Dbałość o środowisko była dla naszej firmy zawsze bardzo ważna. Dlatego na przykład w dziedzinie urządzeń na CO2 i HFO mamy znacznie większe doświadczenie od konkurencji. Należy się też liczyć, że w niedługiej przyszłości podobne przepisy zostaną wprowadzone na całym świecie – nawet jeśli z innymi celami czy w innym terminie. Panująca tendencja idzie jednoznacznie w kierunku redukcji emisji czynników chłodniczych oraz promowania energooszczędności urządzeń. W tej dziedzinie możemy więc poszerzać swoją już posiadaną wiedzę i korzystać z przewagi innowacyjnej na całym świecie.
