Riceviamo il nuovo White Paper di The Chemours Company. Pubblichiamo un estratto “CO2 : Una scomoda verità. Tecnologie alternative alla CO2 per sistemi di refrigerazione commerciale“,
Introduzione
Negli ultimi 12-18 mesi sono stati pubblicati articoli che sollevano dubbi sulle credenziali ecologiche dell’R-744 come refrigerante, a causa della sua scarsa efficienza energetica.
Ciò solleva un’ovvia domanda: perché l’industria ha scelto una tecnologia che non rappresenta necessariamente la migliore opportunità’ di riduzione delle emissioni totali? Ed esistono altre tecnologie da valutare prima di stabilire definitivamente quale opzione a basso potenziale di riscaldamento globale (GWP) offra il minor impatto ambientale ed il miglior rapporto qualità/prezzo?
Dal punto di vista delle emissioni, ovviamente evitare qualsiasi dispersione significativa del gas R-404A, caratterizzato da un elevato GWP (3922), attraverso l’uso dell’R-744 prevale sui vantaggi in termini di efficienza energetica. Il problema nella scelta di tecnologie a R-744 è che le apparecchiature sono nella maggioranza dei casi più complesse, più costose e meno efficienti sotto il profilo energetico. Ne deriva un costo del ciclo di vita a 10 anni più elevato, ma poiche’ l’obiettivo primario della normativa EU F-Gas è la riduzione del GWP e non dei costi,
l’R-744 sembra essere una buona scelta… MA È DAVVERO COSÌ?
Quali erano le opzioni inizialmente disponibili?
L’uso dell’R-744 come refrigerante non è ovviamente una novità. Durante lo sviluppo dei sistemi di refrigerazione a compressione di vapore, nel tardo XIX secolo, l’etere dietilico, l’ammoniaca e l’anidride carbonica (R-744) erano tutti comunemente considerati liquidi refrigeranti.
Con lo sviluppo della tecnologia a compressione di vapore, l’infiammabilità dell’etere dietilico e la scarsa efficienza energetica dell’R-744 hanno favorito l’uso dell’ammoniaca, caratterizzata da ridotta infiammabilità e bassa tossicità, con un conseguente calo nella popolarità dell’R-744.
Decenni più tardi, verso la fine del XX secolo, accordi come il Protocollo di Kyoto (1997) hanno aumentato la consapevolezza dell’impatto del cambiamento climatico a livello globale e dei gas che vi contribuiscono. Con un GWP pari a 1, l’R-744 sembrava essere un candidato perfetto e furono avviati molti progetti di ricerca per affrontare la già citata scarsa efficienza energetica.
Dopo la graduale eliminazione dei CFC all’inizio degli anni Novanta, l’R404A è diventato il refrigerante di riferimento per il settore della refrigerazione commerciale, spesso in sistemi soggetti a scarsa manutenzione e caratterizzati da tassi di dispersione annui (ALR) molto elevati (>15%). Dal punto di vista delle emissioni questo livello di perdite elevatissimo, combinato con l’altrettanto elevato GWP dell’R-404A (3922), prevalgono sui vantaggi in termini di efficienza energetica ed aprono le porte all’R-744 (Figura 1).
Per questo motivo, il sistema transcritico a R-744 con Flash Gas Bypass (FGB) o con sistema booster è diventato un sistema a basso GWP largamente adottato per nuovi impianti nel segmento della refrigerazione commerciale… Lo svantaggio nella scelta della tecnologia R-744 è naturalmente che l’apparecchiatura è più complessa e costosa e che la sua scarsa efficienza energetica comporta un costo sul ciclo di vita (LCC) a 10 anni più elevato (LCC a 10 anni Figura 2), ma poiche’ le normative esistenti si concentrano principalmente sul basso GWP del refrigeranti e non sui costi del sistema, l’R-744 è sembrato una buona scelta.
Dal 2021 la normativa sui gas fluorurati vieta l’uso di refrigeranti con GWP >=150 in sistemi multicompressore per il settore retail con capacità >= 40 kW.
In definitiva, dal 2030, a seguito della riduzione dei gas fluorurati e della necessità di ottenere in media un GWP inferiore a 400, è improbabile che un prodotto con GWP superiore a 500 sia sostenibile su larga scala in nuovi impianti. Per questi motivi, sebbene l’uso di refrigeranti a GWP moderatamente basso come Opteon™ XP40 riduca il costo del ciclo di vita e le emissioni totali a 10 anni del 36-47% rispetto all’R-404A, con un ALR del 10% presenta comunque emissioni totali più elevate rispetto a un sistema transcritico a R-744 con FGB equivalente, anche nei climi caldi (Figura 1), e pertanto non è una scelta pratica a lungo termine per le nuove apparecchiature nell’ambito della nuova normativa europea F-Gas.
L’articolo completo può essere consultato contattando direttamente The Chemours Company. Le modalità con cui effettuare la richiesta possono essere consultate CLICCANDO QUI.