ALTERNATIVE HCFC/HFC: nuovo studio

L’Istituto tedesco Öko-Recherche ha recentemente pubblicato un breve studio ( QUI ) sulle alternative agli HCFC/HFC in paesi in via di sviluppo e in situazioni di alte temperature.

L’analisi condotta dimostra che è possibile sostituire gli attuali HCFC o HFC ad alto GWP con alternative più sostenibili ovvero:

• Il 55% delle applicazioni a HCFC può essere sostituito con refrigeranti naturali e un buon 13% con HFO, a breve termine;
• Il 22% delle applicazioni può esser sostituito con HFC a GWP moderato nel breve termine e con blend HFC/HFO, nel medio termine;
• Per il resto delle applicazioni non sono ancora presenti valide alternative della stessa efficienza e a costi accettabili. Qui soluzioni a basso GWP sono attese per il 2025 circa.

Potenziale di sostituzione con idrocarburi e ammoniaca (55%, in kt)

Gli idrocarburi come il propano (R290) sono ottimi sostituti dell’R22 per quanto riguarda le caratteristiche tecniche ed energetiche, per applicazioni a temperature ambientali medie o alte. Tuttavia la loro infiammabilità ne limita la carica quando l’uso avvenga in ambienti chiusi. Questo limite cambia o cade per ambienti aperti o circuiti secondari. Lo stesso dicasi per l’ammoniaca.

In paesi industrializzati l’utilizzo degli idrocarburi è per certe applicazioni già abbastanza diffuso. Ad esempio, per piccoli condizionatori, refrigeratori domestici o commerciali di piccola dimensione. Nei paesi in via di sviluppo questi refrigeranti si stanno affermando nel settore del condizionamento d’aria di piccola potenza, tipo split (<7kW), che conta però l’80% delle macchine di questo tipo presenti sul mercato. Lo stesso vale per piccoli apparecchi commerciali con potenze <5kW e cariche di meno di 1,5kG. Per cariche maggiori occorre ancora ricorrere a refrigeranti con minore infiammabilità. Sia l’ammoniaca che il propano sono ottimi refrigeranti per il settore industriale anche in ambienti caldi perché la loro prestazione rimane elevata anche a temperature ambientali di oltre 40°C.

Potenziale di sostituzione degli HFO (o HFC insaturi) (13% in kt)

Anche gli HFO hanno un basso GWP, sono infiammabili ma in grado minore rispetto agli idrocarburi. Il refrigerante R1234yf è già stato introdotto nell’uso del condizionamento mobile e sono stati commercializzati i primi chiller a R1234ze. Si calcola che il 13% circa di quanto nel 2030 non potrà più essere sostituito con HFC ad alto GWP, potrà essere sostituito da HFO.

Potenziale di sostituzione con R32 (22% in kt)

Cariche di idrocarburi minori di 1Kg non possono dare potenze maggiori di 7kW ad alte temperature. Quindi i sistemi di condizionamento split e multi-split a capacità più alte richiedono altri tipi di refrigeranti. Gli standard di sicurezza attuali permettono l’utilizzo dell’R32. Questo refrigerante ha un GWP di 675, ancora alto ma pur sempre minore rispetto ai blend di HFC spesso in uso. Soluzioni a GWP minore sono in vista per il 2018 e si tratterebbe di blend HFO/HFC. Fino ad allora, l’R32 può esser visto come soluzione transiente.

Nessuna facile sostituzione a breve termine

In unità condensanti <5kW e sistemi commerciali centralizzati i paesi industrializzati hanno ampiamente sostituito l’R22 con blend di R404A che però ha un GWP di oltre 4000, più di due volte quello del R22. In paesi in via di sviluppo la richiesta di refrigerante probabilmente triplicherà entro il 2030. Quindi l’introduzione di R404A nel commerciale renderebbe inutili gli sforzi fatti fino ad ora per abbassare l’impatto ambientale della refrigerazione, anche perché l’R404A ha una bassa efficienza ad alte temperature. Evitare l’uso di 404A come sostituto dell’R22 è dunque la sfida maggiore per i paesi in via di sviluppo. Nel caso di sistemi commerciali centralizzati, mentre in Europa vi sono soluzioni a due stadi (in cascata con CO2) o transcritiche, nei paesi in via di sviluppo non vi sono ancora soluzioni veramente disponibili per la tecnologia a uno stadio con un singolo refrigerante per basse e medie temperature.

Un’altra sfida per la sostituzione R22 sono le unità condensanti con capacità> 5 kW. Per la tecnologia comune di espansione diretta, una valida alternativa  all’ R22 con basso o moderato GWP non è ancora disponibile a breve termine. Sistemi indiretti con idrocarburi potrebbero essere un’opzione adeguata, ma solo se la loro efficienza può essere aumentata. I componenti di apparecchiature necessarie a tale scopo al momento non sono ancora disponibili in un numero sufficientemente ampio e sono ancora molto costosi. Questa opzione non può quindi essere ancora considerato un’alternativa generale per i paesi in via di sviluppo. Nel trasporto refrigerato, soluzioni a basso GWP per sostituire R22 o R404A non sono ancora pienamente mature.