Моделирование вывода ГФУ в Евросоюзе (Журнал «Мир климата» №119)

Вывод ГФУ в ЕС: точка отсчета

Европейский союз (ЕС) приступил к сокращению потребления гидрофторуглеродов (ГФУ) в 2015 году. Целевые показатели сокращения измеряются в тоннах CO2‑эквивалента. В качестве точки отсчета взят базовый уровень, представляющий собой среднегодовое значение потребления за период с 2009 по 2012 год, равное 183 миллионам тонн CO2‑эквивалента.

90% потребления приходилось на три вещества: R134a, R125 и R143a (рис. 1). Среднее значение потенциала глобального потепления (ПГП) гидрофторуглеродов, потреблявшихся в период расчета базового уровня, составляло 2160.

Вывод ГФУ в ЕС: финишная черта

График вывода ГФУ в ЕС предусматривает ряд последовательных ограничений разрешенного к потреблению количества вновь произведенных ГФУ. Последнее ограничение вступает в силу в 2030 году и представляет собой сокращение потребления новых ГФУ на 79% базового уровня.

В ряде публикаций конечным целевым показателем вывода называется уменьшение среднего ПГП используемых ГФУ до 450. Однако это не соответствует действительности, так как величина сокращения в рамках вывода измеряется не значением ПГП, а количеством CO2‑эквивалента. Таким образом, целевой показатель для ЕС — ​это уменьшение потребления новых ГФУ до 38 миллионов тонн CO2‑эквивалента.

Моделирование рынка

Чтобы спрогнозировать будущее ГФУ, необходимо учесть комплекс факторов, связанных с выводом ГФУ из потребления. Исторически главные потребители ГФУ — ​холодильная техника, оборудование для кондиционирования воздуха и тепловые насосы. На их долю приходилось 84% потребления ГФУ в период расчета базового уровня (рис. 2). Рынок HVAC&R-cистем растет, и вывод из обращения ГФУ способствует все более широкому внедрению инновационных решений в этой отрасли.

Полномасштабная модель «Перспективы ГФУ», разработанная Европейским партнерством по энергии и окружающей среде (EPEE), содержит прогноз потребления ГФУ в 2030 году. В основе модели — ​разделение рынка на множество отдельных секторов и учет ключевых характеристик для каждого сектора, таких как темп роста, использующиеся в новом оборудовании виды хладагентов, показатели утечек и коэффициент утилизации хладагентов по окончании эксплуатации.

Прогноз для рынка ГФУ в ЕС на 2030 год

Для рынков, использовавших ГФУ в 2009–2012 годы, модель «Перспективы ГФУ» дает следующий прогноз на 2030 год.

Несмотря на рост рынка, физическое количество хладагентов (в метрических тоннах), как ГФУ, так и их альтернатив, сократится на 24%. Падение связано с сокращением потерь хладагента в результате утечек и уменьшением количества заправляемого хладагента.

Общее потребление вновь произведенных ГФУ сократится почти на 80% (в пересчете на тонны СО2‑эквивалента). Среди причин сокращения — ​переход ряда рыночных сегментов на использование хладагентов, не содержащих ГФУ, в новом оборудовании, значительное сокращение утечек, повторное использование ГФУ, собранных из утилизируемого оборудования. На повторно используемые хладагенты действие ограничивающих квот не распространяется.

Часть рыночных сегментов полностью откажется от использования ГФУ к 2030 году, например, бытовые и небольшие коммерческие холодильники, автомобильные кондиционеры воздуха, мощные чиллеры систем кондиционирования, вспененные изоляционные материалы. Место ГФУ в этих сегментах займут гидрофторолефины (ГФО), аммиак, диоксид углерода (СО2), углеводороды.

Часть рыночных сегментов перейдет на альтернативные ГФУ с более низким ПГП, такие как ГФУ‑32 и смеси ГФУ и ГФО. Отличительная характеристика таких сегментов — ​средний размер — ​слишком большой для безопасного использования альтернативных горючих хладагентов и слишком малый для того, чтобы применение альтернатив, приемлемых для более мощного оборудования, было экономически выгодным.

Для небольшого числа сегментов на сегодняшний день нет решений с низким ПГП, например для медицинских ингаляторов. Согласно прогнозу, к 2030 году потребление ГФУ в этих сегментах сохранится. При этом остается вероятность появления альтернативных решений и в этой сфере.

Объем заправки хладагента для многих типов холодильных систем, кондиционеров воздуха и тепловых насосов к 2030 году уменьшится благодаря применению инновационных технологий, что сократит размеры «банка хладагентов», несмотря на рост рынка.

Коэффициенты утечек хладагента из холодильных систем, кондиционеров воздуха и тепловых насосов к 2030 году заметно снизятся благодаря усилиям производителей оборудования.

Моделирование показывает, что достичь целевого показателя сокращения использования вновь произведенных ГФУ на 79% будет непросто, но возможно. На рисунке 3 представлено прогнозируемое распределение различных видов ГФУ на рынке к 2030 году.

Модель демонстрирует, что средний ПГП ГФУ, которые будут использоваться в 2030 году, составит примерно 1300. Рисунок 4 показывает доли различных веществ на рынке в 2030 году в процентах базового уровня потребления.

Выраженное в метрических тоннах количество всех газов, использующихся в традиционных областях применения ГФУ, сократится к 2030 году примерно на 25%. Средний ПГП всех газов на рынке будет равен примерно 400.

По материалам JARN