Как кондиционирование воздуха «нагревает» планету

Изобретённая более ста лет назад технология кондиционирования воздуха кардинально изменила наш мир. Она расширила для нас географические границы комфортной жизни, изменила архитектурный ландшафт современного города (попробуйте представить небоскрёб без кондиционеров) и помогла появиться на свет новым разработкам, таким как микрочип и компьютер. Ведь их было бы невозможно производить и использовать, не контролируя температуру воздуха.

Но это только половина истории. 

Кондиционеры негативно повлияли на климат. По данным Международного энергетического агентства (IEA), на эти устройства в сумме с вентиляторами приходится около 10% всего мирового энергопотребления. Это создаёт опасный замкнутый круг: чем больше мы пользуемся кондиционерами, тем активнее способствуем глобальному потеплению, а чем жарче климат, тем сильнее мы нуждаемся в охлаждении воздуха. Сможет ли бизнес взять ситуацию в свои руки и разорвать этот круг? 

Изменение климата — одна из важнейших проблем нашего времени. Речь идёт не только о глобальном потеплении, но и о возможных последствиях. Если поднимется уровень моря, у нас станет меньше питьевой воды, возрастёт риск затопления прибрежных городов, усилятся шторма и лесные пожары, снизится урожайность. И это лишь часть трудностей, с которыми мы столкнёмся. 

Деловое сообщество должно сыграть ключевую роль в решении этой проблемы. Во-первых, компаниям следует ответственно относиться к выбросам, внедряя энергоэффективные технологии и сокращая количество отходов. Во-вторых, необходимо инвестировать в разработки, которые помогут уменьшить выделение парниковых газов.  Наша задача — сделать внедрение таких решений прибыльными, чтобы они получили широкое распространение.

Быстрый рост выбросов из-за кондиционирования воздуха

Кондиционирование воздуха уже давно стало обыденностью для большей части Северной Америки, но не для остального мира. Даже в самых жарких и влажных регионах, таких как Юго-Восточная Азия, Индия и Китай, кондиционер был в первую очередь предметом роскоши ещё совсем недавно. 

Однако в последнее время мы наблюдаем взрывной рост применения кондиционеров в некоторых из этих стран на фоне повышения доходов населения. И у этой тенденции есть потенциал дальнейшего развития. 

В одном из своих опубликованных отчётов IEA отмечает: «На протяжении последних двух десятилетий  Китай  лидировал по увеличению спроса на электроэнергию для охлаждения помещений. С 2000 года он ежегодно повышался на 13%». В международном масштабе этот показатель также не снижается. IEA ожидает, что к 2050 году мировой спрос на электроэнергию для кондиционеров увеличится втрое. 

Пандемия COVID-19 только усугубляет ситуацию. В отчёте McKinsey & Company говорится, что для предотвращения передачи вируса следует увеличить объём свежего воздуха, поступающего в здания, и прекратить отключать системы вентиляции ночью и по выходным. Такие меры могли привести этим летом к рекордному потреблению электроэнергии для кондиционирования воздуха. 

Как мы можем ответить на этот вызов?

Снижение выбросов углекислого газа от кондиционирования воздуха — это война на два фронта. С одной стороны, в качестве хладагентов в кондиционерах обычно используются гидрофторуглероды (ГФУ), парниковый эффект которых в тысячу раз сильнее, чем у углекислого газа. Здесь мы на правильном пути: в 2016 году 197 стран приняли поправку о постепенном сокращении применения ГФУ в рамках Монреальского протокола. 

С другой стороны, на кондиционирование воздуха уходит огромное количество электроэнергии. За прошедшие годы кондиционеры стали более энергоэффективными, но их базовая технология осталась почти неизменной со времён изобретения (а это случилось более ста лет назад). Даже у самых экономичных домашних моделей, доступных для покупки, энергоэффективность достигает лишь 14% от теоретически возможного максимума. Сейчас прикладывается много усилий для того, чтобы кардинально изменить принцип действия кондиционеров, сократив энергопотребление.

Некоторые исследователи ставят во главу угла долгосрочную энергоэффективность и разрабатывают полностью электрические твердотельные системы контроля температуры, в том числе термоэлектрические и электрокалорические устройства. Также рассматриваются методы, которые можно внедрить в ближайшем будущем. Например, некоторые исследователи ищут способы снизить количество влаги, проходящее через кондиционер. 

Правительства разных стран нередко проявляют инициативу, принимая нормы энергоэффективности. Кроме того, государства инвестируют в разработку технологий на ранних этапах и спонсируют конкурсы инноваций, такие как Global Cooling Prize. Один из примеров работы в этой области — «программа перспективных технологий», которую запустил департамент строительных технологий министерства энергетики США. 

Цель программы — «к 2030 году снизить интенсивность использования электроэнергии в зданиях США на 30% по сравнению с 2010 годом». Совместно с национальными лабораториями и отраслевыми партнёрами департамент работает над созданием и запуском на рынок новых энергоэффективных технологий. В рамках этого проекта действует подпрограмма, сфокусированная на системах отопления, вентиляции и кондиционирования.

Все эти инициативы — хорошее начало. Безусловно, они необходимы, но не менее важно, чтобы бизнес выступил с инновациями и способствовал их внедрению. Если с помощью нашей изобретательности и ответственного подхода мы повысим энергоэффективность охлаждения зданий, это будет колоссальным шагом к созданию экологически устойчивого мира. И тогда мы сможем восхищаться технологией кондиционирования воздуха уже без оговорок.

Автор: Нареш Шанкер, главный директор по технологиям Xerox

Фото: Adobe Stock