COP29: Bærekraftig kjøling for å håndtere klimaendringer

Med effektive standarder og økt fokus på energieffektive løsninger kan kjølesystemer bidra til både klimakutt og energieffektivisering.

SINTEF deltar på COP som en uavhengig observatør og vi er forpliktet til å fremme bærekraftige klima- og energiløsninger. For å støtte dette gir vi råd til klimaforhandlerne om 15 sentrale områder med potensial til å redusere utslippene betydelig.

• SINTEFs råd for COP29: Teknologi for en raskere global klimaomstilling.

Anbefalinger for bærekraftig kjøling

• Prioriter utvikling og implementering av effektive og konkurransedyktige kjølesystemer med naturlige medier som CO₂, NH3 og HC, som gir en langsiktig og klimavennlig løsning uten uønskede helse- og miljøeffekter.
• Legg begrensninger på kjølemedier med GWP over 150, samt forby fluorinerte medier som faller inn under PFAS-definisjonen for å unngå uønskede miljø- og helseeffekter.
• Støtt utviklingen av standarder som tillater større fyllingsmengder av hydrokarboner (HC) i varmepumper og kjøleanlegg, for effektiv avkarbonisering av oppvarming og kjøling i bygg.
• Invester i utviklingen av høytemperatur varmepumper med naturlige medier. Dette kan dekke varmebehov i industrien mellom 100-200°C og være en nøkkel til avkarbonisering av industrielle prosesser.
• Iverksett bærekraftige kjøle- og oppvarmingsløsninger i hele matverdikjeden for å fremme energieffektive løsninger og unngå matsvinn.
• Utvikle tekniske løsninger for varmepumper som kan fortrenge bruk av fossile varmekilder i bygninger og industri.

Problem

Bærekraftig kjøling ble løftet fram som et viktig tema av COP28s presidentskap og beholder aktualitet under COP29. Ifølge UNEP er en bærekraftig strategi for kjøling avgjørende for å håndtere klimaendringene, da kjøling er viktig både for klimatilpasning og for reduksjoner av klimagassutslipp. Med global oppvarming og økende ekstremtemperaturer vil dessuten behovet for kjøling øke.

Klorfluorkarboner (KFK) er en gruppe luktfrie og kunstig fremstilte kjemikalier. Tidligere ble de ofte brukt i spraybokser, kjøleskap og klimaanlegg og i en rekke andre produkter. Det viste seg at disse bidro til å bryte ned ozonlaget. Global enighet om Montrealprotokollen, som trådte i kraft i januar 1989, innførte forbud mot bruk av KFK. Erstatningen ble i stor grad hydrofluorkarboner (HFK). HFK har ikke ozonnedbrytende egenskaper, men har siden vist seg å være svært kraftige klimagasser. I januar 2019 trådte Kigali-tillegget i Montrealprotokollen i kraft, noe som innebærer en gradvis reduksjon av HFK-forbruket. Ved å gå over til ozon- og klimavennlige alternativer kan vi unngå mer enn en halv grads temperaturøkning på jorda innen utgangen av århundret.

En ny bekymring har oppstått i den senere tid knyttet til erstatningsstoffer for HFK, så kalte HFO-er, som har lav GWP (global warming potential) men faller inn under kategorien PFAS (Perfluorerte stoffer). De brytes helt eller delvis ned til TFA (trifluoreddiksyre) som senere akkumuleres i naturen som «evighetskjemikalier». Dette kan ha mange mulige negative effekter for menneskers helse og for miljøet. Det finnes foreløpig ingen restriksjoner for disse stoffene, men 5-lands gruppen, hvor Norge deltar sammen med Tyskland, Nederland, Danmark og Sverige, har foreslått å fase ut disse stoffene. En avklaring fra EUs kjemikaliebyrå ECHA ventes tidligst i 2025.

Kjøling er også energikrevende og hvor bærekraftig den er, avhenger av hvilken energikilde som benyttes. Bruk av fornybar energi til kjøling er miljøvennlig, men i områder som er basert på fossile kilder for kraftproduksjon, vil kjøling ved bruk av elektrisitet føre til betydelige indirekte klimautslipp. Det er derfor avgjørende at alle kjøleanlegg har høyest mulig energieffektivitet. Dette inkluderer ikke bare bruk av komponenter og systemer med høy energieffektivitet, men også utnyttelse av overskuddsvarme, samt å redusere behovet for kjøling og oppvarming i størst mulig grad.

Løsning

Å møte behovene for kjøling på en bærekraftig måte kan hjelpe over en milliard mennesker med klimatilpasning og redusere kostnadene knyttet til energitransisjonen fra fossile brensler til fornybare energikilder med anslagsvis 3,5 billioner dollar innen 2030, ifølge UNEP.

SINTEF og NTNU har verdensledende ekspertise på bærekraftig og fornybar kjøling, med særlig vekt på kjølemedier som naturlig forekommer i biosfæren. Bruk av disse mediene gir en langsiktig og klimavennlig løsning som er robust for fremtidige utfordringer, uten risiko for uventede negative miljømessige eller helsemessige effekter. Mange av landene, spesielt lavinntektsland (A5), kan hoppe direkte over fra HKFK og HFK stoffer til bærekraftige alternativer, uten å gå via midlertidige løsninger som må fases ut om få år.

En viktig del av løsningen er å utvikle teknologier for varmepumper og kjøleanlegg som kan erstatte fossile varmekilder til romoppvarming eller industrielle prosesser. Hydrokarboner (HC) og andre naturlige medier er svært godt egnet til dette formålet, men dagens standarder begrenser kapasiteten, spesielt for brennbare medier. Utvikling av nye standarder som tillater større fyllingsmengder er derfor nødvendig for å utnytte dette potensialet. I tillegg bør det legges vekt på å integrere systemer for utnyttelse av overskuddsvarme, som kan bidra til å redusere energibehovet ytterligere og forberede total energieffektivitet.

I tillegg til å erstatte potente klimagasser og direkte utslippskutt, kan naturlige kjølemedier også bidra til en energibesparelse. For supermarkeder som bruker CO₂ som kjølemedium, er det blitt demonstrert en reduksjon av strømforbruket på omtrent 35 prosent gjennom å integrere alle behovene for kjøling, frysing, oppvarming og klimakjøling i samme anlegg. Mer enn 85 000 slike anlegg anslås nå å være installert globalt.

Et annet eksempel er fiskefartøy, hvor fisken må kjøles eller fryses. I store deler av den globale fiskeflåten brukes fortsatt HKFK 22, som både har ozonnedbrytende effekt og er en betydelig klimagass, mens man i Norge stort sett bare bruker naturlige kjølemedier (NH₃ og CO₂). Med enkle effektive kjøleanlegg kan man spare mye mat, som trengs til en økende befolkning. Ser man på langtransport med kjølte varer i kjølecontainere (container reefers) så brukes også stort sett HFK-er til dette. Her er et stort potensial for forbedring, hvis man utvikler og tar i bruk effektive kjølesystemer med CO₂.

SINTEFs hovedanbefaling til COP: Norge bør innta en ledende rolle ved å etablere forsknings- og utviklingsprogrammer som fremmer bærekraftige energiløsninger, der norske aktører aktivt samarbeider med partnere i lav- og mellominntektsland.