התעשייה בישראל ובעולם בדרך לשינוי משמעותי שעתיד להוביל אותן לעבר עתיד ירוק וחסכוני יותר. הפריאון המזיק כבר יצא מהחוק במקומות רבים בעולם ולא מן הנמנע שאותו הדבר יקרה גם בישראל, אך עדיין לא ברור מה זהות גז הקרר שיחליף אותו. מהו בעצם פריאון ומדוע חשוב כל כך להחליף אותו? והאם ה- 2CO בדרך להיות הפתרון הירוק והמשתלם לפליטת גזי חממה? הכנו לכם מדריך מיוחד שיסביר על המהפכה המתחוללת היום בענף וכיצד היא תשפיע עליכם ועל הכיס של כולנו.
בעיית שינויי האקלים והשלכותיו היא אחד הנושאים המדוברים ביותר במאה ה-21, ובצדק. אם לא נצמצם באופן מסיבי את גזי החממה הנפלטים בתעשייה, יכול מאוד להיות שזה כבר יהיה מאוחר מדי.
לאחרונה, יותר שחקנים בענפי המיזוג והקירור מתנסים בחלופות בדמות גזי קרר ירוקים יותר שאינם פוגעים בסביבה. אחד השמות המוזכרים מועמדים להחליף את הפריאון הוא ה-CO2. עם זאת, עולה השאלה – האם הפחמן הדו-חמצני באמת מתאים יותר להיות גז הקירור הראשי של התעשייה?
אולם, לא מדובר רק בשאלה על איכות הסביבה, אלא זו גם שאלה כלכלית. ישנם פתרונות שאינם רק ירוקים יותר, אלא גם משתלמים יותר עבור חברות מסחריות. דוגמה בולטת לכך הוא ה-CO2 הנחשב ליעיל פי 3 יותר מפריאון מבחינה אנרגטית.
אז קודם כל נבין מהו פריאון ומדוע בכלל קיים צורך להחליף אותו.
מה זה פריאון בכלל?
למעשה לא מדובר בגז אחד, אלא בקבוצת הגזים CFC's (כלור-פלואור-פחמני), שהשם המסחרי שלהם הוא פריאון. גזים אלה משמשים לרוב כגז קרר (מדובר בחומר הנמצא במערכת הקירור ומשנה את מצב צבירתו מגז לנוזל ולהפך בתהליך הקירור וההקפאה) קבוצה זו נכנסה לשימוש כגז קרר כבר בתחילת שנות השלושים, וצברה תאוצה עד כי בשנות ה-60 הפכו גזי הפריאון לגזים העיקריים בתעשיית הקירור.
מה הבעיה עם פריאון?
בשנות ה-70 גילו מדענים כי השימוש בגזי פריאון (במיוחד R22 ו-R507) מגיע עם מחיר כבד לסביבה – פגיעה בשכבת האוזון המגינה על מינים רבים מפגיעת קרני UV. מסיבה זו ממש, נחתמה ב-1985 אמנת וינה להגנה על שכבת האוזון, ו-4 שנים לאחר מכן נכנס לתוקף "פרוטוקול מונטריאול" – אמנה מיוחדת עליה חתומות 183 מדינות שונות, ובה נקבע בין היתר כי עד 1996, ייפסק ייצור ה-CFCs במדינות המפותחות עד כדי עצירה מוחלטת של השימוש בגז. למרבה הצער, שתי חלופות עיקריות שנוסו במקום הפריאון, HCFC ו-HFC, התבררו כמזיקות לא פחות.
מה זה HFC ואיך הוא שונה מ-HCFC?
גם HCFC וגם HFC הם תרכובות פלואורואורגניות הנמצאות בשלב הגז בטמפרטורת החדר. HCFC מתייחס להידרו-כלורו-פלאורו-פחממנים, בעוד HFC מתייחס להידרו-פלאורו-פחממנים. ההבדל העיקרי בין HCFC ל-HFC הוא שהראשון מכיל כלור ועלול לגרום נזק לשכבת האוזון, בעוד שה-HFC נקי מכלור ואינו פוגע בשכבת האוזון. עם זאת, חשוב להבין כי HFC נחשב כגורם להתחממות גדול בהרבה מ- CO2(לפחות פי 14,000). על אף זאת, HCFC הוצא כבר משימוש בעוד שב-HFC עדיין נעשה שימוש נרחב בתעשייה כיום ברחבי העולם.
מהי החלופה הבריאה יותר לסביבה?
רבים מדברים על מעבר לפתרון טבעי יותר כגון אמוניה, פרופן, אך מדובר בחומרים דליקים בעלי פוטנציאל לנזק סביבתי במקרה של תאונה או תקלה. באופן די מפתיע, דווקא CO2 הוא הפתרון הירוק והבטוח ביותר לשמש כגז קרר. אולם, בשביל כך יש צורך במערכת טרנסקריטית.
מהי מערכת CO2 טרנסקריטית?
במערכות קירור CO2 טרנסקריטית, ה- CO2פועל לפעמים או באופן בלעדי מעל הנקודה הקריטית. בניגוד למערכות תת-קריטיות, מערכות CO2טרנסקריטיות כוללות מצנן גז לפיזור חום, ומשתמשות בשסתום התפשטות בלחץ גבוה כדי לשלוט בהחדרה למאייד. למעשה, מערכת זו נחשבת ליעילה פי 3 יותר ממערכות פריאון.
איך היא עובדת?
הפחמן הדו חמצני מאופיין ביכולת להגיע לצמיגות מאוד נמוכה, והוא לא משתנה מהר יחסית בתנאי לחץ. זה מאפשר את הקיום של מחזורים טרנסקריטיים. הכוונה היא למעגליות בה לחץ הפריקה של המדחס גדול מהלחץ הקריטי, ולכן לא ניתן לעבות את נוזל הקירור, כלומר לחץ הפריקה של המדחס גדול מהלחץ הקריטי.
מה ההבדל בין קירור CO2 תת-קריטי וטרנסקריטי?
ההבדל העיקרי הוא בטמפרטורה של הפחמן דו חמצני בעת השימוש. במערכת תת קריטית הטמפרטורה של ה- CO2 בשלב האיזותרמי לאחר דחיסה של הנוזל היא מתחת לטמפרטורה הקריטית. מצד שני, במערכות טרנסקריטיות, CO2 מקורר אך אינו מתעבה ביציאה של מצנן הגז, ונשאר מעל הטמפרטורה הקריטית.
מה היתרונות של מערכת CO2 טרנסקריטית?:
מלבד היותו גז קרר שאינו גורם לאפקט חממה או פגיעה באוזון (0=ODP), ל- CO2יש לא מעט יתרונות כגז קירור:
– ראשית, מבחינה בטיחותית מדובר בגז נהדר, זאת מכיוון שאינו דליק או רעיל, ומסווג בדרגת בטיחות A1 לפי תקן ASHRAE. ה- CO2הוא גם גז אדיש המאפשר שימוש במתכות ובפלסטיק ללא בעיה.
– מבחינה אנרגטית, מדובר בקרר היעיל ביותר לשימוש במערכות הקפאה, ובעיקר בטמפרטורות הנמוכות ממינוס 35 מעלות (הגז אינו יעיל מעבר למינוס 55 מעלות). בזכות מבנה ייחודי ועקב אפקט קירור נפחי גבוה במיוחד (לדוגמא – גבוה פי 9 מאמוניה לקבלת תפוקת קירור זהה), מערכות מבוססות על פחמן דו חמצני הן קטנות יותר מהמערכות המקובלות, ולכן קומפקטיות יותר וחוסכות בציוד.
– בשורה התחתונה, מכיוון שהוא זמין בטבע בשפע ומופק כתוצר לוואי של תהליכים בתעשייה, הוא נחשב לזול במיוחד בהשוואה לפריאון. זה ללא ספק היתרון הבולט ביותר שלו.
מה החסרונות של מערכות CO2טרנסקריטיות?
עם זאת, אלטרנטיבה זו אינה חפה כלל מחסרונות.
– במקרה של השוק הישראלי, החיסרון הכי בולט של CO2 הוא בערך שהוא מייצר בטמפרטורה הקריטית של 31 מעלות (בלחץ 73 בר). מכיוון שלאורך חודשים ארוכים הטמפרטורה הסביבתית בארץ היא מעבר לטמפרטורה הקריטית של הגז, יש צורך להוסיף מערכות סאבקולינג מבוססות פריאון או אמוניה, מה שנוגד את כל הרעיון מלכתחילה. אולם, בעזרת מערכת טרנסקריטית, בעיה זו למעשה מתבטלת.
– בנוסף, יש צורך ברמת הכשרה מקצועית גבוה ביותר לטכנאיי ההתקנה והתחזוקה, זאת מכיוון שפיצוצים במערכות בעלות לחצים גבוהים מסוג זה עלולים להיות מסוכנים במיוחד. סיבה נוספת לצורך בטכנאים מקצועיים ומוסמכים היא שפחמן דו חמצני הוא חסר צבע או ריח, כבד מהאוויר ונוטה להצטבר במקומות סגורים, נמוכים ולא מאווררים. לכן חשוב ביותר להקפיד על אמצעי אוורור מלאכותי בגובה אדם למניעת סכנת חנק.
אז למה בעצם לא החליפו את הפריאון ב- CO2עד היום?
הבעיה המרכזית שמונעת את אימוצו של CO2כגז הקרר הראשי של התעשייה, היא בעיקרה כלכלית ונוגעת לתשתיות. המערכות הקיימות כיום בתעשייה אינן מותאמות לעבודה עם פחמן דו חמצני, מה שמצריך את החלפתם. מהלך כזה דורש סכומים גבוהים במיוחד. בנוסף, עבודה על מערכות קירור המושתתות CO2 מחייבות הכשרה של טכנאי התקנה ותחזוקה, גם בכך מעורבת השקעה כלכלית לא קטנה כלל וכלל.
אולם המגמה הזו משתנה, מחירי גז פריאון על צורותיו השונות- עולים, בשל הרגולציה העולמית. בהתאם גם מחירי הציוד לשימוש בגז פריאון עולים והיצרניות הגדולות באירופה (BITZER, CARRIER, EPTA, TEKO ,TEWIS), עוברות לייצר ציוד מותאם לגז CO2.
מעבר לעלויות ההקמה חשוב לקחת בחשבון גם את עלויות התחזוקה והתפעול. אנשי המקצוע בענף טוענים שאלו יהפכו עם הזמן (ככל שיוטמע השימוש בטכנולוגיה מבוססת CO2) זהים אם לא נמוכים יותר מעלויות התחזוקה והתפעול שבשימוש בגז פריאון.
השורה התחתונה היא שכבר היום חייבים להקים מתקני קירור ב- CO2, זהו הפתרון היעיל והמשתלם יותר לעסק. בעוד שנים מעטות הפריאון יהיה אסור לשימוש, העולם הולך לכיוון זה, איתנו או בלעדינו. מעבר למשמעות הכלכלית, ישנה המשמעות הסביבתית – יש לנו רק כדור הארץ אחד ואם אכפת לנו מעתיד ילדינו, יש צורך לעשות שינוי קיצוני כל עוד אפשר.
