Kylmäaineissa eletään pitkään kestänyttä murrosvaihetta

Kylmäainelainsäädäntö asettaa merkittäviä rajoitteita kylmäaineiden käytölle. Uusien kylmäaineiden maahantuontia rajoittavat pienenevät kiintiöt, joten joidenkin kylmäaineiden saatavuus voi vaikeutua. Vaihtoehtoina vanhoille kylmäaineille ovat korvaavien kylmäaineiden käyttö tai vanhan kylmäaineen talteen otto ja puhdistus eli regenerointi. Tässä artikkelissa tarkastelen näitä vaihtoehtoja lähemmin.

Kylmäainelainsäädännön mukaan kaikki jäähdytys- ja ilmastointijärjestelmissä olevat HFC-kylmäaineet on otettava talteen järjestelmää tyhjennettäessä. Regeneroituja kylmäaineita, joiden GWP on yli 2500, voidaan käyttää vielä vuoteen 2030. F-kaasuasetus kielsi 1.1.2020 alkaen sellaisten kiinteiden kylmälaitteiden markkinoille saattamisen, joissa käytettävän HFC-kylmäaineen GWP-arvo on 2500 tai korkeampi, poikkeuksena – 50 °C tai kylmemmän säilytyslämpötilan laitteet. Sama kielto astui voimaan yhtä aikaa myös omakoneellisille, ammattikäyttöön tarkoitetuille kylmälaitteille.

Markkinoille on tullut tarjolle korvaavia, matalamman GWP:n (Global Warming Potential) kylmäaineseoksia kuten R448A, R449A ja R452A, jotka edelleenkin sisältävät HFC-komponentteja. Näillä kylmäaineilla voidaan korvata esim. R404A varsin hyvin, mutta silti niillä on melko korkea GWP-arvo (R452A GWP 2141).

Investointina korvaava kylmäaine on edullinen vaihtoehto, mutta seurannaisvaikutuksena voi olla kylmälaitteen hyötysuhteen heikkeneminen ja energiankulutuksen kasvu. Omakoneellisissa laitteissa seuraava rajoitustoimi tapahtuu jo runsaan vuoden kuluttua, jolloin GWP-rajaa lasketaan kotitalouslaitteissa jo nyt käytössä olevaan 150:een. Tämä karsii käytettävissä olevia vaihtoehtoja merkittävästi uusien laitteiden osalta.

Uusien järjestelmien korkea hankintahinta asettaa rajoituksia

Kokonaan uusia laitteita tarkasteltaessa, hiilidioksidi (R744) ja luonnolliset kylmäaineet (R290, R600, R600a) ovat nousseet varteenotettaviksi vaihtoehdoiksi. R744 osalta itse järjestelmän korkea hankintahinta on rajoittanut tämän vaihtoehdon yleistymistä ravintola- ja ammattikeittiökäytössä. Hyvän vaihtoehdon tarjoaa esimerkiksi waterloop-järjestelmät, joissa kylmäaineena on R290 ja lämmönvaihtimen kautta lauhdelämpö siirretään nestepiiriin edelleen hyödynnettäväksi.

Luonnolliset kylmäaineet ovat helposti syttyviä, mikä rajoittaa niiden käyttöä 150 g tai suuremmilla täytöksillä kylmä- ja pakastehuoneissa. Kaapeissa ja jäähdytys- sekä pakastuslaitteissa täyttöraja on muutettu riskiarvioperusteiseksi, jolloin esimerkiksi R290 enimmäistäyttö piiriä kohden on 494 g.

Markkinoilla on merkittävä määrä kylmälaitteita, joiden elinkaari ei ole vielä edes puolivälissä, ja joiden toiminta perustuu korkean GWP:n HFC-kylmäaineisiin, kuten R404A:an. F-kaasuasetus mahdollistaa niiden huoltokäytön myös regeneroidulla kylmäaineella aina 1.1.2030 asti. Tämä tarjoaa kustannustehokkaan vaihtoehdon järjestelmien ylläpidolle ja elinkaarikustannusten minimoimiselle. Tällä hetkellä ei ole tarjolla yhtään korvaavaa kylmäainetta, mikä tarjoaa tällaiselle käytössä olevalle laitteistolle energiatehokkaampaa vaihtoehtoa kuin se kylmäaine, jolle laitteisto on suunniteltu.

Valittavana on kolme vaihtoehtoa

Mikäli huollon aikana on tarve ottaa kylmäaineet talteen järjestelmästä, on jatkotoimenpiteiksi tarjolla käytännössä kolme vaihtoehtoa:

1. Täytetään laitos siitä talteen otetullakylmäaineella ja lisätään tarvittaessa regeneroitua kylmäainetta oikean täyttömäärän saavuttamiseksi. Riskinä on se, että talteen otettu kylmäaine sisältää epäpuhtauksia tai seoksen seossuhteet eivät ole enää alkuperäistä vastaavia. Ratkaisu on huoltokustannusten kannalta halvin, mutta voi kostautua lyhentyneenä käyttöikänä. Se voi aiheuttaa järjestelmässä normaalia korkeampia käyttöpaineita, lisääntyvää energiankulutusta ja heikentää kylmätehoa. Tämä voi muodostua riskiksi elintarviketurvallisuudelle.
2. Vaihdetaan kylmälaitokseen sopiva, korvaava kylmäaine. Laitoksen kylmäainetäytöksen laskennallinen GWP-kuormitus alenee, mutta energiankulutus saattaa kasvaa ja kylmäteho heikentyä. Lisäksi talteen otettukylmäaine tulee toimittaa kierrätettäväksi tai hävitettäväksi vaarallisena jätteenä, mikä lisää kustannuksia. Lisäksi uusi, korvaava kylmäainetäytös on pois jälleen pienenevästä kylmäainekiintiöstä ja lisää ympäristön kemikaalikuormitusta uuden markkinoille saatettavan kylmäaineen muodossa.
3. Toimitetaan talteen otettukylmäaine regeneroitavaksi ja käytetään sitä uudelleen laitoksessa. Minimoidaan syntyvän vaarallisen jätteen määrä ja varmistetaan laitoksen energiatehokas ja luotettava toiminta.

Regenerointi on ympäristöystävällisin vaihtoehto

Talteen otetulla ja regeneroidulla kylmäaineella on keskeinen rooli autettaessa teollisuutta vastaamaan F-kaasuasetuksen vaiheittaisiin alasajoihin. Regeneroidut HFC-tuotteet ovat ”kiintiövapaita”, joten ne ovat ratkaisevan tärkeitä sen varmistamiseksi, että markkinoilla on tarpeeksi tuotetta kysynnän tyydyttämiseksi, koska kiintiön vaiheittainen aleneminen vaikuttaa saatavuuteen.

Regeneroitua tuotetta voidaan edelleen käyttää, mutta näiden korkean GWP-arvon omaavien kylmäaineiden saatavuus riippuu täysin regeneroimiskelpoisten kylmäaineiden saatavuudesta sekä niiden kysynnästä, jos se ei ylitä sitä määrää, joka palaa uudelleenkäsittelyyn seuraavien vuosien aikana.

Kylmäaineisiin, joiden GWP on yli 2500, kuuluvat R404A, R507A, R422A, R422D, R428A ja R434A. Vaikka oletetaan, että regeneroitua R404A:ta saattaa olla saatavilla jonkin aikaa, joitain muita kylmäaineita ei välttämättä ole yhtä helppo hankkia kaikilta toimittajilta. Käyttämällä regeneroitua kylmäainetta voidaan vähentää myös hiilijalanjälkeä, koska se vähentää uusien korvaavien kylmäaineiden tarvetta ja tuotantoa.

Regeneroitu kylmäaine on ihanteellinen keskipitkän aikavälin ratkaisu järjestelmille, jotka käyttävät edelleen> 2500 GWP: n kylmäaineita. Pitkällä aikavälillä on tehtävä muitakin toimenpiteitä. Regeneroidun kylmäaineen käyttö antaa aikaa päätöksentekoon ja rahoituksen hankkimiseen uudelle laitteistolle, jossa on huomioitu ympäristö- ja energiankulutus sekä lämmön talteen oton ja kierrätyksen näkökulmat.

Kierrätetty vai regeneroitu?

Regeneroitua kylmäainetta kutsutaan usein virheellisesti kierrätetyksi kylmäaineeksi. Termit kuulostavat samanlaisilta, mutta todellisuudessa ne ovat kaksi eri asiaa. Regeneroitu kylmäaine on testattu, puhdistettu, täydennetty ja analysoitu niin, että se täyttää täysin uuden kylmäaineen ominaisuudet ja vaatimukset.

Kierrätetty kylmäaine on vain peruspuhdistettua, eikä siihen liity analyyseja tai laadunvarmistusta spesifikaation tai puhtauden suhteen.

Jos talteen otettu kylmäaine palautetaan järjestelmään puhdistamattomana, laite ei välttämättä toimi samalla tavalla kuin uudella tai regeneroidulla kylmäaineella. Regeneroimaton kylmäaine voi aiheuttaa energian kulutuksen lisääntymistä, kylmätehon pienentymistä sekä altistaa toimintahäiriöille

Mitä regenerointi sitten on? 

Regeneroitaessa kylmäainetta, palautetaan se ominaisuuksiltaan täysin uutta vastaavaksi. Aluksi se analysoidaan, jotta voidaan varmistaa, ettei sinne ole jäänyt sellaisia vieraita aineita, mitkä estäisivät sen regeneroinnin. Harvinaisemmissa tapauksissa riskinä on, että talteen otettu kylmäaine voi olla sinne kuulumattomien ainesosien vuoksi regenerointikelvotonta. Kylmäaineen sisältämä kosteus tai happopitoisuus ei ole ongelma.

Alkuanalyysin jälkeen kylmäaine käsitellään tislaus-, puhdistus- ja kuivausprosesseilla takaisin uutta vastaavaksi AHRI 700 -standardin mukaiseksi. Tästä annetaan myös analyysitodistus.

Prosessi mahdollistaa käsitellyn kylmäaineen saattamisen markkinoille regeneroituna tuotteena. Käsitellyn kylmäaineen jätestatus poistuu ja näin regenerointi vähentää huollossa syntyvän jätteen määrää ja ympäristökuormitusta.

F-kaasuasetus edellyttää, että kaikki regeneroitua kylmäainetta sisältävät pullot on merkittävä, niillä on oltava eränumero ja merkinnöistä on jäljitettävyyden helpottamiseksi käytävä ilmi, missä se on jalostettu uudelleen. Kaikkiin käyttäjien ja regenerointilaitosten on pidettävä kirjaa siitä, mistä talteen otetut kylmäaineet ovat peräisin ja minne niitä on regeneroituna toimitettu käytettäväksi.

Käyttämällä regeneroitua kylmäainetta mahdollistetaan käytössä olevien laitosten elinkaarisuunnittelu niin, että laitoksia voidaan hallitusti uusia kokonaan uusille järjestelmille ja kylmäaineille ilman, että käyttökelpoisten laitosten ylläpitokustannukset kasvavat kohtuuttomasti. Samalla vähennetään syntyvän jätteen määrää ympäristövastuullisesti.

Ari Kahrola
Tuotepäällikkö
Darment Oy