Vierailimme Leppävirralla Gebwellillä tutustumassa maalämpöpumppujen ja lämmönjakokeskusten valmistamiseen Karelian toisen vuoden energia- ja ympäristötekniikan opiskelijoiden kanssa lokakuussa. EU:n kaasuasetuksen mukaisesti perinteisille kylmäaineille haetaan ympäristö- ja ilmastoystävällisempiä vaihtoehtoja.
Kylmäaineiden ympäristövaikutukset
Fluoratuilla kasvihuonekaasuilla eli F-kaasuilla on erittäin voimakas ilmastoa lämmittävä vaikutus. F-kaasuja hyödynnetään muun muassa lämpöpumppulaitteistoissa. F-kaasujen vaikutus otsonikerrokseen on ollut aiemmin käytössä olleisiin ensimmäisen ja toisen sukupolven kylmäaineisiin verrattuna pieni. Aiemmin käytössä olleiden halogenoitujen hiilivetyjen otsonikerrosta heikentävä vaikutus tunnistettiin 1970-luvulla, mutta varsinaiset rajoitustoimenpiteet tulivat käyttöön vasta 1987 Montrealin sopimuksessa. Nyt aiemmin ympäristöystävällisemmäksi todetut F-kaasut ollaan korvaamassa niiden aiheuttamien ilmastovaikutusten seurauksena.
Tässä edellä kerrotussa kuvastuu näkökulma siitä, kuinka tärkeää olisi toteuttaa perusteelliset vaikutustenarvioinnit silloin, kun suunnitellaan käyttöönotettavaksi uudenlaisia aineita ja tekniikoita. Vaikka positiivisia vaikutuksia onkin saatu aikaan otsonikerroksen osalta, on negatiivisia vaikutuksia luotu ilmastonmuutoksen näkökulmasta. Ilmastovaikutusten ohella nykyiset HFC-kylmäaineet ovat ongelmallisia niiden hajoamistuotteiden pysyvyyden osalta.
Luonnolliset kylmäaineet
EU:n F-kaasuasetuksen mukaisesti vuoden 2050 jälkeen ei käytössä saa olla muita kuin niin sanottuja luonnollisia kylmäaineita. Asiaa tarkastellaan myös REACH-asetuksessa, jonka mukaan ympäristössä pysyvien kemikaalien käyttö tulee lopettaa. Tämä voi johtaa siihen, että siirtymäajoista huolimatta, voi nykyisten kylmäaineiden saatavuus heikentyä jo 2030-luvulla.
Luonnolliset kylmäaineet eivät aiheuta haittaa otsonikerrokselle ja samanaikaisesti niiden vaikutus ilmastoon on lähes olematon. Tällaisia luonnollisia kylmäaineita ovat esimerkiksi hiilidioksidi, ammoniakki ja hiilivedyt, kuten propaani.
Kylmäaineiden vaikutuksia tarkastellaan kahden indikaattorin avulla. ODP (Ozone Depleting Potential) eli otsonikatopotentiaali kuvaa ilmakehän kloorifluorihiilivetyjen kykyä aiheuttaa haittaa otsonikerrokselle. Mitä pienempi ODP-arvo on, sitä paremmat ovat kylmäaineen ympäristöominaisuudet. Toinen tarkasteltava indikaattori on GWP (Global Warming Potential) eli ilmaston lämpenemispotentiaali, joka kuvastaa kasvihuonekaasupäästöjen aiheuttamia ilmastovaikutuksia tietyn ajan kuluessa (yleensä 100 vuotta).
Hiilidioksidin GWP on 1,0 ja muiden kasvihuonekaasujen lämmityspotentiaali rinnastetaan hiilidioksidiin. Lämpöpumpuissa tyypillisesti hyödynnettävien kylmäaineiden, kuten R410A, GWP on jopa yli 2000. Propaanin (R290) GWP-kerroin on 0,02 ja ODP 0. Tästä voidaan siis huomata, että aiemmin maalämpöpumpuissa hyödynnettyjen kylmäaineiden ilmastovaikutus on useita tuhansia kertoja suurempi luonnollisiin kylmäaineisiin verrattuna.
Propaanimaalämpöpumput
Gebwellin tehdasvierailulla esiin nousivat toistuvasti propaania kylmäaineenaan hyödyntävät maalämpöpumput. Propaanilämpöpumput ovat tuotekehitystoiminnan ytimessä.
Propaani on syttyvää ja sen takia propaanin hyödyntäminen maalämpöpumpuissa vaatii tiettyjä erityistoimenpiteitä. Muutoksia tarvitaan lähinnä maalämpöpumpun kotelointiin ja tilan tuuletukseen. Tehtaalla muutokset kohdentuivat maalämpöpumppujen kylmäaineiden täyttämiseen liittyviin toimintoihin ja tekniikoihin.
Propaanin termodynaamiset ominaisuudet ovat hyvät eli se mahdollistaa korkeiden menolämpötilojen tuottamisen lämmitysvesikiertoon. Eri lähteiden mukaan menolämpötilat voivat olla jopa 75 astetta, kun ne perinteisten maalämpöpumppujen osalta jäävät 55 asteeseen. Kokonaisuudessaan propaanimaalämpöpumppuja voidaan pitää energiatehokkaampina myös matalampien käyttöpaineiden näkökulmasta.
Paluu vanhaan
Historia kertoo, että propaania käytettiin ensimmäisen kerran kylmäaineena jo 100 vuotta sitten. Propaanista luovuttiin tuolloin, koska palamattomien ja myrkyttömien kylmäaineiden kehitys otti isoja harppauksia. Nyt olemme siis palaamassa aiemmin hyödynnettyihin luonnollisiin kylmäaineisiin sen jälkeen, kun olemme todenneet synteettisten kylmäaineiden ympäristölle aiheuttamat haitat.
Matkamme jatkui Leppävirralta Tampereen energiamessuille, jossa propaanimaalämpöpumput olivat myös vahvasti esillä. Uusiutuvan energian ratkaisujen edelleen kehittäminenkin on tarpeen silloin, kun todetaan, että epäkohtia tuotantoteknologiaan tai siinä hyödynnettäviin aineisiin huomataan.
Kirjoittaja:
Anniina Kontiokorpi, lehtori, Karelia-ammattikorkeakoulu
Lähde:
Gebwell. Kahdeksan syytä valita propaani. https://gebwell.fi/ajankohtaista/kahdeksan-syyta-valita-propaani/