EU rajoittaa synteettisten kylmäaineiden käyttöä – mistä löytyvät ympäristöystävälliset korvaajat?
Kylmäaineet ovat suuren muutoksen edessä. EU:n F-kaasuasetus rajoittaa jatkossa voimakkaasti fluorattujen eli HFC-kaasujen käyttöä kylmälaitteissa ja lämpöpumpuissa. Vuodesta 2050 lähtien sallittuja ovat käytännössä vain niin sanotut luonnolliset kylmäaineet.
Muutoksen taustalla on tavoite torjua ilmastonmuutosta ja tuottaa energiaa hiilineutraalisti, kertoo Suomen Kylmäliikkeiden Liiton puheenjohtaja Mika Kapanen.
– Kylmäalaan ja lämpöpumppualaan liittyy erityisesti F-kaasuasetus, joka käsittelee fluorattuja synteettisiä kylmäaineita ja niistä halutaan nyt päästä eroon. Ja se taas nostaa luonnolliset kylmäaineet keskiöön, koska niillä pitäisi korvata nykyiset synteettiset kylmäaineet. Niin sanottujen HFC-kaasujen vaikutukset ilmakehään ovat hurjasti paljon haitallisemmat kuin luonnollisten kylmäaineiden.
Kylmäaineiden ilmastovaikutuksia mitataan niin sanotulla GWP eli Global Warming Potential -arvolla, joka luonnollisissa kylmäaineissa on huomattavasti pienempi kuin fluoratuissa kylmäaineissa.
– Nyt kiellettävissä kylmäaineissa GWP-arvo on vaikka yli 2000, mikä tarkoittaa, että yksi kilo kylmäainetta vastaa kahtatuhatta kiloa hiilidioksidia, jos sitä sattuisi pääsemään ilmakehään, selventää Lead Designer Timo Vesalo Gebwell Oy:stä.
Fluoratut kylmäaineet sisältävät myös niin sanottuja ikikemikaaleja, jotka kertyvät ihmisiin ja ympäristöön ja niiden käyttämiseen ja käytön rajoittamiseen on valmisteilla EU:ssa REACH-asetus. Luonnollisia kylmäaineita ovat esimerkiksi ammoniakki, hiilidioksidi, butaani ja propaani. Lämpöpumppualalla uuteen kylmäaineeseen siirtyminen tarkoittaa mittavia muutoksia.
Pääsuunnittelija Vesalo kertoo, että suunnittelupöydällä on nyt työkuormaa:
– Me suunnittelemme lämpöpumpputuotteemme kokonaan uudestaan, koska vanhat kylmäaineet poistuvat ja uudet luonnolliset tulee niiden tilalle. Koko tuoteperheet lämpöpumppualalla suunnitellaan, valmistetaan ja laboratoriotestataan kaikki alusta loppuuun uudestaan. Uusi G-Eco lämpöpumppusarjamme, josta julkaistiin kaksi ensimmäistä mallia toukokuussa, käy luonnollisella R290 kylmäaineella.
– Ennen kuin Timo pääsee suunnittelupöydälle, komponenttivalmistajien pitää omat komponenttinsa ja tuotteensa suunnitella ja rakentaa kaikki tuotelinjat uusiksi. Se ei ole mikään yhden päivän tai viikon juttu. Voi kestää vuosia ennen kuin kaikki toimijat saavat omat tuotteensa päivitettyä asetuksen mukaisia vaatimuksia vastaaviksi, muistuttaa Kapanen.
Uusille kylmäaineille soveltuvat komponentit, niiden saatavuus ja tuotekehitys ovat maailmanlaajuisesti aika pahasti kesken, harmittelee Vesalo.
– Eli ympäri maailmaa kehitystä tapahtuu koko ajan, ja pikkuhiljaa päästään suunnittelemaan ja valmistamaan valmiita tuotteita eri käyttötarkoituksiin.
Turvallisuus ennen kaikkea, mutta riskit ovat pienet
Siirtymä luonnollisiin kylmäaineisiin herättää kysymyksiä myös turvallisuudesta. Ne kun ovat usein herkästi syttyviä kaasuja. Kylmäalan konkari Mika Kapanen kuitenkin muistuttaa, että tähänkään mennessä Suomessa ei ole sattunut yhtään onnettomuutta näiden takia.
– En tiedä ainuttakaan. Jos nyt ruvetaan vouhkaamaan, että uudet kylmäaineet ovat syttyviä, palavia, räjähtäviä, niin pitää muistaa, että kaupoissakin on ollut propaanilla toimivia pieniä kylmälaitteita jo 20 vuotta, eikä vahinkoja ole sattunut yhtään. Sama hiilidioksidia käyttävissä laitteissa. Ammoniakki on erittäin turvallinen. Se haisee niin riskisti, että ihminen lähtee mieluummin karkuun kuin jää sitä haistelemaan. Ne ovat enemmän kuluttajien mentaalipuolella nämä muutokset.
– Kun oikein suunnitellaan ja valitaan komponentit ja koulutetaan henkilökunta, niin kaikki menee hyvin, sanoo Vesalo.
Komponenttivalmistajien hitaasta heräämisestä huolimatta, siirtymä luonnollisiin kylmäaineisiin on jo kovassa vauhdissa Gebwell Oy:ssä. Tuotemarkkinointipäällikkö Aku Leskinen kertoo, että yritys valitsi uusien G-Eco lämpöpumppujensa kylmäaineeksi propaanin, koska se soveltuu firman tuotteisiin hyvin.
– Kun tehdään lämpöpumppuja, jossa lämmön lähteenä on vaikka energiakaivo tai perinteinen maalämpö, ja yhtä aikaa tehdään tavanomaisia kiinteistön lämmityksissä tarvittavia lämpöjä, niin propaani soveltuu niihin hyvin, arvioi Leskinen.
– Lisäksi kun katselimme, mitä luonnollisia kylmäaineita sääntely jättää jäljelle tulevaisuuden varalle, niin vaihtoehdot olivat palavia tai palavia ja myrkyllisiä. Valitsimme siksi propaanin, täydentää teknologiajohtaja Mikko Ahlfors Gebwell Oy:stä.
Mitä kaikkea propaanin käytössä ja asennuksessa pitää huomioida, kun kyseessä on räjähdysherkkä kaasu? Paljonkin, sillä toimintaa säätelee ATEX-direktiivi. Siinä säädetään räjähdysvaarallisten tilojen laitteiden ja suojausjärjestelmien turvallisuudesta. Eli asennustilalle on määräyksiä ja esim. Gebwellin ratkaisussa turvallisuudesta huolehditaan monin tavoin, kertoo Ahlfors.
– Laitteet ovat hermeettisesti suljettuja ja sitä kautta vuotoriskit on minimoitu. Mikäli kuitenkin kävisi niin, että vuotoja pääsisi syntymään, niin itse lämpöpumpun laitetila tuuletetaan. Aikaisemmista laitteista poiketen näihin tulee rakentaa sellainen kanavisto, mikä tuulettaa laitetilaa ulos kiinteistöstä. Lämpöpumpussa on anturointi mahdollisen kylmäainevuodon varalle.
Mikko Ahlforsin mukaan ammattilaisille räjähdysherkän kaasun kanssa työskentely ei ole mikään ongelma, kaasua tarvitaan lämpöpumpuissa melko pieni määrä, noin maitopurkillisen verran minimissään ja maksimissaan viisi kiloa. Vertailun vuoksi: grillauksessa käytettävät nestekaasupullot painavat kymmenisen kiloa.
– Kun kyseessä on palava ja herkästi syttyvä aine, niin tietenkin riskiarviointi pitää palamisen osalta käydä läpi sekä laitteessa että asennettavassa kohteessa. Se on oleellisin.
Laitteen huollossa kannattaa kuitenkin olla tarkkana eikä luonnollisia kylmäaineita käyttäviä laitteita voi huoltaa kuka tahansa.
– Huoltaminen on asia, jossa kannattaa olla hereillä. Jos ja kun elinkaaren aikana vaihdetaan laitteisiin komponentteja, niin silloin kajotaan hermeettisesti suljettuun piiriin, jonka sisällä on palavaa ainetta. Asetuksen myötä tulee pätevyysvaatimuksia ihmisille, jotka voivat huoltoja tehdä, muistuttaa Ahlfors.
Propaanin edut: lämpöä tehokkaammin, edullisemmin ja ympäristöystävällisemmin
Propaani on tehokas kylmäaine ja sitä tarvitaan suhteessa pienempi täytösmäärä. Se tuo mukanaan monia etuja, vakuuttaa teknologiajohtaja Mikko Ahlfors Gebwell Oy:stä.
– Kun aine on tehokas, niin ei tarvitse investoida hirveän isoihin kompressoritilavuuksiin eikä lämmösiirrintilavuuksiin, mikä johtaa siihen, että laitteesta saadaan hyviä melko ekonomisesti.
Ahlfors näkee propaanin etuna vanhoihin kylmäaineisiin verrattuna myös sen, että propaanin avulla lämpöpumppu voi toimia matalammalla paineella. Tällä voi olla myös laitteen käyttöikää pidentävä vaikutus.
– Tiedämme, että kun tarvitsee tehdä matalampaa painetta järjestelmään, niin se ei ole alttiina niin kovalle stressille ja voisi olettaa, että järjestelmät ovat kestävämpiä. Tämän lisäksi propaanilla pystytään saavuttamaan sen fysikaalisien ominaisuksien takia korkeampia lämpötiloja kuin aikaisemmilla kylmäaineilla. Tämä johtaa kiinteistöjen lämmityksessä siihen, ettei enää tarvitsekaan ajaa lämpöpumpulla koko ajan laitteen toiminta-alueen rajalla, vaan voidaan tuottaa ne kiinteistön tarvitsevat lämpötasot aika helposti.
Käytännön esimerkkinä Ahlfors mainitsee lämpimän käyttöveden. Propaanilämpöpumpulla lämmin käyttövesi pystytään tekemään tosi paljon luotettavammin.
– Ajattelisin, että kiinteistössä, jossa lämmin käyttövesi on tärkeä asia, painottaisin valintaani kohti propaania.
– Saneerauspuolella patteriverkostoihin, jotka vaativat korkeampia lämpötiloja, propaanipumppu on sovelluksena myös hyvä, muistuttaa Aku Leskinen.
Milloin kiinteistön omistajan kannattaa sitten vaihtaa uuteen, luonnollisia kylmäaineita käyttävään laitteeseen? Fluoratut kylmäaineet sisältävät luontoon ja ihmisiin kertyviä ikikemikaaleja, jotka täytyy korvata tulevaisuudessa luonnollisilla kylmäaineilla. Ikikemikaalit kieltävä REACH-asetus tullee voimaan 2025–2026 ja siihen kaavaillaan 12 vuoden siirtymäaikaa. Uuden lämpöpumpun asentava kiinteistö voi siis arvioida käyttökohteen tarpeen mukaan, kannattaako vaihtaa luonnolliseen kylmäaineeseen nyt vai myöhemmin. Vanhat laitteet voi ja pitää käyttää loppuun, tosin huolto voi tulevaisuudessa olla haastavampaa kuin nyt, muistuttaa Energy Machinesin Mika Kapanen.
– Voi tosin olla, että vanhojen laitteiden huoltoon käytettävien kylmäaineiden saatavuus voi olla 2030-luvulla hieman heikompaa tai hinta voi olla aika korkea. Mutta käytössä olevaa ja toimivaa laitetta ei tarvitse poistaa. Se on se kaikkein tärkein.
Voisiko vanhaa pumppua päivittää ja vaihtaa HFC-kylmäaineen luonnolliseen kylmäaineeseen?
– Valitettavasti se ei onnistu. Vanhassa laitteessa ei välttämättä toteudu riskien hallinta. Sitten voi olla ihan öljyjen yhteensopivuus tai -sopimattomuus. Voiteluasiat on huomioitu propaanille tehdyissä kompressoreissa eri tavalla. Valveutuneen ihmisen kannalta suosittelisin, että käyttäisi nyt sen laitteensa loppuun. Kannattaa huoltaa ja ylläpitää laitetta, jotta se toimii hyvällä hyötysuhteella, johon se on suunniteltu. Ja sitten kun tulee aika vaihtaa, niin kerralla kokonaan uusi laite, arvioi Ahlfors.
Murros on lämpöpumppualalla joka tapauksessa iso. Teknologia mahdollistaa nyt sellaisia asioita tehtäväksi lämpöpumpuilla, jotka eivät olleet aiemmin mahdollisia.
– Päästään korkeampiin lämpötiloihin. Laitteiden elinkaaren ennuste korkeassa lämpötilassa on aikaisempaa parempi, jolloin voidaan ottaa suunnittelupöydälle sellaisia kohteita, mitkä on aiemmin sivuutettu tai tehty jollain muilla teknologioilla kuin lämpöpumpuilla. Kyllä tämä on tulevaisuuden kestävä ratkaisu, vakuuttaa teknologiajohtaja Mikko Ahlfors.
Kuuntele Nyt lämpenee! -podcastin luonnollisia kylmäaineita koskevat jaksot tästä:
Luonnolkiset kylmäaineet osa 2: Propaani lämmittää ympäristöystävällisesti