Вопросы сохранения окружающей среды путем сокращения предприятиями вредных выбросов являются крайне актуальными в современном мире. С ними столкнулись все отрасли промышленности, не стали исключением и области промышленного и бытового холода: домашний холодильник, кондиционеры, промышленные холодильные установки, камеры шоковой заморозки, холодильные витрины и т.д. — все то, без чего уже не мыслима современная жизнь. Хорошо известно, что искусственное охлаждение связано с осуществлением термодинамических циклов холодильных машин, которые основаны главным образом на фазовых превращениях тел, называемых рабочими веществами или хладагентами.
Уже 100 лет как люди научились создавать искусственный холод, используя его в самых различных областях своей деятельности. Но по-настоящему массово холодильные и климатические установки начали применяться с 1930-х годов. Толчком для развития холодильной техники стало изобретение хладагентов (холодильных агентов), то есть веществ, используемых в холодильных установках для охлаждения среды: фреонов — фтор- и хлорсодержащих насыщенных углеводородов. Долгое время основными холодильными агентами были аммиак, углекислый газ и двуокись серы. В 1930 году был создан дихлордифторметан, что кардинально изменило ситуацию в сфере производства холода. В то время этот хладагент, которому дали название «фреон» и обозначили R12, казался идеальным по своим характеристикам и свойствам.
В дальнейшем на базе фторхлоруглеродов был получен ряд новых фреонов с отличными от R12 свойствами. Маркировать их решили по химическому составу: первая цифра после R — число атомов углерода, уменьшенное на единицу, вторая — число атомов водорода, увеличенное на единицу, а третья цифра — число атомов фтора. Стоит отметить, что фреонами часто называют хладагенты, хотя не все охлаждающие агенты относятся к данной группе. В 1944 году химик «Дженерал Моторс» впервые синтезировал соединение дихлордифторметана, которое стали использовать в охлаждающих установках. Позже продукт назвал фреоном, обладает правами на это фирменное название The Chemours Company.
Фреоны — бесцветные газы или жидкости без запаха, обладают уникальными свойствами. Они хорошо растворимы в неполярных органических растворителях, растворяют масло, но нерастворимы в воде и полярных растворителях, не проводят электрический ток. Фреоны очень инертны в химическом отношении, устойчивы к действию кислот и щелочей поэтому они не горят на воздухе, невзрывоопасны даже при контакте с открытым пламенем.
Особенностью фреона является его способность закипать при низких температурах и переходить из жидкого состояния в газообразное, и наоборот. Во время фазового перехода из жидкого состояния в газообразное (испарение) происходит поглощение теплоты, а во время фазового перехода из газообразного в жидкое (конденсация) происходит передача теплоты. Они используются как рабочие тела в холодильных установках, в качестве пропеллентов для аэрозолей и компонентов огнетушащих составов.
Однако после длительного использования этих хладагентов выяснилось, что утечки фреона оказывают огромное влияние на окружающую среду. При взаимодействии с воздухом и нагревании свыше 250℃ они образуют ядовитые продукты. В 1974 году в США ученые Калифорнийского университета сделали открытие, согласно которому эти вещества могут разрушать над Землей на высоте 15-50 км озоновый слой, защищающий планету от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца, губительного для земной жизни. Содержание озона в атмосфере составляет всего 0,001%, но он поглощает 99% вредного излучения, поэтому даже незначительное уменьшение содержания озона в атмосфере может иметь существенные негативные последствия.
Большинство стран мира объединились, чтобы решить сложившуюся проблему. Было принято несколько протоколов и проведено множество встреч по обсуждению выходов из этой ситуации.
Проблема экологии смогла перевернуть «холодильную» промышленность и объединить невероятное количество стран мира: 197 из 202. Самая первая конференция прошла в 1985 году в Вене, но первые юридические обязательные цели были изложены в Монреальском протоколе 1987 года (Канада, Монреаль). По итогам Монреальского протокола были названы несколько хлорфторуглеродов, которые оказывают огромное влияние на разрушение озонового слоя Земли.
Озоноразрушающими веществами (ОРВ) называют производные насыщенных углеводородов, содержащие атомы хлора или брома. Эти соединения живут в атмосфере достаточно долго, чтобы достичь озонового слоя, расположенного на высоте от 20 до 40 км, где под воздействием ультрафиолетового излучения выделяют радикалы хлора и брома, разрушающие стратосферный озон.
Угроза дальнейшего разрушения озонового слоя побудило международное сообщество принять решение о постепенном прекращении использования этой группы хладагентов, с полной заменой их на безопасные виды. Так, бытовые кондиционеры в странах ЕС, в США, Канаде и Японии на фреоне уже не производятся.
По мнению экспертов, доля холодильного хладагента, влияющего на парниковый эффект достигает 15%. Столь большой процент обусловлен суммированием торгового и бытового холода, а также учитываются промышленные чиллеры (оборудование для охлаждения проточной воды с одним или несколькими теплообменными контурам), автомобильные кондиционеры, рефрижераторный транспорт. В основном это происходит за счет эксплуатационных и монтажных утечек.
В рамках выполнения обязательств России по Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой, был принят документ, которые определил перечень гидрофторуглеродов, попадающих под государственный контроль. В Российской Федерации в 1996 году Постановлением Правительства от 8 мая 1996 года № 563 был принят перечень хладагентов, запрещенных к ввозу как озоноразрушающих.
В него вошли хлорфторуглероды (ХФУ), гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), гидробромфторуглероды (ГБФУ) и бромистый метил. Список хладагентов, разрешенных к ввозу в РФ, сократился после введения 16 марта 2021 года нового разрешительного порядка ввоза и вывоза гидрофторуглеродов из списка F. Решение вступило в силу 18 апреля 2021 года. В настоящее время регулирование озоноразрушающих веществ осуществляется на основании Постановления от 18 февраля 2022 года № 206 «О мерах государственного регулирования потребления и обращения веществ, разрушающих озоновый слой».
Постановление определяет порядок государственного учета обращения ОРВ и ГФУ, формы и сроки подачи отчетности юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, осуществляющими производство, использование, хранение, рекуперацию, восстановление, рециркуляцию и уничтожение озоноразрушающих веществ на территории Российской Федерации.
Объединенный Совет Европейского союза принял регламент, который определяет использование фторсодержащих веществ. К 2030 году количество планируется снизить на 79% от текущего объема. Чтобы реализовать программу потребуется получить полноценную замену нынешним «вредным» хладагентам.
Допустимый объем потребления регулируемых веществ списка ГФУ согласно Постановлению № 206 не должен превышать:
в 2022-2024 годах — 46,2 млн т эквивалента CO2 ежегодно;
в 2025-2028 годах — 31, 6 млн т эквивалента CO2 ежегодно;
в 2029-2033 годах — 14,6 млн т эквивалента CO2 ежегодно;
в 2034-2035 годах — 9,7 млн т эквивалента CO2 ежегодно;
в 2036 году — 7,3 млн т эквивалента CO2.
Таким образом, потребление гидрофторуглеродов за эти годы сократится на 85%.
Административная ответственность за несоблюдение требований в области охраны окружающей среды при обращении с веществами, разрушающими озоновый слой, предусмотрена статьей 8.2.1. КоАП РФ. Минимальный размер административного штрафа составляет 1000 рублей (для граждан), максимальный — до 400 тысяч рублей (для юридических лиц при повторном правонарушении в течение года).
С 18 апреля 2021 года введен разрешительный порядок ввоза хладагентов группы ГФУ на территорию Евразийского Экономического Союза. После установления разрешительного порядка организация-импортер может ввезти фреон только при наличии лицензии Минпромторга, которая оформляется на основании разрешительного документа (заключения), выдаваемого Росприроднадзором. Необходимость лицензирования деятельности импортеров привела к сложностям при оформлении документации, срыву сроков доставки уже заказанных объемов веществ.
ЮНИДО (Организация Объединенных Наций по промышленному развитию) в настоящее время завершает подготовку проекта, цель которого — помочь компаниям, вынужденным модернизировать холодильное и климатическое оборудование, перейти на самые эффективные технологии охлаждения. Повсеместно идет тенденция активного использования хладагентов нового поколения, имеющих высокую термодинамическую эффективность, не влияющих на озоновый слой и оказывающих минимальное воздействие на глобальное потепление.
В последние 10-20 лет активно идет поиск смесей, не имеющих в составе атомы ни хлора, ни фтора. К безопасным природным фреонам условно относят природные хладагенты: бутан, изобутан, углекислый газ и аммиак (аммиак — лучший хладагент после воды, хотя и небезопасен). В промышленных холодильниках сегодня содержится более трех тысяч тонн аммиака. Аммиак на предприятиях нередко хранится в резерве, в том числе и вблизи жилых массивов.
Но самым безопасным и перспективным, по мнению специалистов, является пропан, несмотря на его горючесть и взрывоопасность. В Европе он довольно популярен ввиду своей экологичности (за последние несколько лет наблюдается большой рост по пропановым холодильным машинам, последние три года объём рынка в Европе удваивается каждый год). Он не оказывает разрушающего воздействия на озоновый слой и имеет очень низкий потенциал влияния на глобальное потепление. Характеристики этого газа почти не отличаются от фреона.
Москва
