La menace climatique cachée à la vue de tous

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Un information d’introduction aux réfrigérants et à leurs impacts sur le changement climatique.

Les réfrigérants sont partout. On les retrouve dans nos climatiseurs, nos pompes à chaleur, nos réfrigérateurs, et même dans nos voitures ! Pourtant, malgré leur omniprésence, les réfrigérants sont un sujet souvent négligé dans les stratégies d’électrification, malgré leur contribution majeure à l’effet de serre.

Ce manque d’intérêt provient peut-être de l’idée que la réfrigération est un sujet banal ou trop approach. De nombreuses ressources sont denses et remplies d’acronymes.

Dans cet article, j’espère vous convaincre que les réfrigérants peuvent être un sujet fascinant et essentiel à comprendre si nous voulons sérieusement décarboniser nos bâtiments.

Je commencerai par quelques notions de base sur les réfrigérants, puis je me pencherai sur quelques questions générales, notamment : remark l’industrie des réfrigérants a-t-elle évolué au fil du temps ? Quelle est la fréquence des fuites et pourquoi ces fuites sont-elles problématiques ? Et, enfin, dans quelle mesure les réfrigérants contribuent-ils aux émissions du secteur du bâtiment ?

Qu’est-ce qui fait un (bon) réfrigérant ?

Les réfrigérants sont des fluides qui peuvent être facilement chauffés en vapeur (évaporés) puis refroidis à nouveau en liquide (condensés) à plusieurs reprises. « Facilement » signifie bouillir à très basse température. plus froid que -25°F pour de nombreux réfrigérants courants.

Vous vous demandez peut-être à quoi sert toute cette évaporation et cette condensation ? En bref, cela permet aux réfrigérants de capter la chaleur et de la transporter d’un endroit à un autre. Par exemple, ils absorbent la chaleur de l’intérieur de votre réfrigérateur et la rejettent à l’extérieur.

Les réfrigérants peuvent également être utilisés pour déplacer l’énergie en vue de son stockage thermique. Pour les chauffe-eau à pompe à chaleur, les réfrigérants absorbent la chaleur de l’air ambiant et la canalisent vers un réservoir de stockage d’eau chaude. Les réfrigérants rendent potential la magie des pompes à chaleur : en transférant la chaleur plutôt qu’en la créant, les systèmes de pompes à chaleur peuvent fonctionner avec une efficacité supérieure à 300 % !

Idéalement, les réfrigérants sont également peu ou pas inflammables, peu ou pas toxiques, n’appauvrissent pas la couche d’ozone et ne sont pas horribles pour le climat (plus d’informations à ce sujet plus tard). des tens of millions de réfrigérants potentiellement utilisables, mais seulement quelques dizaines répondent à ces critères.

Les fuites de réfrigérant sont-elles courantes ? Si oui, pourquoi est-ce essential ?

Les fuites de réfrigérant ne sont jamais une bonne selected. Au mieux, elles constituent un problème pour les propriétaires de bâtiments et peuvent indiquer un système défectueux. Au pire, elles peuvent gravement endommager la couche d’ozone et contribuer au réchauffement climatique.

Alors, quelle est la quantité de fuites dans les systèmes de réfrigération ? Cette query est complexe : les fuites varient en fonction de facteurs tels que le kind d’équipement, la qualité de l’set up et l’entretien (ou son absence).

Les réfrigérateurs des épiceries sont parmi les pires contrevenants, perdant 30% de leur cost chaque année en moyenne. Les systèmes à débit de réfrigérant variable (VRF) constituent une autre préoccupation potentielle. Bien que moins sujets aux fuites (perte annuelle estimée à 6 %), les unités VRF contiennent de grandes quantités de réfrigérant. Ainsi, même une faible fuite équivaut à une grande quantité de réfrigérant dans l’atmosphère.

Un taux de fuite annuel de 4% est typique pour les pompes à chaleur et les refroidisseurs. Même si 4 % ne semble pas beaucoup, gardez à l’esprit que ces unités continuent de perdre du réfrigérant tout au lengthy de leur durée de vie de plus de dix ans.

Il n’est pas réaliste d’empêcher complètement les fuites. C’est pourquoi il est essentiel de passer à des alternate options à faibles émissions. De cette façon, lorsque des fuites se produisent, elles ne contribuent pas de manière aussi importante au réchauffement climatique.

Dans quelle mesure les réfrigérants contribuent-ils au changement climatique ?

Ça dépend.

Certains réfrigérants sont bien plus nocifs que d’autres pour le climat. Ces dommages sont mesurés par deux mesures : le potentiel d’appauvrissement de la couche d’ozone (ODP) — c’est-à-dire la capacité d’un réfrigérant à détruire la couche d’ozone — et le potentiel de réchauffement world (GWP), qui mesure la capacité d’un produit chimique à piéger la chaleur dans l’atmosphère. Pour le GWP, le dioxyde de carbone (CO2) est utilisé comme référence et a un GWP de 1.

Heureusement, les réfrigérants appauvrissant la couche d’ozone ont été largement abandonnés. En 1987, dans un exemple inspirant de pays s’unissant pour résoudre un problème climatique d’origine humaine, les dirigeants mondiaux ont convenu de interdire halons et chlorofluorocarbures (CFC) — les groupes de réfrigérants avec le ODP le plus élevéLes hydrochlorofluorocarbures (HCFC), un groupe de réfrigérants à ODP plus faible, ont finalement été éliminés en 2020. Les HCFC populaires comme le R22 ne peuvent plus être produits ou importés aux États-Unis, mais peuvent être utilisés à partir de capacités recyclées ou stockées.

Bon, il y avait beaucoup d’acronymes. Le moyen le plus easy de s’en servir est de dire que les réfrigérants dont le nom contient « CFC » libèrent des molécules de chlore qui détruisent la couche d’ozone.

Hydrofluorocarbures (HFC), réfrigérants commercialisé dans les années 1990 Les HFC, qui remplacent les CFC, sont les réfrigérants les plus couramment utilisés aujourd’hui. Bien qu’ils ne nuisent pas à l’ozone, les HFC ont généralement un PRG supérieur à 1 000 ; les plus puissants d’entre eux dépassent 10 000.

Le graphique ci-dessous présente certains HFC et HCFC couramment utilisés, ainsi que certaines alternate options à faible teneur en carbone.

Il existe des milliards d’appareils de refroidissement dans le monde, et la plupart utilisent des HFCSi elles ne sont pas contrôlées, les émissions de ces seuls appareils pourraient contribuer 0,3–0,5°C du réchauffement climatique d’ici 2100.

Fait pas si amusant : une fuite d’une canette de 12 oz de R134a équivaut à brûler plus de 110 gallons d’essence !

Heureusement, 197 pays Les États-Unis ont accepté de restreindre la manufacturing de HFC par le biais de l’amendement de Kigali de 2016. Bien que ce pacte soit un grand premier pas, sa mise en œuvre et son utility au niveau nationwide sont encore nécessaires. Les États-Unis montrent l’exemple en Loi américaine sur l’innovation et la fabrication (AIM) de 2020.

Dans le cadre de l’AIM, l’EPA va tenter de réduire la consommation de HFC de 85 % au cours des douze prochaines années. Une étape importante est à venir début 2025 : les nouvelles pompes à chaleur et les nouveaux climatiseurs ne peuvent pas utiliser de réfrigérants ayant un PRG supérieur à 750. Cela signifie que les fabricants devront trouver une answer remplacement pour le R410A omniprésent (qui dépasse largement ce seuil avec un GWP de 2 088). Il sera probablement remplacé par le R454B (la barre bleue dans le graphique ci-dessus) dans de nombreuses purposes.

Dans mon prochain article, je parlerai de certains des réfrigérants à faible PRG disponibles. J’expliquerai également pourquoi la transition vers l’abandon des HFC sera bien plus difficile que celle vers l’abandon des CFC.

Noah Gabriel est chef de projet au New Buildings Institute (NBI). Au sein du NBI, Noah gère plusieurs projets de recherche et de déploiement de chauffe-eau thermodynamiques de pointe. Noah est un knowledgeable en matière de transfert de cost des chauffe-eau thermodynamiques et dirige le volet de réponse à la demande de l’Superior Water Heating Initiative.