Глобальное потепление и холод: как индустрия холодильной промышленности адаптируется к вызовам нового времени

Игорь Баранов, директор мегафакультета биотехнологий и низкотемпературных систем Университета ИТМО

Эта конференция направлена на поиск возможностей, как сократить влияние холодильной промышленности на глобальное потепление. В ней участвуют наши студенты, специалисты области из России и из-за рубежа. Олег Борисович Цветков — руководитель секции, он занимается этой проблемой с 70-х годов и является признанным экспертом. Наш факультет очень рад принимать у себя на площадке такое мероприятие.

В целом глобальное потепление — проблема общеизвестная и очень актуальная. Дело в том, что вопросы глобального потепления, кроме экологических и социальных проблем, оказывают влияние на потребление энергоресурсов. С повышением температуры увеличивается мощность кондиционирования, энергопотребление в глобальном масштабе увеличивается.

Одним из факторов, который значительно влияет на глобальное потепление, является использование в системах охлаждения и кондиционирования рабочих веществ, которые называются хладагенты. Эти вещества вносят существенный вклад в глобальное потепление, увеличивают парниковый эффект.

Конкретно наш факультет занимается разработками по снижению энергопотребления. Выработка энергии влечет выброс CO2 в атмосферу, что сказывается на состоянии окружающей среды, наша же работа нацелена на энергосберегающие технологии. Тем самым мы вносим вклад в решение общих экологических проблем.

У нас были работы по подключению зданий к возобновляемым источникам энергии без присоединения к централизованным системам. Это тепловая энергия, получаемая с помощью тепловых насосов. Также есть разработки, связанные с использованием вторичных тепловых ресурсов. На нескольких объектах центрального и северо-западного региона эти установки уже внедрены и работают.

Олег Цветков, профессор Университета ИТМО

Из-за потепления возрастает потребность в кондиционировании помещений. Лето приходит все раньше, и в южных городах системы поставок электроэнергии уже не выдерживают, что нередко приводит к отключению электричества.

Информационные технологии активно развиваются, растут дата-центры, они уже потребляют 2% мирового электричества, половина из которых используется в системе охлаждения. К 2030-му году это будет уже 8%.

Поэтому системам энергоэффективности сейчас придают огромное значение. Возникает острая необходимость эффективно получать холод.  

Если раньше холод использовался только для пищевых продуктов, для кондиционеров, то сейчас холодильные агенты начали использовать в выработке энергии. Их используют вместо воды на электростанциях: при нагревании эти вещества дают тот же самый пар, который вращает турбину вместо водяного пара. Применять можно любой из них, в том числе активно используются ГФО, которые все же разрушают озоновый слой, но в ближайшем будущем произойдет переход на более экологичные аммиак и CO2. В России только начали внедрять эту технологию, но в остальном мире это уже используют. Это очень перспективное направление сейчас. Получается, что холод сам себя обеспечивает энергией, становится полностью автономным, что и выгоднее и экологичнее.

Борис Бабакин (Московский государственный университет пищевых производств)

Холоду уделяется большое значение в мире. В конце августа в Монерале был проведен 25-й международный конгресс по холоду. Там выделили основные направления развития холодильной промышленности, холодильной техники — значительное внимание уделяется снижению глобального потепления. Конечно, холод — это жизнь. Но в то же время, некоторые группы хладагентов, которые выделяются в атмосферу, вызывают так называемый парниковый эффект и разрушают озоновый слой. В настоящее время уже разработано много новых экологически безопасных  методов.

Приоритет отдается природным хладагентам. Это, допустим, изобутан, углекислый газ, пропан, смесевые природные хладагенты. Большие перспективы у жидкого CO2 и аммиака. На Западе не одна сотня торговых центров работает на аммиаке. У него озоноразрушающие показатели нулевые. 

Много внимания уделяется и снижению энергопотребления. Холодильное направление — весьма мощный сектор, он потребляет 20% мирового уровня электроэнергии. Система кондиционирования — 8%. Бытовых холодильников в мире выпущено около двух миллиардов, они потребляют 4% мировой электроэнергии.

Что касается именно пищевой промышленности, ей нужно разрабатывать больше энергосберегающих методов, потому что она потребляет огромные количества электроэнергии. Большие перспективы сейчас у электрофизических методов охлаждения, разработкой которых мы и занимаемся в нашем университете. При соединении электричества и холода получаются крайне интересные результаты. При таком методе улучшается теплообмен, снижается энергопотребление, сокращается длительность процесса обработки.

Но беда в том, что государство мало внимания уделяет этому направлению. Материальное обеспечение лабораторных баз должно развиваться. Тогда наши студенты и аспиранты могли бы активнее заниматься разработками.

Александр Бараненко, президент Международной академии холода

Академия холода — это общественное объединение, имеющее международный статус. В составе академии порядка 1800 человек, это представители 36 стран. Главная функция академии — консолидация потенциала ученых мирового сообщества по холодильной технике и по технологии хранения пищевых продуктов для решения важнейших научных проблем и вызовов, стоящих перед отраслью

По оценке Международного института холода, который находится в Париже и занимается вопросами развития холодильной техники, системы охлаждения, кондиционирования, криогенная техника потребляет пятую часть всей вырабатываемой в мире электроэнергии. К середине века эта цифра возрастет в два раза. Нужно иметь в виду, что это связано с общей тенденцией увеличения потребления электричества. То есть это не значит, что на холод будет тратиться 40% всей производимой энергии, конечно, нет.

Но главным трендом развития отрасли становится повышение энергоэффективности и экологической безопасности, на этом и сконцентрированы усилия ученых. Удельный расход электроэнергии на единицу вырабатываемого холода должен постоянно сокращаться. Очень важна пропаганда мирового опыта, тех достижений, которые есть, ну и необходимость финансирования направлений, которые могут помочь данные цели.