TORNA ALLA PAGINA INIZIALE
CENTRO STUDI GALILEO

 

LE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE
NELL'INDUSTRIA DELLA REFRIGERAZIONE

  

RAJENDRA SHENDE Direttore dell'Ozone Action Nazioni Unite per l' Ambiente (UNEP)

 

Le due maggiori sfide ambientali del XXI secolo sono state la protezione dello strato di ozono e il mutamento climatico. La comunita' mondiale si apprestata a cogliere queste sfide piu' di 10 anni fa. Gli sforzi portati avanti in direzione del recupero dello strato dellozono stanno ancora continuando, ma vi sono indicazioni che ci dimostrano che questi sforzi stanno andando nella giusta direzione. Prima del Protocollo di Montreal non si pensava fosse possibile una sostituzione per la maggior parte delle applicazioni dei CFC, soprattutto nel settore della refrigerazione e del condizionamento dell'aria. Oggi, la produzione e il consumo di CFC diminuito del 90% da un milione di tonnellate all'anno a solo 80.000 MT all'anno.

I paesi in via di sviluppo hanno gia' ridotto le loro produzioni e il loro consumo del 50%; ben prima della data prevista dal Protocollo di Montreal.

Ci sono diversi fattori che hanno contribuito a questi risultati. Uno dei quali senza dubbio la cooperazione a livello internazionale.

Questa cooperazione ha permesso di creare il primo meccanismo di erogazione di fondi che sostengono i paesi in via di sviluppo al fine di abolire le sostanze che danneggiano l'ozono.

Questo meccanismo comprende il Fondo Multilaterale che funziona senza interruzione da 12 anni. Sono stati erogati circa 2 miliardi di dollari a 140 paesi in via di sviluppo per permettere loro di adattarsi al Protocollo di Montreal. Altri 200 milioni di dollari sono stati stanziati dal Global Environmental Facility (GEF) per i paesi caratterizzati da un'economia in transizione (CEIT) affinche' raggiungano gli obiettivi del Protocollo. 

 

IL RUOLO DELL'INDUSTRIA DELLA REFRIGERAZIONE E DEL CONDIZIONAMENTO DELL'ARIA

 

Un settore dell'industria che ha sperimentato una transizione positiva dal punto di vista ambientale verso gli obiettivi fissati dal Protocollo di Montreal stato quello della refrigerazione e del condizionamento dell'aria (RAC).

Si tratta anche di un settore importante per lo sviluppo umano ed il benessere della societ. E un settore che influenza profondamente e continuamente la nostra vita quotidiana. La conservazione alimentare, i medicinali, i vaccini, buone e salubri condizioni di lavoro e la produzione di molti beni delicati si affidano alla refrigerazione. Il contributo di questo settore allo sviluppo della Societa' stato considerevole. Per esempio, l'abolizione quasi completa della poliomielite non sarebbe stata possibile se la refrigerazione non avesse permesso la conservazione dei vaccini. Un buon condizionamento crea ambienti che permettono di lavorare bene anche nelle regioni caldo-umide. Mantiene anche condizioni favorevoli per gli ospedali, le sale operatorie e le stanze destinate ai pazienti. La qualita'  dei prodotti creati nei settori dell'informazione tecnologica e della biotecnologia dipende sempre di piu' da una buona qualita'  degli ambienti chiusi.

L'incremento delle aspettative di vita nel mondo e una migliore disponibilita' alimentare non sarebbero stati possibili senza il settore della refrigerazione. Il mondo produce 1,5 miliardi di tonnellate di alimenti deperibili all'anno. E impossibile immaginare come questi alimenti potrebbero essere preparati, trasportati e venduti a milioni di persone senza la refrigerazione. benche' ci sia abbastanza cibo a livello mondiale, non si trova sempre nel luogo giusto al momento giusto. Nei paesi in via di sviluppo, solo il 20% degli alimenti deperibili viene conservato attraverso la refrigerazione.

Cos, le perdite di cibo dopo la raccolta, il macello, la pesca, la mungitura, il trasporto e la vendita sono ancora elevate. Tuttavia,  indicazioni di enormi opportunita' per la crescita del settore RAC nei prossimi decenni sono ovvie.

La tecnologia della refrigerazione viene utilizzata in molti processi industriali (per esempio, nel settore chimico e in quello agro alimentare) e nel settore dell'energia (produzione e distribuzione di gas industriali grazie alla criogenesi, superconduttivita') e del riscaldamento (pompe di calore).

Il settore RAC molto importante anche dal punto di vista socio-economico: d lavoro a circa 2 milioni di persone nel mondo (molte di piu' se consideriamo quelle impegnate nelle industrie ausiliarie). Le vendite annue di impianti di refrigerazione, di condizionamento dell'aria e pompe di calore raggiungono i 200 miliardi di dollari e quelle di alimenti conservati (refrigerati e surgelati) raggiungono 1,2 trilioni di dollari.

L'industria della refrigerazione si sta avviando sulla strada di uno sviluppo sostenibile indirizzandosi:

- allo sviluppo sociale attraverso un maggiore impiego, contribuendo al benessere della Societa' attraverso la conservazione degli alimenti, dei vaccini e dei medicinali e il condizionamento dell'aria.

- allo sviluppo economico dando valore aggiunto al sempre in espansione settore degli impianti e della fornitura di refrigerante, aumentando l'efficienza energetica e riducendo le fughe di refrigerante.

- al settore ambientale selezionando le opzioni piu' sicure che non danneggiano lo strato dell'ozono e non contribuiscono al mutamento climatico.

 

ESPERIENZE NELL'INNOVAZIONE TECNOLOGICA NELL'INDUSTRIA DELLA REFRIGERAZIONE

 

Mentre era impegnata a raggiungere questi obiettivi sociali, l'industria RAC stata soggetta a cambiamenti tecnologici dal momento della sua creazione. Infatti, potremmo dire che il solo elemento che rimane costante nell'industria RAC proprio il CAMBIAMENTO! I cambiamenti tecnologici richiesti dal settore della refrigerazione negli ultimi 20 anni sotto il Protocollo di Montreal sono stati esempi eccellenti delle potenziali innovazioni tecnologiche nel settore privato.

E interessante vedere che il settore della refrigerazione abbia considerato la necessita' di adattarsi alle norme del Protocollo di Montreal come l'opportunita' di rinnovarsi e di creare nuove tecnologie che siano di beneficio  alla Societa' e all'industria.  Vorrei far notare che i risultati ottenuti dall'industria della refrigerazione hanno dimostrato il raggiungimento di rapidi e frequenti miglioramenti nel settore della tecnologia e del rendimento.

Queste innovazioni tecnologiche hanno anche dato il via a molti progetti, come l'investimento sia intellettuale sia economico nella ricerca e sviluppo da parte dell'industria della refrigerazione; infatti si pensa che il numero di ricerche sulle proprieta' dei refrigeranti e delle loro miscele superi di gran lunga quello relativo a qualsiasi altro settore nel periodo di massima ricerca nell'ultima decade.

Prima che il Protocollo di Montreal entrasse in vigore, il 40% circa di 1 milione di tonnellate di CFC veniva utilizzato ogni anno dall'industria della refrigerazione all'inizio degli anni 80. Se quella tendenza fosse continuata, oggi dovremmo affrontare un dilemma. Mentre, da una parte la refrigerazione ottenuta con i CFC avrebbe salvato molte vite permettendo di far arrivare cibi conservati alle persone e sarebbe stata di aiuto nel prevenire la malnutrizione, dall'altra, milioni di persone avrebbero sofferto a causa di carcinomi della pelle ed altri problemi di salute dovuti all'esaurimento dello strato dell'ozono. L'industria della refrigerazione dovrebbe essere apprezzata perche' stata in grado di risolvere questo problema  con molto successo.

Pi di qualsiasi altro settore industriale, il potere innovativo dell'industria RAC ha evidenziato il potenziale per il raggiungimento di elevati rendimenti energetici. Il settore industriale sta imparando continuamente dalle lezioni del Protocollo di Montreal e sta facendo  molti passi in avanti. Le imprese impegnate in questo settore si sono dimostrate molto abili nell'adattarsi alle nuove necessita'.

L'esperienza nell'innovazione tecnologica ottenuta con il Protocollo di Montreal ora utile per il Protocollo di Kyoto.

L'abolizione dei CFC stata considerata come un contributo del Protocollo di Montreal a limitare il mutamento climatico. Vietando i CFC, gli HCFC e altre sostanze che danneggiano l'ozono con il protocollo di Montreal, piu' di 5 miliardi di tonnellate equivalenti di biossido di carbonio sono gia' stati eliminati, si tratta del 25% delle emissioni di gas ad effetto serra del 1990.

 

ALZANDO IL TIRO PER LE INNOVAZIONI TECNOLOGICHE

 

Inoltre, l'abolizione dell'impiego degli HFC e degli HCFC nelle applicazioni della refrigerazione, dove sia fattibile, e l'ottimizzazione del rendimento energetico permettono di ridurre le emissioni di CO2. Secondo una stima, l'industria della refrigerazione impegnata nella lavorazione degli alimenti consuma il 15% dell'energia generata. Se consideriamo un miglioramento del 50% nel rendimento energetico, percentuale possibile, potremmo delineare uno scenario potenzialmente realistico della riduzione significativa di emissioni di CO2 attraverso le azioni intraprese dall'industria della refrigerazione.

Prendiamo in esame i recenti sviluppi ottenuti dal settore privato e dagli istituti di ricerca:

- piu' di 80 milioni di refrigeratori domestici prodotti ogni anno utilizzano un refrigerante alternativo, per esempio l'HFC 134a o l'isobutano. Consumano meno del 50% di energia  dei refrigeratori prodotti prima del 1987.

- L impiego di calore di scarico proveniente dai tubi di scappamento e l'impiego di refrigeratori ad assorbimento, che forniscono il raffreddamento in due fasce di temperature, per esempio una per gli alimenti surgelati ed una per quelli refrigerati, aumenterebbe di piu' del 50% il rendimento energetico.

- In Giappone, grazie all'utilizzo di isolanti a vuoto, del controllo della velocita' del compressore e dell'utilizzo dell'isobutano, hanno ridotto dell80% il consumo di energia rispetto a 10 anni fa: per refrigeratori da 400 litri in Giappone il consumo di energia poteva essere di circa 150 kWh/anno.

- La Sainsbury in Gran Bretagna ha ridotto le spese dovute al consumo di energia per gli oltre 450 punti vendita di 7 milioni di dollari all'anno ottimizzando il rendimento energetico degli impianti refrigeranti. Alcuni studi in Gran Bretagna hanno indicato che i supermercati e gli impianti di lavorazione degli alimenti sono stati in grado di ridurre il consumo energetico del 30% e le emissioni di GHG del 50%.

- Il vantaggio in un paese come la Gran Bretagna ovvio laddove il consumo energetico dei supermercati e dei discount rappresenta il 5% del consumo totale e gli impianti di lavorazione degli alimenti consumano il 10% dell'energia totale.

Nel settore della Refrigerazione Commerciale il consumo energetico dovuto alla sostituzione dei CFC e degli HFC, dell'ammoniaca, degli idrocarburi o del CO2, o stato stabilizzato o aumentato fino al  20%. Vi la possibilita'  di sviluppare il rendimento energetico nella refrigerazione commerciale. Lo stesso vale per il trasporto refrigerato. Queste opportunita' devono essere colte dalla ricerca e dallo sviluppo nel settore di un migliore isolamento, del controllo della frequenza del compressore, dei condensatori raffreddati ad acqua, della manutenzione preventiva per mantenere in buone condizioni gli scambiatori di calore.

Certamente, il potenziale del settore RAC nell'innovazione tecnologica non ancora stato utilizzato a pieno. L'industria RAC ha fatto molto ma c ancora molto da fare. L'utilizzo degli HFC e degli HCFC viene scoraggiato laddove siano disponibili altre alternative e tecnologie che siano sicure, buone dal punto di vista tecnico ed economico e positive dal punto di vista ambientale. Tuttavia, in alcune applicazioni non sono ancora state trovate delle alternative agli HFC.

In questi casi, l'UNEP promuove l'impiego  responsabile degli HFC e degli HCFC, includendo il contenimento, cariche minori ed efficaci  procedure  di recupero e di riciclaggio al fine di ridurne le emissioni e di incoraggiare una gestione chimica responsabile. L'UNEP, l'USEPA e la Alliance for Responsible Atmospheric Policy hanno creato una iniziativa internazionale per l'impiego responsabile degli HFC.

 

LA SFIDA DELLHCFC 22

 

Uno degli ODS utilizzati come refrigerante, l'HCFC 22, stato molto utile per seguire il Protocollo di Montreal fino ad ora. L'eliminazione degli HCFC 22 rappresenta ora una delle sfide ancora da cogliere sotto il Protocollo di Montreal. Non dimentichiamo che lHCFC 22 anche un potente GHG. Ma la sfida immediata il consumo sempre maggiore dellHCFC 22 nei paesi in via di sviluppo. L'ammoniaca un importante candidato alla sostituzione dell'HCFC 22 nella refrigerazione industriale. Attira per la sua efficienza termodinamica. L'industria della refrigerazione ad ammoniaca ha un ruolo potenziale nello sviluppo di impianti ad ammoniaca affidabili nei paesi in via di sviluppo basandosi sul successo ottenuto dai refrigeratori raffreddati ad acqua sempre piu' utilizzati nei paesi industrializzati.

 

INTERRELAZIONE TRA LO STRATO DELLOZONO E IL MUTAMENTO CLIMATICO

 

189 paesi che fanno parte del Protocollo di Montreal ed un eguale numero di paesi che fanno parte del quadro della Convenzione sul Mutamento Climatico delle Nazioni Unite (UNFCCC) hanno preso recentemente la decisione storica di lavorare insieme per studiare l'interrelazione tra il mutamento climatico e i problemi correlati alla protezione dello strato dell'ozono. Hanno riconosciuto che una soluzione ad un problema ambientale non deve rappresentare una minaccia alla soluzione dell'altro. Gli HFC che hanno sostituito i CFC seguendo gli obiettivi prefissati dal Protocollo di Montreal hanno un potenziale molto elevato di surriscaldamento globale. Gli HFC sono uno dei sei gas a surriscaldamento globale le cui emissioni devono essere monitorate e ridotte in seguito alle direttive del Protocollo di Kyoto. Gli esperti, le agenzie, le industrie e i Governi hanno il compito di sviluppare e condividere le informazioni sulle politiche, le tecnologie e le azioni da intraprendere per proteggere lo strato dell'ozono e allo stesso tempo mitigare il mutamento climatico.

L'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) e il Technical and Economic Assessment Panel (TEAP) stanno lavorando insieme per stilare  una relazione speciale su questi temi tra loro correlati. Il sommario per gli addetti al lavoro stato pubblicato nel mese di Aprile 2005. La relazione completa verra'  terminata piu' avanti.

 

INNOVAZIONI ALL'INTERNO DELLE SOCIETA

 

Vorrei sottolineare gli sforzi delle industrie e dei governi tesi a promuovere i refrigeranti naturali. In questo contesto, vorrei parlare di uniniziativa che ha visto impegnate tre multinazionali: Unilever, Coca Cola e McDonalds, promossa dallUNEP e da Greenpeace.

Queste industrie alimentari e di bibite hanno avvicinato l'UNEP tempo fa con una proposta perfetta dal punto di vista degli affari:

Possiamo trovare una soluzione singola ai due problemi ambientali piu' critici che il mondo deve affrontare? Possiamo contribuire all'attuazione delle regole del Protocollo di Montreal sulle sostanze che danneggiano lo strato dell'ozono e allo stesso tempo contribuire alla riduzione del mutamento climatico rispettando il Protocollo di Kyoto?

LUNEP ha giudicato favorevolmente la proposta. Negli ultimi due anni queste organizzazioni hanno sviluppato delle soluzioni che utilizzano i refrigeranti naturali e stanno intraprendendo l'azione di eliminare da tutti i loro impianti i CFC e gli HFC.

Questa iniziativa societaria chiamata Refrigeranti, Naturalmente, sta interessando anche altre multinazionali. Illustra i cambiamenti a lungo termine che possono essere attuati attraverso la refrigerazione. Concerne il rendimento energetico, una refrigerazione priva di  HFC. RENDIMENTO ENERGETICO E PRIVO DI HFC significa trovare una soluzione unica a due problemi di tipo ambientale, l'assottigliamento dello strato dell'ozono e il mutamento climatico. Ma non sono solo il refrigerante e il rendimento energetico a dover essere presi in considerazione. Una migliore manutenzione e un efficiente funzionamento possono contribuire ad una riduzione del 30% del consumo energetico, con semplici azioni come la presenza di sigilli alle porte, mettere i prodotti raffreddati nel refrigeratore e una buona manutenzione. A sostegno di questa tesi possiamo dire che, migliorando il rendimento energetico degli impianti refrigeranti del 30%, obiettivo raggiungibile,  il mondo risparmierebbe l'equivalente di 400 milioni di barili all'anno.

I refrigeranti che risolverebbero i due problemi di tipo ambientale in una sola volta sono l'ammoniaca, il biossido di carbonio o gli idrocarburi. Il loro impiego sta aumentando sempre di pi. Tuttavia, alcuni di essi pongono problemi dal punto di vista della sicurezza, mentre per altri i vantaggi relativi al rendimento energetico possono variare. Il miglioramento del rendimento energetico un buon incentivo per il mondo ad adottare le sostanze alternative.

Tuttavia, la scelta tra gli HFC, gli HCFC e i refrigeranti non-HFC dovrebbe essere basata sull'analisi del loro impatto sull'ambiente. In un impianto frigorifero, il 20% circa dell'impatto del surriscaldamento globale dovuto alle emissioni dirette dei fluorocarburi e circa l80%  dovuto alle emissioni di biossido di carbonio dovute alla produzione di energia necessaria all'impianto. Dunque, importante che il rendimento del Life Cycle Climate venga analizzato con attenzione prima di prendere qualsiasi decisione.

L'UNEP vorrebbe incoraggiare le ditte e le organizzazioni non governative ad associarsi per portare avanti progetti ed azioni che illustrino soluzioni integrate anziche' un accordo ambientale multilaterale. L'ammoniaca, gli idrocarburi, il biossido di carbonio, l'aria e anche l'acqua sono i refrigeranti naturali che assicurerebbero l'eliminazione delle emissioni GHG. LUNEP vorrebbe incoraggiare, attraverso queste associazioni, l'utilizzo del Life Cycle Climate Performance (LCCP) e del Life Cycle Analysis (LCA) come strumenti che permettano di prendere soluzioni ambientali integrate.

Adattarsi ai refrigeranti naturali come tornare al passato. E come esplorare il mondo e tornare al punto di inizio per riscoprirlo con nuovi risultati. La refrigerazione ad ammoniaca, se usata correttamente, e con un maggiore rendimento energetico, non solo aiuta ad eliminare l'emissione diretta di GHG ma anche le emissioni indirette di CO2 dovute ad un minor consumo energetico.

L'industria della refrigerazione ad ammoniaca necessita di ulteriore lavoro al fine di rendere gli impianti piu' affidabili ed efficienti. I benefici dal punto di vista della salute dovuti ad un miglior rendimento energetico sono significativi. La combustione di combustibile fossile nella produzione di energia e l'industria del trasporto causano inquinamento atmosferico.

Secondo la World Health Organization, tre milioni di persone muoiono ogni anno a causa dell'inquinamento atmosferico, il 5% dei 55 milioni di morti annuali nel mondo. Qualsiasi miglioramento nel rendimento energetico risulterebbe in benefici sanitari che andrebbero al di l di ogni previsione.

La divisione della Tecnologia, dell'Industria e dell'Economia dell'UNEP con sede a Parigi sta lavorando ad un programma di cooperazione tecnica e di costruzione al fine di assistere i paesi in via di sviluppo affinche'  siano conformi al Protocollo di Montreal.

Allo stesso tempo assiste i paesi nelle azioni intraprese per ridurre il mutamento climatico.

Colgo l'occasione per chiedere all'Associazione dei Tecnici italiani del Freddo e al Centro Studi Galileo di unire le loro  forze con il programma di azione sull'ozono dell'UNEP DTIE in uno sforzo comune.