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El camino para reducir las emisiones de las aplicaciones de refrigeración comercial ante el cambio climático

Cámara de refrigeración comercial Todos hemos visto en algún momento los titulares que destacan los efectos devastadores del cambio climático si no se llevan a cabo los esfuerzos suficientes para reducir las emisiones a la atmósfera, que vaticinan un futuro catastrófico. A pesar de esto, se debe tener mucho cuidado en evitar reacciones que, a simple vista, pueden parecer la opción más correcta pero que, sometidas a escrutinio, son realmente un error con graves consecuencias.

Como los factores que causan los efectos del cambio climático son muy diferentes entre ellos, no se pueden abordar mediante la regulación de una sola familia de productos o tecnologías, sino que se necesita un enfoque multifactorial del problema. Así pues, dentro de la industria de la refrigeración es fácil suponer que el único problema que requiere verdadera atención son las emisiones de los refrigerantes HFC, ampliamente utilizados, ya sea reduciendo su posibilidad de fugas o remplazándolos por alternativas de bajo Potencial de Calentamiento Atmosférico (PCA). Sin embargo, la mayor contribución al cambio climático durante la vida útil de un sistema de refrigeración son normalmente las emisiones indirectas producidas por la generación de electricidad. Por lo tanto, el rendimiento del sistema y la eficiencia energética tienen un efecto mucho mayor que el PCA del refrigerante en sí mismo.

En el mercado existen ya numerosas tecnologías disponibles para su uso al por menor, que cumplen los requisitos de refrigeración sostenible.

 gráfico tecnologías de refrigeración sostenible

Figura 1 – Emisiones de gases de efecto invernadero según IPCC

 

Algunas de estas tecnologías son:

  • Sistemas integrales enfriados por agua (plug-ins)
  • Sistemas integrales enfriados por aire (plug-ins)
  • R-290 / Sistemas de Glicol (Sistemas secundarios)
  • R-134a / Refrigerante Bombeado R-744 MT (Sistemas secundarios) / Sistemas LT subcríticos en cascada
  • Sistemas Opteon™ XP40 (R-449A) no inflamables de PCA (<1500) (Tecnología de referencia)
  • Sistemas HFO A2L con bajo PCA (<250), Opteon™ XL20 (R-454C) & Opteon™ XL40 (R-454A)
  • Sistemas transcríticos R-744 con booster (FGB)

El principal minorista de Reino Unido, ASDA, ha estado varios años buscando la mejor forma para establecer una nueva estrategia de refrigeración. Para ello analizaron varias opciones de acuerdo con una serie de criterios. Criterios que la nueva tecnología debía cumplir en comparación con el refrigerante que, hasta ese momento, estaban utilizando (<1500 PCA):

  • Igualar el rendimiento de enfriamiento.
  • Igualar o superar el rendimiento energético.
  • Igualar el tiempo de actividad del sistema (minimizar el riesgo al comercializar)
  • Igualar o mejorar el coste total de propiedad
  • Idealmente, tener la misma facilidad de instalación y mantenimiento.

Los detalles de la experiencia de ASDA se pueden encontrar en otro informe de Chemours, pero los criterios que usaron son comunes a muchos minoristas a la hora de considerar qué tecnología proporcionará el mejor equilibrio y ventaja medioambiental al mismo tiempo que un rendimiento del sistema y coste óptimos.
Para resolver este problema, Chemours encargó un estudio a la consultora independiente WAVE Refrigeration, que hizo una comparación objetiva entre las diversas tecnologías disponibles para minoristas y sus necesidades de refrigeración en una amplia gama de tiendas, de tamaños variables y con diferentes condiciones climáticas. Una descripción detallada de las tecnologías consideradas en cada caso y los resultados completos de este estudio están disponibles, también, en un documento publicado por Chemours.

El estudio elaborado por WAVE Refrigeration considera cada una de las tecnologías anteriormente mencionadas en tiendas de dos tamaños diferentes.

  • - Supermercado estándar con un área de ventas de 2000m2, con capacidad de carga de 160 kW a temperatura media / 30 kW a baja temperatura y,
  • - Supermercado de pequeño tamaño con un área de ventas de menos de 500m2, con una capacidad de carga de 40 kW a media temperatura/ 8 kW a baja temperatura.

Dicho estudio se aplicó en estas dos situaciones: en un clima europeo templado (Leicester, Reino Unido) y en un clima europeo cálido (Sevilla, España) para comparar, objetivamente, la eficiencia de dichas tecnologías.

Para elaborar el análisis se han realizado varios supuestos teniendo en cuenta la carga del sistema, las horas de funcionamiento de la tienda (13 horas abiertas), los costes de electricidad (0,152 euros en Sevilla, 0,153 euros en Leicester) y las emisiones de CO2 (0,309 kgCO2e/KWh Sevilla, 0,3072 kgCO₂e/kWh Leicester).

gráfico perfiles de temperatura Sevilla Leicester

Figura 2 – Perfiles de temperatura de Sevilla y Leicester

 

Los resultados de este estudio examinaron el coste (CAPEX y OPEX) y las emisiones totales (TCO2e) en cada escenario para hacer una comparación real de la tecnología con base Opteon™ XP40 y así permitir a los usuarios finales elegir siempre la mejor tecnología de refrigeración para sus negocios.

Al representar en gráficas las emisiones totales emitidas durante diez años por kW de enfriamiento, en contraposición con el coste del ciclo de vida del enfriador en diez años (CCV)/kW, se produce un mapa donde se posiciona cada tecnología desde el punto de vista de las emisiones y el cambio climático. Para algunos operadores, CAPEX puede ser un criterio de toma de decisiones importante (a pesar de que está incorporado en el CCV de 10 años), por lo que, en los siguientes gráficos de bolas, el tamaño de la misma se relaciona con el CAPEX de cada tecnología, es decir, una bola más pequeña equivale a un CAPEX más bajo que el de una bola más grande.    

Supermercado estándar  

En las simulaciones de clima cálido y templado, aunque los sistemas integrales enfriados por aire requieren un CAPEX bajo, también son, con mucho, las opciones más costosas y con peores emisiones entre las tecnologías consideradas. Hacer que estos sistemas se enfríen con agua mejora las emisiones y el CCV pero no más que si se utiliza la tecnología de referencia Opteon™ XP40 y habría que cuestionarlo como un competidor serio para la sustitución futura de la tecnología.

Figura 3 - Relación coste/emisiones para distintas tecnologías en un supermercado estándas en Sevilla

Figura 3 – Relación coste/emisiones para distintas tecnologías en un supermercado estándar en Sevilla 

Figura 4 – Relación coste/emisiones para distintas tecnologías en un supermercado estándar en Leicester

Figura 4 – Relación coste/emisiones para distintas tecnologías en un supermercado estándar en Leicester

Es bien sabido que el sistema transcrítico R-744 con tecnología booster no es el más adecuado para climas más cálidos y esto se puede observar en la Figura 3, pero lo que probablemente sea más sorprendente es que incluso en el clima templado de Leicester, la tecnología transcrítica R-744 con booster sólo ofrece un 4% menos de emisiones que la tecnología de referencia, con un aumento del 21% del CCV en 10 años. 

En el clima cálido de Sevilla, las tecnologías con circuito secundario emiten un 9% menos de gases que la tecnología de referencia base con un CCV a un 12% más alto, pero en el clima templado de Leicester la reducción de emisiones cae tan solo un 2-8% con un aumento del CCV de 21-22%.

La mayor reducción de emisiones se logra cuando se usan refrigerantes Opteon™ XL de bajo PCA y poco inflamables (12-13% Sevilla, 16-17% Leicester) que también tienen un coste más bajo de ciclo de vida entre todas las tecnologías existentes con bajo PCA (8% más bajo para Sevilla y 15% más bajo para Leicester).

Pequeño supermercado  

Al igual que en la tienda más grande, los sistemas integrales enfriados por aire son, con mucho, los peores en términos de emisiones, aunque para la tienda más pequeña no tienen el CCV más alto a 10 años. Incluso cuando se añade el enfriamiento por agua, las emisiones se reducen, pero en las dos condiciones climáticas, no muestran emisiones más bajas en comparación con la tecnología de referencia Opteon™ XP40 y, por tanto, no parece ser una tecnología alternativa y fiable para el futuro de un pequeño comercio.

Como se mencionó anteriormente, no se esperaba que al sistema transcrítico R-744 con booster le fuera bien el clima más cálido de Sevilla y como se puede observar en la figura 5, se confirmó con emisiones más elevadas entre las opciones no integrales y las más altas en coste de ciclo de vida de entre todas las tecnologías. Incluso en el clima templado de Leicester, la reducción de las emisiones es solo del 5% con un CCV a 10 años, más alto en comparación con la tecnología de referencia.


Figura 5 – Relación coste/emisiones para distintas tecnologías en un pequeño supermercado en Sevilla.

Figura 5 – Relación coste/emisiones para distintas tecnologías en un pequeño supermercado en Sevilla.

Figura 6 – Relación coste/emisiones para distintas tecnologías en un pequeño supermercado en Leicester.

Figura 6 – Relación coste/emisiones para distintas tecnologías en un pequeño supermercado en Leicester.

En relación con las otras tecnologías, los sistemas con circuito secundario funcionaron de la misma manera que en la tienda de tamaño más grande. Bajo las condiciones climáticas más cálidas de Sevilla, las emisiones se redujeron en un 7-8% con un aumento del 23% en 10 años en comparación con la tecnología de referencia, y en las condiciones climáticas de Leicester, las emisiones se redujeron en un 1-6% con un aumento del 13-17% de CCV en comparación con la tecnología de referencia, lo que las convierte en las opciones de CCV a 10 años más elevado en condiciones climáticas templadas. Los sistemas con circuito secundario también tienen los requisitos CAPEX más altos de entre todas las tecnologías.

Las emisiones más bajas se lograron, de nuevo, cuando se utilizaron las opciones de refrigerante Opteon ™ XL de bajo PCA y poco inflamable. En las condiciones climáticas más cálidas de Sevilla, las emisiones se redujeron en un 12-13% y en el clima templado de Leicester, las emisiones se redujeron en un 16-17% en comparación con la tecnología de referencia. Los valores según el CCV también fueron los más bajos de entre todas las tecnologías alternativas en ambos climas estando en porcentajes entre 8-20 % más bajos que las otras tecnologías.

Si bien el PCA es un factor importante, este estudio ha demostrado que está lejos de ser la única opción a ser considerada y que el uso de refrigerantes con PCA <10 no necesariamente mejora las emisiones que afectan al cambio climático producidas durante el funcionamiento del sistema.

Al principio del artículo, se entregó una lista de criterios de selección utilizados por un importante minorista.

Comparado con la opción actual del refrigerante <1500 PCG, Opteon™ XL20 y Opteon™ XL40 permiten:

  • Igualar el rendimiento del enfriamiento.
  • Igualar o superar el rendimiento energético.
  • Igualar el tiempo de actividad del sistema (minimizar el riesgo de comercialización)
  • Igualar o mejorar el coste total de propiedad y,
  • Igualar la facilidad de instalación y mantenimiento.
  • Y, si eso fuera poco:
  • Reduce el total de emisiones hasta un 17%.
  • Al costo más bajo del ciclo de vida de las tecnologías alternativas

¿Por qué usar entonces otras opciones?

Artículo elaborado por Neil Roberts, de Chemours Company

Si quieres más información y catálogos sobre los refrigerantes Chemours, haz clic en:
Chemours
www.chemours.com

 
Modificado por última vez enViernes, 18 Octubre 2019 10:46
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