В Европа вече се тестват климатици, които не използват фреон

Ново поколение технологии за охлаждане започва да преминава от лабораторни тестове към ранни изпитания в реални условия, тъй като изследователите и стартъпите търсят начини за охлаждане на сгради, без да разчитат на традиционните хладилни агенти (фреони). Този тласък идва на фона на ускоряващото се търсене на климатизация в Европа, където покачващите се температури разкриват ограниченията както на съществуващите системи, така и на самите сгради, които те трябва да охлаждат.

Няколко от тези нови подходи в момента се тестват. Някои разчитат на метали, които се охлаждат, когато се разтягат и отпускат. Други използват полупроводници, магнитни полета или материали, чувствителни към налягане, за да пренасочват топлината без химическите хладилни агенти, използвани в конвенционалните климатични системи. Повечето разработки все още са в ранен етап, но тази активност отразява нарастващите усилия да се преосмисли принципът на охлаждането на фундаментално ниво.

Спешността на ситуацията показва колко бързо климатичните условия се променят извън границите, с които голяма част от инфраструктурата в Европа може да се справи. В края на юни температурите надхвърлиха 40 градуса по Целзий в някои части на региона, което предизвика скок в търсенето на охлаждащо оборудване. Във Франция купувачите щурмуваха магазините, за да си купят преносими климатици и вентилатори, преди запасите да се изчерпят. Международната енергийна агенция оценява, че до 2050 година 2/3 от домакинствата по света биха могли да разполагат с климатизация.

Европа остава назад спрямо другите пазари, като около 20% от домакинствата използват климатици, в сравнение с приблизително 90% в Съединените щати. В Обединеното кралство процентът на използване е по-близък до 4%. Очаква се обаче тази разлика да се намали, тъй като горещите вълни стават все по-чести, особено в страни, където климатизацията исторически не е била приоритет. Охлаждането вече не е свързано само с комфорта. То оказва влияние върху производителността, съня и общественото здраве, особено по време на продължителни периоди на екстремна жега. Изследвания свързват достъпа до климатизация с по-ниски нива на смъртност по време на горещи периоди, като според една оценка през 2019 година в световен мащаб са били предотвратени близо 200 000 преждевременни смъртни случая сред хора над 65 години.

В същото време мащабирането на конвенционалните климатични системи поставя свои собствени предизвикателства. Повечето системи все още разчитат на хладилни агенти, които преминават от течно в газообразно състояние, за да пренасят топлината. Въпреки че са ефективни, те са енергоемки и носят рискове за околната среда. Охлаждането вече съставлява около 3% от глобалните емисии на парникови газове, а се очаква търсенето на електроенергия, използвана за охлаждане, да се утрои до 2050 година.

Самите хладилни агенти са обект на все по-засилен контрол. Флуорираните газове, широко използвани днес могат да имат въздействие върху глобалното затопляне, хиляди пъти по-голямо от това на въглеродния диоксид, ако изтекат. През 2024 година Европейският съюз предприе стъпки за постепенното им извеждане от употреба. Тези ограничения подтикват изследователите към т.нар. „твърдотелно охлаждане“ – категория технологии, която напълно елиминира нуждата от хладилни агенти. Вместо това тези системи разчитат на материали, които променят температурата си, когато са изложени на външни сили като механично напрежение, електрически ток или магнитни полета.

В Университета на Саарланд в Германия изследователи тестват никел-титанови сплави, които генерират охлаждащ ефект при разтягане и отпускане – процес, известен като еластокалорично охлаждане. Първите резултати сочат, че този подход би могъл да понижи температурите в помещенията с 5 до 10 градуса Целзий и да работи по-ефективно от конвенционалните системи.

Екипът, ръководен от Пол Моцки работи съвместно с ирландската компания Exergyn за разработването на термопомпи без хладилен агент и очаква първоначалното им внедряване в нови сгради в рамките на следващите няколко години. Моцки заяви, че технологията „може да доведе до революционни промени, дори до промяна на парадигмата, тъй като тя се различава значително от утвърдените системи за охлаждане“.

Други компании тестват различни подходи. Mimic Systems тества термопомпа на базата на полупроводници, която използва електрически ток за пренос на топлина, като прототипът ѝ е инсталиран в апартамент във Ванкувър. Базираната в Германия компания Magnotherm разработва системи за охлаждане, които разчитат на магнитни полета, и планира да ги тества в немска верига супермаркети, преди да разшири дейността си в областта на климатизацията. В Обединеното кралство компанията „Barocal“, създадена като спин-оф на Кеймбридж работи с пластмасови кристали, които отделят топлина при компресиране и е събрала 10 милиона долара начално финансиране.

Засега повечето от тези системи все още не са доказали ефективността си при мащабно прилагане. Дори с новите технологии нарастващото търсене на охлаждане не може да бъде задоволено само чрез оборудване. Голяма част от сградите в Европа е проектирана да задържа топлината, а гъсто населените градски райони са склонни да я задържат. Изследователи и политици все по-често призовават за „йерархия на охлаждането“, която да дава приоритет на намаляването на натрупването на топлина чрез проектни мерки като засенчване, вентилация и отразяващи материали, преди да се прибегне до механични системи.

Някои градове вече експериментират с по-широкомащабни инфраструктурни решения. Париж разшири своята мрежа за централно охлаждане, която циркулира охладена речна вода през подземни тръби, за да охлажда обществени сгради. Тези усилия отразяват нарастващото осъзнаване, че адаптирането към нарастващите температури ще изисква по-координирано планиране.