Klimatizace má potenciál udržet lidi v chladu, protože změna klimatu způsobuje, že se planeta stále více otepluje. Současně však konvenční klimatizační technologie spotřebovávají velké množství energie, což znamená, že přispívají ke změně klimatu - a bude to mít ještě větší dopad, protože stále více lidí potřebuje klimatizaci, aby se cítili pohodlně nebo dokonce přežili.
Podle analýzy, kterou v březnu zveřejnili vědci z Národní laboratoře pro obnovitelnou energii při ministerstvu energetiky a výzkumného centra Palo Alto společnosti Xerox, je klimatizace v současnosti zodpovědná za téměř 4 % celosvětových emisí skleníkových plynů. Podle společného prohlášení NREL a Xerox PARC se očekává, že se tyto emise budou zvyšovat, protože stále více lidí si instaluje klimatizační zařízení, zejména v Indii, Číně a Indonésii.
"Je to dobrá i špatná věc," uvedl v prohlášení k výzkumu Jason Woods, vedoucí výzkumný inženýr NREL a spoluautor nové studie. "Je dobré, že více lidí může využívat lepšího komfortu, ale také to znamená, že se spotřebuje mnohem více energie a zvýší se emise uhlíku."
Konvenční technologie klimatizace využívá k ochlazování vzduchu cyklus komprese páry. V tomto systému se k chlazení používá chladivo.
Chlorfluoruhlovodíky a hydrochlorfluoruhlovodíky patřily k nejběžnějším chladivům v klimatizacích, ale tyto chemikálie poškozují ozonovou vrstvu a jejich používání se postupně ukončuje. Existuje několik desítek alternativ, které ozonovou vrstvu nepoškozují, ale stále mají vysoký potenciál globálního oteplování.
Kromě toho se v běžných klimatizačních zařízeních spotřebuje mnoho energie na přílišné ochlazení vzduchu, aby byl méně vlhký a příjemnější.
Podle výzkumu NREL a Xerox PARC se z 1 950 milionů tun oxidu uhličitého, které se každoročně uvolní z energie spotřebované na klimatizaci, 531 milionů tun připadá na chlazení vzduchu a 599 milionů tun na odstraňování vlhkosti. Dalších 820 milionů tun pochází z úniku chladiv a ze skleníkových plynů uvolňovaných při výrobě a přepravě klimatizačních jednotek.
"Stávající, sto let starou technologii jsme již zefektivnili na nejvyšší možnou míru," uvedl Woods ve svém prohlášení. "Abychom dosáhli transformační změny účinnosti, musíme se podívat na jiné přístupy bez omezení toho stávajícího."
To je cílem společnosti Blue Frontier. Tento startup pracuje na technologii, která zefektivní klimatizaci s menším množstvím vedlejších škodlivých produktů pro životní prostředí, a právě získal 20 milionů dolarů od investičního fondu Billa Gatese Breakthrough Energy Ventures.
Systém Blue Frontier používá třetinové až pětinové množství chladiva, které by bylo zapotřebí pro běžný systém, a protože konstrukce zařízení je jiná než u běžných klimatizací, může používat chladivo s nižším potenciálem globálního oteplování. "Kombinovaný efekt je snížení příspěvku našeho systému ke globálnímu oteplování o 85 až 87 %," uvedl generální ředitel Daniel Betts pro CNBC.
Podle Bettse byla tato technologie objevena při pokusech o likvidaci antraxu přenášeného vzduchem, který je potenciální bioteroristickou zbraní. Je založena na kapalných desikantech, což jsou chemické látky s nižším tlakem par než voda. Když vlhký vzduch prochází nad tímto kapalným vysoušedlem, voda se z něj vytáhne a vzduch se odvlhčí.
"Kapalné desikanty jsou vynikající antiseptika a baktericidy. Takže kontakt antraxu s tekutým vysoušedlem by ho zabil. Tento počáteční výzkum vedl k inovacím a objevům, které tvoří základ technologie společnosti Blue Frontier," řekl Betts televizi CNBC. "Ve skutečnosti by jednou z výhod klimatizační technologie Blue Frontier bylo celkové zlepšení kvality vzduchu v interiéru a zdravější vnitřní prostředí."
V systému Blue Frontier je použito určité množství chladiva, které však neslouží k chlazení, ale k provozu tepelného čerpadla, které reguluje koncentraci soli v vysoušedle.
"Chladivo a chladicí zařízení se tak nikdy nesetkají se vzduchem vstupujícím do budovy nebo do interiéru budovy," uvedl Betts pro CNBC. "To nám dává obrovskou výhodu, že můžeme používat snadno dostupná chladiva, která jsou mírně hořlavá, aniž bychom ohrozili bezpečnost lidí v budově."
Kapalný vysoušecí prostředek, který společnost Blue Frontier používá, lze skladovat uvnitř klimatizačního zařízení v malé plastové nádrži, která v podstatě uchovává chladicí výkon, aby mohl být použit, když je to nejvíce potřeba. To má zásadní význam pro dekarbonizující se rozvodnou síť, která bude stále více závislá na obnovitelných zdrojích energie, jako jsou větrné a solární elektrárny, které jsou přerušovanými zdroji energie.
"Skladování nám také umožňuje spotřebovávat většinu energie v době, kdy je obnovitelných zdrojů energie dostatek a kdy je elektrická síť málo přetížená. Vyhneme se tak spotřebě elektřiny v době špičkové poptávky, kterou zajišťují špičkové elektrárny na fosilní paliva," uvedl Betts pro CNBC.
"Letní špičková poptávka není problémem jen proto, že způsobuje výpadky elektřiny, zvyšuje náklady na elektřinu a produkuje více emisí skleníkových plynů. Je také příčinou lesních požárů. Když během nejteplejších dnů v roce všichni spotřebovávají elektřinu na klimatizaci, velké množství elektřiny protékající přenosovými a distribučními vedeními je zahřívá a způsobuje jejich prohýbání," řekl Betts. "Tím se zvyšuje pravděpodobnost, že se dostanou do kontaktu s vegetací a způsobí lesní požáry."
Pro společnost VoLo Earth Ventures, dalšího investora, který se zúčastnil ve čtvrtek oznámeného kola, je tato kapacita úložiště také klíčovým důvodem, proč je řešení společnosti Blue Frontier atraktivní.
"Technologie společnosti Blue Frontier mění pravidla hry jak pro dekarbonizaci chlazení, tak pro efektivitu sítě," uvedl v písemném prohlášení Kareem Dabbagh, spoluzakladatel společnosti VoLo Earth Ventures. "Jejich propojení nové technologie chlazení a skladování energie umožňuje nové příležitosti k vyrovnání velkých odpoledních špiček v poptávce po chlazení v síti, což šetří peníze spotřebitelům i energetickým společnostem."
Před založením společnosti Blue Frontier založil Betts další start-up zaměřený na klimatizační zařízení, Be Power Tech, jehož cílem bylo komercializovat technologii, která by byla zároveň klimatizačním zařízením i zdrojem energie. Startup neuspěl a Betts se naučil, že budovat společnost na dvou technologiích, které ještě nejsou vyvinuté, je příliš.
"Udělal jsem zásadní chybu technologických startupů, a to, že jsem na sobě postavil dvě zcela nové technologie a spojil je," řekl Betts televizi CNBC. "Takže dvojnásobné riziko, dvojnásobné množství potřebných peněz. A tak si ta společnost nevedla tak skvěle."
Naučil se však hodně o tom, jak uvést na trh produkt, který bude přijat a používán.
"Pochopili jsme, že musíme udělat něco, co nezmění způsob, jakým lidé komunikují s klimatizací v budově," řekl Betts. "Pro instalatéra a stavitele nebo majitele budovy by to měla být jen náhrada nebo běžná klimatizace naší."
O to se Betts a jeho tým snaží.
Tuto technologii, která se osvědčila v prototypech testovaných v Národní laboratoři pro obnovitelné zdroje energie a v Národní laboratoři Oak Ridge, chtějí nejprve rozšířit pro komerční budovy.
Některé testovací jednotky budou v budovách instalovány v roce 2022, další kolo předkomerčních jednotek se očekává v roce 2023 a první komerční produkt pro komerční budovy bude k dispozici v roce 2025. A pokud vše půjde dobře, do roku 2026 nebo 2027 bude na trhu i produkt pro rezidenční budovy, uvedl Betts pro CNBC.
Zdroje: cnbc.com, Unsplash.com