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LE INNOVAZIONI
TECNOLOGICHE
NELL'INDUSTRIA DELLA REFRIGERAZIONE
RAJENDRA
SHENDE
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
-
- Il
vantaggio in un paese come
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
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.