Automobilių šaldymo agentų ateitis po PFAS – automobilių bendruomenė
Nors automobilių rinka daugiausia dėmesio skyrė elektrifikavimui, kad atitiktų CO2 taisykles, tai nėra vieninteliai reglamentai, kurie turės didelį poveikį pramonei. PFAS (per- ir polifluoralkilas) tampa vis svarbesniu susirūpinimu daugelyje pramonės šakų.
Dėl neapibrėžtumo dėl PFAS taisyklių, automobilių žaidėjai gali ieškoti kelių būdų, kaip pakeisti naudojamus šaltnešius. Naujausioje IDTechEx ataskaitoje šia tema „Elektrinių transporto priemonių šiluminis valdymas 2025–2035 m.: medžiagos, rinkos ir technologijos“ prognozuojama, kad iki 2035 m. elektrinėms transporto priemonėms (EV) reikės beveik 45 mln. kg šaltnešių. automobilių parkas būtų reikšmingas perėjimas automobilių rinkai.
Istorija iki šiol
Šaldymo agentai reikalingi automobiliams nepriklausomai nuo pavaros, nes jie naudojami oro kondicionavimo sistemoje keleivių salono temperatūrai palaikyti. Kai kuriuose elektromobiliuose, pvz., pradiniame BMW i3 ir naujesniuose BYD automobiliuose, akumuliatoriui aušinti taip pat naudojamas šaltnešis.
R134a buvo standartas (pakeičiantis chlorfluorangliavandenilius, CFC), tačiau Europoje dėl didelio globalinio atšilimo potencialo (GWP) jis buvo uždraustas transporto priemonėms su naujomis važiuoklėmis, pagamintomis po 2010 m., ir visuose naujuose automobiliuose nuo 2017 m. Kituose regionuose, pvz., JAV. pasekė pavyzdžiu, nors R134a vis dar plačiai naudojamas tokiose vietose kaip Kinija. R1234yf buvo tiesioginis pakaitalas, kurio GWP buvo mažesnis nei 4, palyginti su R134a, viršijančiu 1400.
PFAS apibrėžimas yra gana platus, o Ekonominio bendradarbiavimo ir plėtros organizacijos apibrėžimas apima beveik 5000 unikalių cheminių medžiagų. Susirūpinimas dėl šių medžiagų yra jų išlikimas žmonėms, laukinei gamtai ir aplinkoje. Daugėja įrodymų apie galimą žalingą poveikį, pvz., padidėjusią vėžio riziką, vystymosi vėlavimą ir hormonines problemas (pagal JAV EPA ir EBPO).
Kelios JAV valstijos ir Europos Sąjunga svarsto visuotinį PFAS draudimą. Jei ES nuspręs patvirtinti apribojimą, pakeitimas gali užtrukti nuo 1,5 metų iki 6,5 metų iki 13,5 metų, atsižvelgiant į tai, ar automobiliuose esantys šaltnešiai bus atidėti.
Tačiau atidėjimai galimi tik tais atvejais, kai nėra komercinių alternatyvų ir kurioms reikia laiko padidinti gamybą. Nors nėra aiškaus R1234yf pakeitimo termino, tai nesustabdė alternatyvių šaltnešių ir su jais susijusių šilumos valdymo komponentų kūrimo.
Kitos kartos šaltnešiai
R744 (CO2) pirmą kartą Mercedes naudojo S klasėje 2017 m., nors vėliau šio požiūrio atsisakė. VW ID EV ant MEB platformos naudoja R744 modeliuose su šilumos siurbliais. Pagal apibrėžimą R744 GWP yra 1. Jis taip pat pasižymi dideliu efektyvumu šaltesnėmis sąlygomis ir yra palyginti nebrangus, netoksiškas ir nedegus.
Tačiau R744 reikia didesnio slėgio, todėl sistemos projektavimas ir sauga tampa sudėtingesni. VW taip pat apima CO2 jutikliai salone keleivių saugumui. Kitas minusas – prastesnis efektyvumas karštesnio klimato sąlygomis. Nepaisant iššūkių, R744 yra alternatyva R1234yf, kuri buvo naudojama komerciniais tikslais, o 2024 m. pradžioje VW paskelbė apie savo planus iki 2030 m. pakeisti visus savo BEV (akumuliacinius elektrinius automobilius) į R744.
R290 (propanas) yra dar viena galima alternatyva, kurios GWP mažesnis nei trys ir ozono sluoksnio ardymo potencialas nėra. Jis pasižymi geresne šaldymo galia esant didelėms apkrovoms nei R744 ir yra palyginti nebrangus. Jis taip pat gali veikti esant mažesniam slėgiui, šiek tiek supaprastindamas sistemos dizainą.
Neigiami aspektai apima daugiau iššūkių šildymui šaltomis sąlygomis, o didelė kliūtis yra susijusi su saugumu. Propanas yra labai degus, o kai kuriuose regionuose ribojamas degių šaltnešių naudojimas. Tiekėjai, tokie kaip Hanon Systems, pristatė R290 oro kondicionavimo sistemas, o ZF pademonstravo koncepcinį EV su R290 2023 m., kurį planuojama įdiegti 2026 m.
Be šių dviejų variantų, tyrimuose taip pat buvo nagrinėjamas R744 ir R290 derinimas, siekiant įveikti kai kuriuos jų apribojimus.
Outlook
Nors taisyklės dar turi būti apibrėžtos maždaug R1234yf, tikrai galime tikėtis, kad draudimai bus įgyvendinti ateityje. IDTechEx mano, kad R744 ir R290 yra dvi perspektyviausios alternatyvos ir kad R744 iš pradžių bus teikiama pirmenybė, nes jis yra vėlesniuose komercializavimo etapuose ir turi mažiau saugos problemų. Tačiau gali prireikti naujovių, kad būtų pagerintas aukštesnės temperatūros veikimas, kad jis atitiktų karšto klimato ir šilumą reikalaujančius greito įkrovimo scenarijus.
„IDTechEx“ ataskaitoje „Elektrinių transporto priemonių šiluminis valdymas 2025–2035 m.: medžiagos, rinkos ir technologijos“ aptariami ir toliau numatomi elektromobilių šaltnešiai. Ataskaitoje „Per- ir polifluoralkilo medžiagos (PFAS) 2024: naujos programos, alternatyvos, taisyklės“ taip pat išsamiai nagrinėjami PFAS junginiai ir jų pakaitalai.
„Elektrinių transporto priemonių šiluminis valdymas 2025–2035 m.: medžiagos, rinkos ir technologijos“ nagrinėja akumuliatoriaus, variklių, galios elektronikos ir kabinos šiluminį valdymą ir išsamiai apžvelgia strategijas, komponentus, medžiagas, rinkos dalis ir prognozes. 2035 m.
