Стартап Blue Frontier создает экологичные кондиционеры, которые не усугубляют климатический кризис

Сверхэффективный кондиционер

В мире становится все жарче из-за изменения климата. В то же время население растет, и доходы растут. Сложите эти факторы вместе, и вы получите быстро развивающийся рынок кондиционеров воздуха.

Хотя техника помогает нам справиться с летней жарой и последствиями изменения климата, она создает впечатляющее количество парниковых газов. И это лишь усугубляет проблему глобального потепления, что означает: нам потребуется еще больше кондиционеров.

Фото в тексте: Blue Frontier / Annelisa Leinbach

Сейчас стартап, который заручился поддержкой Билла Гейтса, готовится разорвать этот порочный круг. Его разработка требует на 50-90% электричества, чем аналоги, которые мы используем сегодня — и они могут появиться в продаже уже в 2026 году.

Жара и холод

В период с 1990 по 2016 годовые продажи кондиционеров воздуха выросли более чем в три раза. По прогнозам Международного энергетического агентства, к 2050 году в мире будет использоваться 5,6 млрд единиц — при том, что сейчас их около 2 млрд.

Кондиционеры обеспечивают не только комфорт. Кондиционирование воздуха связывают с повышением успеваемости в школах и продуктивности на работе.

Продажи кондиционеров в мире, млн шт. Инфографика: МЭА

А при рекордных температурах это даже спасает жизни — Центры по контролю и профилактике заболеваний США называют кондиционирование воздуха «самым сильным фактором защиты против болезней, связанных с жарой». И поскольку волны жары, вероятно, будут усугубляться, кондиционирование воздуха со временем станет еще критичнее.

Проблема

Кондиционеры — энергозатратные устройства, и поскольку электросети по-прежнему питаются преимущественно за счет ископаемого топлива, их использование напрямую высвобождает парниковые газы в атмосферу. Еще до того, как кондиционер заработает, его производство и транспортировка также во многом полагаются на ископаемое топливо.

Еще одна проблема связана с самим устройством: оно использует хладагенты, химические вещества, которые поглощают тепло.  Зачастую их потенциал глобального потепления (ПГП) в сотни и тысячи раз выше, чем у углекислого газа, поэтому утечка из кондиционеров — это еще один фактор того, как кондиционирование воздуха способствует изменению климата.

Сложив все эти источники, ученые из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) определили, что в настоящее время кондиционирование воздуха в настоящее время создает 3,94% ежегодных выбросов парниковых газов. Для решения этой проблемы необходимы серьезные инновации.

«Мы уже сделали существующую столетнюю технологию почти настолько эффективной, насколько это возможно. Чтобы добиться трансформационных изменений в эффективности, нам нужно рассмотреть различные подходы без ограничений существующего», — говорит Джейсон Вудс, старший инженер-исследователь NREL.

Blue Frontier

Стартап Blue Frontier из Флориды разработал принципиально иную систему кондиционирования воздуха, которая потребляет на 50-90% меньше электроэнергии, чем традиционная, и не требует хладагентов с высоким ПГП.

В основе этой технологии — использование жидкого осушителя, который представляет собой химическое вещество, вытягивающее воду из воздуха. Нам хорошо известны твердые осушители — пакетики с силикагелем, на которых написано «Не ешьте», которые часто встречаются в упаковках для обуви или других потребительских товаров, которые должны оставаться сухими.

Жидкий осушитель Blue Frontier — это запатентованный раствор морской воды, который хранится в небольшом резервуаре внутри кондиционера. Чтобы вода в растворе испарялась, используется тепловой насос с электрическим приводом. Выпаренная вода извлекается, а в осушителе остается более высокая концентрация соли.

Когда осушитель вступает в контакт с теплым воздухом, он вытягивает из него влагу. Затем осушенный воздух охлаждается до идеальной температуры с использованием восстановленной воды и процесса, называемого «косвенным испарительным охлаждением».

Охлажденный воздух выбрасывается в окружающую среду, и тепловой насос используется для повторного испарения воды в жидком осушителе, подготавливая систему к следующему циклу кондиционирования воздуха.

Схема кондиционера Blue Frontier, слева направо: система охлаждения, резервуар для конденсации воды, забор наружного воздуха, осушитель влаги. Инфографика: Blue Frontier

Пока концентрированный жидкий осушитель в кондиционере Blue Frontier не соприкасается с теплым воздухом, он восстанавливает свой охлаждающий потенциал. 

Система спроектирована таким образом, что тепловой насос концентрирует раствор соленой воды, когда электричество является самым дешевым и чистым (часто поздней ночью). Затем раствор хранится до тех пор, пока не понадобится охладить дом (вероятно, в середине дня).

Разработка Blue Frontier действительно требует некоторое количество хладагента, но примерно 20-33% от аналога, тот факт, что хладагент применяется для работы теплового насоса, а не для охлаждения воздуха — позволяет использовать хладагент с более низким ПГП.

«Совокупный эффект заключается в снижении вклада нашей системы в глобальное потепление на 85-87%», — прокомментировал CEO Дэниел Беттс.

Заглядывая в будущее

Blue Frontier только что привлекла $20 млн в ходе инвестраунда, который возглавила Breakthrough Energy Ventures Билла Гейтса. Она планирует установить первые тестовые установки в зданиях до конца 2022 года.

Как сообщает Беттс, продукт должен быть готов для коммерческих зданий в 2025 году, а для жилых домов — в 2026 или 2027 году. Таким образом, в 2050 году значительная часть из 5,6 млрд кондиционеров может быть гораздо более экологичной, чем то, чем мы располагаем сегодня.

Источник.

Фото на обложке: Unsplash