Кигалийская поправка или что изменится на кондиционерном рынке России после 2024 года

К чему это пространное и долгое вступление? Дело в том, что на климатическом рынке России наступают как раз такие времена — серьёзных изменений. Кто проявит недостаточную гибкость, не сможет быстро поменять стратегию — вымрут как мамонты или динозавры.

А теперь расскажем подробнее, что же произошло. Дело в том, что 15 октября 2016 года в городе Кигали (Руанда) на XXVIII совещании Сторон Монреальского протокола была принята Кигалийская поправка, предусматривающая поэтапное сокращение производства и потребления гидрофторуглеродов, которые являются мощными парниковыми газами (табл. 1). Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, был подписан представителями 46 стран 16 сентября 1987 года и на текущий момент ратифицирован 198 сторонами, включая Российскую Федерацию [1].

В отличие от хлорфторуглеродов (ХФУ) и гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ), которые воздействуют на озоновый слой, обладая высокой озоноразрушающей активностью (Ozone Depletion Potential, ODP), гидрофторуглероды (ГФУ) не уничтожают озоновую прослойку в стратосфере Земли, однако характеризуются высоким потенциалом глобального потепления (Global Warming Potential, GWP), в сотни и тысячи раз превышающим таковой у углекислого газа (CO₂). Уменьшение выбросов ГФУ может ограничить температуру глобального потепления, возникшего (как считается) вследствие дополнительного антропогенного нагрева атмосферы Земли, до 0,5°C к 2100 году. Кигалийская поправка вступила в силу 1 января 2019 года и уже ратифицирована более 150 странами, в том числе Россией [2].

Напомним, что потенциалом глобального потепления (GWP) называется показатель, который используется для оценки влияния различных парниковых газов на изменение климата по сравнению с углекислым газом. GWP показывает, сколько теплоты удерживает конкретный газ в атмосфере за определённый период времени (обычно 20, 100 или 500 лет) по сравнению с CO₂, чей GWP принимается за 1,0.

Согласно Кигалийской поправке, страны обязуются поэтапно сокращать производство и потребление гидрофторуглеродов, к которым относятся и популярные сегодня хладагенты R32 и R410a, обладающие высоким GWP. По срокам первое существенное сокращение наступает в 2025 году (-35% от базового уровня), и практически полный запрет планируется в 2036 году (-85% от базового уровня).

Что предлагается взамен? Природные хладагенты, а именно пропан (R290), аммиак (R717), диоксид углерода (R744), изобутан (R600a), пропилен (R1270), бутан (R600), вода (R718). Возможно, этот список с точки зрения активистов охраны природы выглядит реальным и адекватным. Но инженерам по холодильной технике давно ясно как день, что отрасль находится на пороге очень больших изменений или даже перед настоящей катастрофой. Предложенные хладагенты либо являются горючими (пропан, аммиак, бутан, пропилен), либо требующими трубопроводов очень большой прочности и абсолютно других компрессоров (CO₂).

Есть мнение, что волноваться не нужно, так как Россию это не коснётся. Однако я хочу напомнить историю отказа от хладагента R22 в пользу озонобезопасных хладагентов R407c и R410a. Согласно требованиям Монреальского протокола, график отказа от R22 должен был выглядеть так (рис. 1).

Развитые страны взяли на себя обязательства сократить производство и потребление HCFC (в том числе R22) на 75% к 2010 году, на 90% к 2015-му, и совсем прекратить к 2020 году. При этом США планировали ограничивать потребление R22 только экономическими методами, путём предоставления льгот для предприятий, отказавшихся от его использования. Развивающиеся страны, включая Россию и Китай, предполагали сократить производство и потребление HCFC на 10% к 2015 году, на 35% к 2020-му, на 67,5% к 2025-му, а завершить использование и потребление R22 только в 2030 году. Таким образом, можно считать, что более 70% потребителей кондиционеров на мировом рынке (США, Китай, Россия и прочие страны) планировали отказаться от R22 только к 2030 году.

Однако по факту отказ от применения R22 в России и во всём мире произошёл значительно быстрее. Уже в 2010 году в РФ практически не было ни одного бренда с R22 в продаже (но «сливались» отдельные модели из остатков). Хотя первоначально раздавались протестные голоса с аргументами за продолжение использования R22, а именно:

1. Влияние R22 на разрушение озонового слоя не доказано. Тем более для России, которая находится за многие тысячи километров от Антарктиды, то есть места возникновения «озоновых дыр».

2. R22 выпускается в РФ (вернее, тогда выпускался), и наша страна может использовать этот хладагент даже в случае полного отсутствия поставок из-за рубежа.

3. R22 является односоставным, следовательно, более удобным в эксплуатации хладагентом.

4. R22 обладает меньшим давлением по сравнению с R410a.

Что же произошло? Почему, несмотря на столь очевидные преимущества R22 и неочевидные плюсы у R410a, произошёл стремительный переход на новый хладагент? И не за 10–15 лет, как предписывали международные требования, а максимум за пять. Дело в том, что Россия является частью окружающего мира, нравится нам это или нет. И в случае с фреоном R22 этот факт был очевидно продемонстрирован. РФ не производила тогда и не производит сейчас кондиционеры, 98% этих устройств закупается в Китае. И если Китай перестал поставлять кондиционеры на R22, то российские поставщики перешли на то, что предлагалось к поставке. А именно — хладагент R410a и частично R407c. Таким образом, в 2010 году брать новые системы кондиционирования на «старом» фреоне R22 стало просто негде.

Вернёмся к сегодняшней ситуации. В Кигалийской поправке указаны следующие виды наиболее актуальных для нас на данный момент фреонов — это R410a и R32. R410a обладает показателем глобального потепления 2088, а у R32 он значительно меньше — 675. Согласно графику сокращения выбросов парниковых газов, начиная с 2025 года применение фреона R410a в новых сплит-системах заправкой менее 3 кг запрещено (табл. 2).

Европейские требования к потенциалу глобального потепления (GWP) фреонов установлены Регламентом ЕС №517/2014 по фторсодержащим парниковым газам, который действует с 2015 года. Документ запрещает использование определённых веществ, исходя из их GWP.

Некоторые положения регламента:

• с 2020 года ГФУ с GWP, равным или превышающим 2500 (R12, R502), не могут применяться при ремонте и обслуживании холодильного оборудования;
• с 2022 года запрещается использовать ГФУ с GWP от 150 и выше (все ХФУ, ГХФУ, ГФУ), в новых системах централизованного охлаждения производительностью свыше 40 кВт;
• с 2025 года запрещается применение ГФУ с GWP выше 750 в новых сплит-системах для кондиционирования воздуха с заправкой менее 3 кг (фактически все ГФУ, кроме R32);
• с 2029 года запрещается применение ГФУ с GWP выше 150 в новых сплит-системах для кондиционирования воздуха с холодопроизводительностью до 12 кВт (все ХФУ, ГХФУ, ГФУ), для сплит-систем с холодопроизводительностью более 12 кВт допускается использовать ГФУ с GWP до 750 (R32);
• с 2032 года запрещено будет в принципе использовать хладагент R410a, исключение составит вторичное использование из старых систем (Recycling);
• с 2033 года запрещается применение ГФУ с GWP выше 150 в сплит-системах для кондиционирования воздуха с холодопроизводительностью более 12 кВт (все ХФУ, ГХФУ, ГФУ).

Таким образом, для фреона R410a в 2025 году уже наступили «тёмные времена». Первый «звоночек» поступил в конце 2024 года, когда большую партию кондиционеров из Китая, заправленных хладагентом R410a, отказались пропускать на российской таможне. Это произошло по причине того, что в 2020 году Председатель Правительства РФ Михаил Мишустин подписал ПП РФ №333 [2] — так Российская Федерация ратифицировала Кигалийскую поправку к Монреальскому протоколу. И данная поправка как раз и подразумевает поэтапное сокращение производства и потребления гидрофторуглеродов, обладающих высоким потенциалом глобального потепления.

Россия входит в группу стран, включающую также Беларусь, Казахстан, Узбекистан и Таджикистан, для которых установлен следующий график снижения потребления ГФУ:

• с 2020 по 2024 годы потребление ГФУ должно составлять 95% базового уровня;
• с 2025 по 2028 годы — 65%;
• с 2029 по 2033 годы — 30%;
• с 2034 по 2035 годы — 20%;
• с 2036 года — 15%.

В качестве базового уровня для данной группы стран берётся среднегодовой уровень потребления гидрофторуглеродов за 2011–2013 годы +25% от базового уровня потребления ГХФУ.

Но, допустим, ситуация в России с 2020 года поменялась, и будут приняты решения, позволяющие импортировать по-старому сплит-системы на хладагенте R410a. Изменит это что-либо? Нет, поскольку Китай, то есть основной и фактически единственный производитель кондиционеров для России, тоже ратифицировал это соглашение. Китайская Народная Республика 17 июня 2021 года приняла Кигалийскую поправку к Монреальскому протоколу, став 121-й страной, включая Евросоюз, ратифицировавшей мировое соглашение о сокращении выбросов гидрофторуглеродов.

Поэтому никакого выхода в России для фреона R410a не просматривается. Если даже его применение в новых системах в России будет разрешено, взять системы кондиционирования на этом фреоне будет просто негде. Ситуация в чём-то похожа на процесс отказа от фреона R22, который произошёл 15 лет назад.

По этой же схеме отказ от R410a шёл полным ходом уже в 2024 году. Если мы откроем прайс любого производителя, то увидим новые линейки сплит-систем только на фреоне R32. На R410a распродавались только остатки или «полупром», запрет на который вступает чуть позже.

Для фреона R32 ограничения выглядят следующим образом:

• 2027 год — запрещено использовать R32 в VRF-системах до 50 кВт, моноблочных системах;
• 2029 год — запрещено использовать R32 в сплит-системах до 12 кВт по холоду;
• 2030 год — запрещено использовать R32 в VRF-системах более 50 кВт;
• 2033 год — запрещено использовать хладагент R32 в новых сплит-системах более 12 кВт, но разрешено заправлять старые системы при ремонте.

То есть по большому счёту процесс отказа от фреона R32 будет происходить по такому же сценарию, но с задержкой в четыре года. В 2029 году или чуть позже будут прекращены поставки сплит-систем до 12 кВт по холоду на фреоне R32 (то есть более 95% всех производимых в Китае сплит-систем), и в 2033 году последует полный запрет на новые системы с хладагентом R32.

А что же будет вместо этих систем на «старых» и «неэкологичных» фреонах R410a и R32, которые занимают сейчас 100% российского рынка сплит-систем? А вот это очень интересно и не однозначно.

Вариант 1. Природные хладагенты

Под «природными хладагентами» подразумевается прежде всего пропан — R290 (табл. 1, 3). Пропан относится к группе углеводородных хладагентов — ГУ (HC). Химическая формула — С3Н8. R290 может использоваться для охлаждения и глубокого замораживания в автономных холодильных устройствах с малой холодопроизводительностью — менее 1 кВт, а также в больших централизованных системах и тепловых насосах. Хотя углеводороды являются хорошими хладагентами, проблема с расширением их применения связана с их огнеопасностью. Энергопотребление автономных устройств является таким же или ниже, чем в системах, использующих R22. Следует отметить, что R290 так же хорошо работает при высоких температурах воздуха. Чистый пропан не пахнет, но в некоторых спецификациях указано, что он имеет сладковатый запах. Это верно в тех случаях, когда к газу добавляют одорант. Производители хладагентов используют его в целях безопасности, чтобы в случае утечки человек мог почувствовать характерный запах.

Преимущества: низкая цена, хорошая производительность, относительно низкое давление.

Недостатки: горючесть, неудобства в монтаже и заправке, взрывоопасность.

Вариант 2. Углекислый газ

Углекислый газ (диоксид углерода, CO₂), он же хладагент R744 — дешёвое, экологически безопасное (ODP = 0, GWP = 1) и негорючее вещество (табл. 1, 3). Стоимость CO₂ примерно в 100 раз меньше, чем R134a. С другой стороны, давление конденсации при стандартной температуре +45°C у CO₂ очень высокое — 7,3 МПа, что в три раза больше, чем у фреона R410a (2,62 МПа), и в четыре раза выше, чем у фреона R22 (1,63 МПа). Высокое давление конденсации кратно увеличивает нагрузку на элементы фреонового контура, что приводит к значительному удорожанию системы. Особая проблема заключается в обеспечении герметичности холодильного контура. Незначительный размер молекул и слишком высокая для обычных полимерных шлангов проницаемость CO₂ требуют использования металлических прокладок, гибких полимерных рукавов с покрытием и гофрированных труб из нержавеющей стали в линии нагнетания горячих паров.

Диоксид углерода используется в централизованных торговых холодильных системах, в пищевой промышленности, в среднем масштабе — в небольших установках в торговом секторе (торговые автоматы) и в тепловых насосах для снабжения горячей водой. Углекислый газ используется как для охлаждения, так и для глубокого замораживания. В случае глубокого замораживания хладагент может использоваться в каскадной системе, что позволяет ограничить рабочие давления оборудования.

Преимущества: низкая цена, безопасность для пользователя, негорючесть.

Недостатки: очень высокое давление, неудобства в монтаже и заправке, высокая цена оборудования.

Вариант 3. Новые хладагенты

Тетрафторпропан (Tetrafluoropropene) R1234yf или ГФО-1234yf является гидрофторолефином с формулой CH2=CFCF3 (табл. 1, 3). Имеет нулевой потенциал разрушения озона и очень низкий потенциал парникового эффекта. Похож по характеристикам на фреон R134a, но горючий (температура самовоспламенения 405°C). На сегодняшний день только компания Honeywell, входящая в транснациональный концерн DuPont, является обладателями зарегистрированного патента на продажу (и производство) ГФО-1234yf во всём мире.

Преимущества: высокая цена, хорошая производительность, относительно низкое давление.

Недостатки: горючесть.

Тетрафлуропропен (Tetrafluropropen) R1234ze, как и R1234yf, является хладагентом среднего давления, который относится к ряду жидкостей с низким GWP (гидрофторолефинов) — табл. 1, 3. R1234ze имеет практически одинаковые критические температуры и температуру кипения, а также более низкое критическое давление и совместим с большинством распространённых материалов. Это энергоэффективная альтернатива хладагенту R134a в чиллерах с воздушным и водяным охлаждением, а также в других среднетемпературных применениях. Имеет нулевой потенциал разрушения озона и очень низкий потенциал парникового эффекта.

Преимущества: высокая цена, хорошая производительность, относительно низкое давление.

Недостатки: горючесть.

Выводы

В ближайшие год-два мы будем наблюдать стремительный отказ от хладагента R410a. Все новые линейки бытовых сплит-систем будут поставляться в Российскую Федерацию только на хладагенте R32. Китай, подписавший Кигалийскую поправку, будет избавляться от остатков оборудования на R410a, отправляя их в развивающиеся страны. Поэтому в России мы будем наблюдать «сливы» устаревших линеек оборудования бытовых сплит-систем на R410a. Как правило, эти «сливы» пойдут под российскими ОЕМ-марками.

Но самое интересное начнётся после 2029 года, когда хладагент R32 также будет запрещён. Тут возможны два очевидных пути. Первый — это переход на R290, то есть пропан. Это, без сомнения, добавит проблем монтажникам и сервисникам, так как пропан горюч. Пропан — дешёвый и не требует принципиально других компрессоров и толщины труб, как CO₂.

Второй очевидный путь — это переход на новые виды хладагентов, например R1234yf или R1234ze. Поскольку всё производство этих хладагентов фактически принадлежит компании Honeywell (DuPont), то, возможно, мы видим гигантскую стратегическую операцию этой компании по захвату всего мирового рынка фреонов. И, вероятно, у неё это даже получится, а нам остаётся только наблюдать.

И есть ещё один нюанс, выпадающий из общей стратегии замены фреонов, — системы класса VRF. С одной стороны, это очень успешный и развивающийся класс оборудования. С другой стороны, при замене фреона R410a на горючие аналоги этот тип систем становится пожароопасным. В отличие от сплит-систем, содержащих около 1–2 кг фреона, в системах VRF заправляется 20–30 кг хладагента на один контур. Поэтому совершенно непонятно, в какую сторону качнётся маятник с этим классом оборудования. Например, компания Daikin уже испытывает новую систему VRF на хладагенте CO₂. Это приведёт к сильному удорожанию оборудования, но теоретически возможно. Или производители пойдут по пути компании Mitsubishi

Electric, создавая комбинацию из наружных блоков VRF с горючим фреоном и внутренними блоками на основе водяных фанкойлов, разделяя фреоновый и водяной контуры пластинчатым теплообменником. Или VRF-системы умрут как класс, оставив «поле битвы» современным чиллерным системам с инверторным компрессором. Всё это возможно, и мы увидим результат в ближайшие пять лет.

В целом можно отметить, что мы живём в очень интересное время перемен, в том числе на климатическом рынке.