5 Alternative midler til køle- og varmetransmission

Analyse af danske styrkepositioner inden for teknologier, der kan føre til substitution af kemikalier

Kølemidler af typerne CFC og HCFC har alle betydende ozonlagsnedbrydningseffekt og er omfattet af internationale aftaler om udfasning. I Danmark har stofferne ikke været tilladt til brug i nye anlæg til køle- og varmetransmission i en årrække, men på verdensplan er situationen anderledes. Ifølge FNs miljøprogram anvendes 75% af det globale HCFC forbrug til køle- og varmetransmission. Mens forbruget af HCFC har været faldende i de industrialisere lande, ses der en markant stigning i forbruget i udviklingslandene med stigningsrater på over 20% om året i asiatiske lande (UNEP 2007).

Kølemidler af typerne CFC og HCFC er i høj grad blevet erstattet af kølemidler af typen HFC. HFC har ingen ozonlagseffekt, men betydende drivhuseffekt. På verdensplan bruges langt størsteparten af HFC til køle- og varme-transmission. HFC er omfattet af Kyotoprotokollen og i EU er der indført regler, som har til formål at begrænse udslippene af HFC med krav om indeslutning og genvinding. I Danmark er der desuden i 2001 indført en afgift på HFC, og der er indført forbud mod anvendelse af HFC-kølemidler i nye installationer med over 10 kg fyldning fra 1/1-2007. Dette har været med til at drive en udvikling væk fra brugen af HFC. På verdensplan ses en stigning i forbruget af HFC i både de industrialiserede lande og i udviklingslandene og uden særlige tiltag forventes HFC forbruget at stige med kølemidler som det altovervejende anvendelsesområde (Schwarz og Becken 2008).

Gennem de seneste 10-15 år er forskning og udvikling af alternative kølemidler til køletekniske applikationer gradvist blevet intensiveret. Danmark har været på forkant med udviklingen, hvilket har resulteret i en dansk førerposition på dette køletekniske område. Støtteordninger som ”Renere Produktordningen” og efterfølgende ”Virksomhedsordningen” samt visse energirelaterede støtteordninger har bidraget til denne udvikling.

I nærværende undersøgelse er der gennemført telefoninterview med 4 virksomheder og 2 udviklings- eller forskningsinstitutter. På den baggrund beskrives denne position nedenfor. Der er ved beskrivelsen desuden benyttet oplysninger fra Videncenter for HFC-fri køling på www.hfc-fri.dk.

5.1 Virksomheder og brancher

Der har i Danmark gennem flere år været en væsentlig produktion af køleapparater til husholdninger og kommercielle anlæg. I dag drejer såvel udvikling som produktion sig hovedsaligt om kommercielle anlæg, idet produktionen af almindelige husholdningsapparater for størstedelens vedkommende foregår i udlandet. Det er svært at konkurrere på produktionen af standardvarer som husholdnings køl og frys. Derfor er det i høj grad niche-produkter der satses på i Danmark, eks. flaskekølere, vaccinekølere, lavtemperaturkølere, vinskabe, mv.

Men den mangeårige erfaring har givet de danske virksomheder en veldokumenteret know-how.

Man skelner i branchen mellem forskellige anlæg på det kommercielle marked:

Plug-in udstyr er udstyr, der fungerer, så snart elstikket er sat i. På det kommercielle marked er det eksempelvis køleskabe til læskedrikke og køle og fryseskabe til storkøkkener. På det kommercielle område kommer man i fremtiden til at anvende enten kulbrinter eller kuldioxid.
Kommerciel køl omfatter primært kølesystemer til supermarkeder. Kuldioxid og kulbrinter er de mest anvendte alternativer, herunder anlæg med indirekte køling.
Industriel køl. Gennem mange år har det været almindeligt at benytte ammoniak som kølemiddel i større industrielle kølesystemer indenfor fødevaresektoren til såvel produktion som lagring, men CO₂bliver i stigende grad anvendt til lave temperaturer.
Transportkøl. Forsknings- og udviklingsindsatsen på dette område har primært været koncentreret om anvendelse af transkritisk kuldioxid i kølecontainere.

De tre største producenter af færdige kølesystemer er Gram Commercial A/S (200 ansatte) og Vestfrost (330 ansatte), som begge producerer plug-in anlæg, og Johnson Controls Denmark Aps, Køleteknik (195 ansatte) som producerer/installerer anlæg til kommerciel/industriel køling. Der findes herudover en lang række mindre virksomheder, som leverer kølesystemer til det danske marked blandt disse eksempelvis Advansor A/S. I leverandørkæden er store danske virksomheder som Grundfos (omkring 15.000 ansatte) og Danfoss A/S (omkring 23.000 ansatte), som også i betydelig omfang leverer komponenter til kølesystemer til virksomheder uden for Danmark. Danfoss Refrigeration & Air Conditioning Division repræsenter således ca. halvdelen af virksomhedens omsætning, heraf dog kun en del til køleanlæg.

Den samlede omsætning af de større producenter af færdige systemer samt komponentleverandører til køle- og airconditionanlæg var i 2007 på mindst 15 mia. kr. Det er dog kun en del af denne omsætning, der er relateret til HFC-fri køleanlæg.

Der er en betydelig videnbasis, som leverer konsulentydelser både i Danmark og i udlandet, herunder Teknologisk Institut og Rambøll A/S.

Dansk Køleforening repræsenterer hele det danske køleområde over for myndigheder og medier, idet medlemskategorien omhandler producenter, installatører, rådgivere, uddannelsesinstitutioner, kølegrossister og brugere af køleanlæg. Autoriserede Kølefirmaers Brancheforening (AKB) er brancheforening for autoriserede, anerkendte og sagkyndige virksomheder (køleinstallatørfirmaer) i Danmark og repræsenterer medlemsvirksomhederne over for myndigheder m.m.

5.2 Miljøeffektive produkter og teknologier i relation til substitution af problematiske kemikalier

Baggrunden for erstatning af de fluorerede kulbrinter som CFC, HCFC og HFC med naturlige kølemidler som CO₂, kulbrinter (bl.a. butan, pentan, propan) og ammoniak er stoffernes indflydelse på ozonlaget og drivhuseffekten, når eller hvis de slipper ud i atmosfæren.

De naturlige kølemidler har ingen eller kun ubetydelig ozonlagsnedbrydende effekt og drivhuseffekt. Ammoniak, der har vært brugt i mange år i industrielle anlæg, er giftigt ved indånding i høje koncentrationer. Kulbrinterne er brandfarlige, hvilket begrænser deres anvendelse på nogle eksportmarkeder, især USA. CO₂ er ligesom de fluorerede kulbrinter ugiftigt og ikke-brændbart, og på en lang række anvendelsesområder satses der i dag mere på CO₂.

I starten af 1990'erne tog man i Danmark fat på substitution af HFC'erne i husholdningsapparaterne og i dag anvendes der kulbrinter (isobutan) i størsteparten af apparaterne (www.hfc-fri.dk). I husholdningsapparaterne var det forholdsvist let at substituere til kulbrinter, da sikkerhedsspørgsmålet ikke i praksis er aktuelt p.g.a. de små mængder.

De erfaringer man havde opnået ved disse anlæg blev ført videre i større kommercielle køleanlæg. Der blev især lagt vægt på udviklingen indenfor sikkerhed ved anvendelsen af kulbrinterne.

Forskning og udvikling indenfor naturlige kølemidler har været støttet af både nationale og internationale offentlige udviklingsprogrammer, primært Miljøstyrelsen og Energistyrelsen. Forskning og udvikling var i første omgang drevet af universiteter og institutter, men køletekniske virksomheder har ligeledes deltaget. (www.hfc-fri.dk)

Udviklingen, der foregår i dag, drejer sig primært om energieffektivisering, mens der i øjeblikket ikke sker nogen udvikling af nye kølemidler

Virksomhederne, der er kontaktet, fremstiller kølemøbler (plug-in anlæg), køleanlæg, airconditionanlæg eller leverer komponenter, der anvendes i anlæggene og er produceret til at kunne klare de krav, der stilles i forbindelse med anvendelsen af de naturlige kølemidler.

Der fokuseres også i meget høj grad på energistyring, og det vurderes, at der kan hentes en meget stor besparelse ved bedre styring, eksempelvis ved at styre motorer så de kører optimalt etc.

5.3 Viden og relationer

Forskning foregår ved:

Danmarks Tekniske Universitet (DTU): System-modellering og fundamental køleteori;
Aalborg Universitet (AAU): Styring og regulering af køleanlæg;
Teknologisk Institut (TI), Center for Køle- og Varmepumpeteknik: Kølemidler, anlæg, komponenter, test & prøvning, design, beregninger;

Ifølge én af de interviewede personer er der en risiko for, at Danmark er ved at miste sin førerposition, mange af de vidende lektorer og professorer er gået på pension, så der sker ikke så meget på grundforskningssiden indenfor køleteknologi.

Ifølge de interviewede personer fungerer samarbejdet generelt godt på plug-in området, og der er hele tiden projekter i gang. Herudover er der forskellige støtteordninger for øjeblikket - primært i relation til energiforbedringer - og det bevirker også samarbejde. Ofte har støtteordninger resulteret i projekter med langt sigte, som opbygger viden og giver langsigtede styrker. Det vurderes af Miljøstyrelsens "Videncenter for HFC-fri køling", at der er gennemført over 50 projekter i Danmark vedrørende naturlige kølemidler gennem de seneste 10 år. Arbejdet har koncentreret sig om udviklingen af komponenter (kompressorer, varmevekslere og ventiler) samt anlæg og systemer, men der har også været fokuseret på udvikling af fundamentale data for kølemidler og materialer samt beregningsværktøjer.

Der er et omfattende samarbejde mellem TI, DTU og virksomheder som Gram Commercial, Vestfrost og Danfoss. Udviklingsarbejdet koncentrerer sig ikke så meget om udvikling af nye kølemidler, mere om udvikling af nye komponenter, afprøvninger og forbedringer, og der arbejdes på energieffektivitet. Herudover pågår der udviklingsprojekter omkring komponenter, der kan tåle de naturlige kølemidler, og der arbejdes på ny teknologi til fordamper i køleproces, der kan reducere mængden af kølemiddelfyldninger.

Et eksempel på et produkt udviklet i samarbejde mellem TI, Vestfrost og Danfoss og internationale NGOer er "Solarchill", der er en solcelledreven vaccinekøler til brug i udviklingslande (http://www.solarchill.org/index.html). De nye kølere produceres af Vestfrost.

Der foregår også et intensivt samarbejde omkring messer og konferencer. Danske Køledage arrangeres årligt i et samarbejde mellem Selskabet for Køleteknik, Autoriserede Kølefirmaers Brancheforening AKB og Dansk Køleforening. Der er på konferencen indlæg rettet mod henholdsvis rådgivere, installatører og forskning/research.

Ifølge de interviewede personer ses Danmark ude i verden som førende inden for udvikling af køleteknologier og danske videnpersoner fra forskningsmiljøer, rådgivere og virksomheder holder ofte indlæg på udenlandske konferencer. TI har i 2008 være vært for den 8. internationale IIF/IIR Gustav Lorentzen Konference om naturlige kølemidler.

Køleindustrien i Danmark har mulighed for at deltage i et netværk, KVCA (Køle VirksomhedsCenter Alsion), der har til formål at øge innovation og vidensdeling. KVCA har 26 medlemsvirksomheder og kan betragtes som en klyngefacilitator for kølevirksomheder, universiteter og andre forskningscentre. KVAC har arbejdet for, at der pr. september 2009 starter en kandidatuddannelse på køleteknikområdet i Sønderborg, under SDU. Med den nye kandidatuddannelse håber de på, at der vil blive igangsat flere ph.d.'er, der kan medvirke til udvikling.

Desuden yder Miljøstyrelsens "Videncenter for HFC-fri køling", der drives af TI, gratis informationsservice med rådgivning og assistance i relation til HFC-fri kølesystemer gennem personer med relevant erfaring og kompetence. Det er typisk installatører, producenter, rådgivere og konsulenter samt slutbrugere, der kontakter Centret. Centret formidler bl.a. oplysninger om lovgivning og har bidraget til en dialog mellem myndigheder og de enkelte aktører. Hvad angår producenter har det typisk været de mindre producenter der har benyttet centret vedrørende lovgivning og tekniske løsningsmuligheder.

Der vurderes af de interviewede personer ikke at være væsentlige barrierer for samarbejde, dog kan der være udfordringer mht. IP rettigheder (retsbeskyttelse af intellektuelle frembringelser).

5.4 Potentiale for eksport

Med den øgede fokus på klimaforandringer i hele verden, forventes der at være en øget efterspørgsel efter energieffektive køleanlæg og anlæg baseret på naturlige kølemidler.

Der er helt klart potentiale i at substituere nuværende anlæg, der indeholder problematiske stoffer, med naturlige kølemidler, ligesom der er et potentiale for at levere nye energieffektive HFC-fri anlæg.

Danske virksomheder har med den opnåede viden i relation til energieffektivitet og naturlige kølemidler samt opbygningen af store avancerede systemer et forspring, som vil kunne udnyttes.

De interviewede personer peger på et stort potentiale i bl.a. USA og Storbritannien. Supermarkedskæder i disse lande har fokus på miljøbevidsthed og disse store kæder vil gerne fremstå som miljøbevidste. De kan derfor snart blive de nye spillere/kunder på kølemarkedet, hvis de vælger a springe over en HFC løsning og gå direkte til de naturlige kølemidler. I USA er der et vist forbehold overfor de brandbare kølemidler som butan og derfor mere fremtid i CO₂.

Tyskland er langt fremme på CO₂-området, hvor markedet dækkes af tyske virksomheder, men med danske komponentleverandører. Også Japan er ved at vise interesse for plug-in kølemøbler med naturlige kølemidler.

I det hele taget er Danmark er helt i front hvad angår komponenter og løsninger, der egner sig til de naturlige kølemidler.

På sigt er der et stort potentiale for at levere viden bl.a. til Asien.

TI vurderer, at der er et potentiale i et øget samarbejde med udenlandske virksomheder, eksempelvis indenfor undervisning af kølemontører. En barriere vil dog være antallet af medarbejdere hos TI, der kan varetage undervisningen.

5.5 Barrierer

De interviewede personer peger primært på, at der mangler et energimærke på de kommercielle køle- og fryseapparater. Der arbejdes allerede på at udvikle et mærke. Et mærke ville være en fordel for de danske producenter, da de dansk producerede apparater generelt er meget energieffektive. Der er ikke umiddelbart en sammenhæng mellem energimærke og kølemidler, men et energimærke vil kunne styrke de danske producenters position på markedet og således indirekte kunne bidrage til udfasning af problematiske kemikalier.

De interviewede personer ser derudover ikke nogen reguleringsmæssige forhold, der er barrierer for udviklingen af markedet for de industrielle anlæg, hvor Danmark er i front, og det er også holdningen, at der i Danmark allerede er tilfredsstillende forhold mht. netværk og brancheforening.

En enkelt af de interviewede personer peger på, at det på sigt kan være en barriere, at der ikke sker tilstrækkelig grundforskning på området i Danmark.

En barriere for at udnytte spildvarmen fra anlæg i Danmark, er at den strøm der anvendes til køling vil skulle beskattes, hvis spildvarmen udnyttes til opvarmning. Dermed kan det ikke betale sig økonomisk at udnytte spildvarmen. Denne barriere har en miljømæssig betydning, men ikke betydning i forhold til udfasning af problematiske kemikalier.

For ekspansion i USA nævnes det, at det er en barriere, at de amerikanske brugere er forbeholdne overfor de brandbare kølemidler.

5.6 Initiativer til fremme af styrkepositioner

Danmark har helt klart en styrkeposition i relation til HFC-fri køling i kommercielle og industrielle anlæg, og der er globalt et stort potentiale for miljøforbedringer med brug af dansk teknologi og kompetencer.

Styrkepositionen er til dels skabt ved, at både virksomheder, myndigheder og forskningsinstitutioner har taget de nødvendige skridt til at sikre udvikling og samarbejde, og området fremstår umiddelbart som eksemplarisk i relation til udvikling af gode miljøløsninger med eksportpotentiale..

Af initiativer til fastholdelse og fremme af styrkepositionen kan nævnes:

Udvikling af et håndterbart energimærke i EU til kommercielle plug-in anlæg (Energimærker og kølemiddel hænger ikke nødvendigvis sammen, men et energimærke vil kunne styrke de danske producenters position på markedet og således indirekte kunne bidrage til udfasning af problematiske kemikalier);
At sikre ressourcer til grundforskning i energieffektivisering, i optimering af kølesystemer og måske endda i nye kølemidler og dermed også at sikre, at den opbyggede vidensbase i Danmark ikke forældes.
Udvikling af globale energimærker for kølemøbler (Et energimærke vil ikke i sig selv indebære brug af alternative kølemidler, men der er en tendens til at energieffektive kølemøbler også i højere grad bruger alternative kølemidler).