Unter eine wachsende Zahl Hitzewellen, Klimaanlagen sind zu einer Lebensader geworden. Da diese Geräte unerlässlich sind, um Menschen kühl zu halten und sie vor gefährlich heißen Temperaturen zu schützen, hat die Internationale Energieagentur (IEA) Schätzungen dass es bis 2050 über 5 Milliarden Klimaanlagen auf dem Planeten geben könnte. Das Problem ist, dass Klimaanlagen zwar die Sicherheit der Menschen gewährleisten, aber auch einen großen Beitrag zum Klimawandel leisten.
Warum also CA nicht komplett neu denken?
Die grundlegende Wissenschaft von Klimaanlagen hat sich seit ihrer Erfindung vor etwa einem Jahrhundert nicht wesentlich verändert, aber diese Geräte sind zu einer zunehmenden Bedrohung für das Leben auf der Erde geworden. Die meisten modernen Klimaanlagen verbrauchen sehr viel Energie, greifen an heißen Sommertagen auf das Stromnetz zurück und verwenden schädliche Chemikalien, sogenannte Kältemittel, die Wärme in der Atmosphäre einschließen. Aus diesem Grund sagen einige Experten neben vielen anderen strukturellen Veränderungen, die die Welt vornehmen muss, um den Klimawandel zu bekämpfen, dass es an der Zeit ist, die Art und Weise zu ändern, wie wir unsere Häuser kühlen.
„Wir müssen unsere Gebäude so gestalten, dass sie weniger Energie verbrauchen. Sie müssen besser isoliert werden. Wir müssen sie besser aufschlüsseln“, sagte Ankit Kalanki, Leiter von Third Derivative, einem Accelerator für Klimatechnologie, der von der Nachhaltigkeitsforschungsorganisation RMI mitbegründet wurde. „Diese Strategien sind sehr wichtig. Wir können den Bedarf an Klimaanlagen zwar reduzieren, aber nicht eliminieren. »
Das Rennen um die Überholung der Klimaanlage ist bereits eröffnet. Die IEA prognostiziert, dass in den nächsten drei Jahrzehnten zwei Drittel der Haushalte weltweit mit Klimaanlagen ausgestattet werden könnten. Etwa die Hälfte dieser Einheiten wird in nur drei Ländern installiert: Indien, China und Indonesien. Inwieweit diese neuen Klimaanlagen den Klimawandel verschärfen werden, hängt davon ab, ob wir die derzeit verwendete Kühltechnologie durch eine bessere ersetzen. Derzeit reichen die Ideen von Renoviere unsere Fenster bis hin zu entfernteren Konzepten wie Dachpaneelen, die das Sonnenlicht reflektieren und Wärme in den Weltraum abstrahlen. Um erfolgreich zu sein, muss die Welt jedoch die Effizienz der Geräte, die wir bereits haben, so schnell wie möglich steigern und in neue Technologien investieren, die einige der Hauptprobleme von Wechselstrom vermeiden könnten.
Die schädlichen Umweltauswirkungen der Klimaanlage stammen von ihrer Kerntechnologie: der Dampfkompression. Diese Technologie umfasst mehrere Komponenten, funktioniert jedoch im Allgemeinen durch die Umwandlung eines in einer Klimaanlage gespeicherten Kältemittels von a flüssig zu gasförmig, wodurch es Wärme aufnehmen kann, wenn es sie von einem Raum wegführt. Die Dampfkompression verbraucht an den heißesten Tagen eine immense Menge an Strom, und das gibt es wachsende Bedenken dass die Technologie schließlich die Fähigkeit des Netzes, Strom zu liefern, überwältigen könnte. Und Fluorkohlenwasserstoffe, die chemischen Kältemittel, die viele Klimaanlagen verwenden, um Wärme zu absorbieren, sind Treibhausgase, die viel Wärme in unserer Atmosphäre einschließen, wenn sie in die Luft entweichen. Die Herausforderung besteht darin, dass Dampfkompressionsklimaanlagen vorerst immer noch ein unverzichtbares Hilfsmittel während tödlicher Hitzewellen sind, insbesondere für Hochrisikogruppen, kleine Kinder, ältere Menschen und Menschen mit bestimmten Gesundheitsproblemen.
Die Technologie zum Bau saubererer, effizienterer Klimaanlagen existiert. Zwei große Hersteller von Klimaanlagen, Daikin und Gree Electric Appliances, teilten sich zuletzt den Hauptpreis Globaler Kühlpreis, einem internationalen Wettbewerb zur Gestaltung klimafreundlicher Klimatisierungstechnologien. Beide Unternehmen entwickelten Klimaanlagen mit höherer interner Leistung, die weniger umweltschädliche Kältemittel verwendeten; Die neuen Einheiten könnten ihre Klimaauswirkungen um das Fünffache reduzieren. Diese Modelle sind noch nicht auf dem Markt – Gree plant, mit dem Verkauf seines Prototyps zu beginnen im Jahr 2025und Daikin teilte Recode mit, dass man hofft, die neue Technologie in zukünftigen Produkten einzusetzen – aber die IEA glaubt, dass der Einsatz effizienterer Klimaanlagen die Umweltauswirkungen der Kühlung verringern könnte. halbe Wirkung.
Eine andere Strategie ist das Verdoppeln Wärmepumpen, das sind Klimaanlagen, die auch umgekehrt arbeiten und Dampfkompression verwenden, um Wärme zu absorbieren und in einem Haus zu transportieren, anstatt sie nach außen abzugeben. Wärmepumpen kosten in der Regel mehrere tausend Dollar, obwohl das Cut Inflation Act einen Vorschlag für einen hohen Rabatt auf Wärmepumpen enthält und Präsident Joe Biden sich auf das Defense Production Act berufen hat, um die Produktion zu steigern. Experten haben argumentiert, dass die Installation von Wärmepumpen für ein weiteres wichtiges Klimaziel unerlässlich ist: die Abkehr von mit fossilen Brennstoffen betriebenen Öfen, die noch wichtiger sind. größte Quelle Emissionen als Kühlung. Der heilige Gral der HLK wäre eine Wärmepumpe, die sowohl heizen als auch kühlen kann, aber nicht auf Dampfkompression angewiesen ist.
„Wärmepumpen sind eine wesentliche Technologie zur Reduzierung unseres Energieverbrauchs, zur Verbesserung der Netzzuverlässigkeit und zur Nutzung erneuerbarer Energien, zur Reduzierung von Emissionen, zur Verringerung unserer Abhängigkeit von ausländischen Energiequellen und zur Senkung der Stromrechnungen amerikanischer Familien und Unternehmen“, sagte Antonio Bouza, ein Technologiechef Beamter des Energieministeriums, sagte Recode. Der nächste Schritt, sagte er, besteht darin, die Emissionen noch weiter zu reduzieren, indem Wärmepumpen entwickelt werden, die nicht von Kältemitteln abhängig sind, wie dies bei aktuellen Dampfkompressionssystemen der Fall ist.
Eine weitere Herausforderung besteht jedoch darin, dass Wärmepumpen nicht die am einfachsten zu installierenden Geräte sind, insbesondere für Mieter, die nicht unbedingt das Geld oder die Fähigkeit haben, in sperrige HLK-Systeme zu investieren. Um dieses Problem zu lösen, hat eine Firma namens Gradient entworfen eine Wärmepumpe, die leicht über eine Fensterbank gleitet – sie blockiert kein Licht – und derzeit ein Kältemittel namens R32 verwendet, das (vergleichsweise) geringes Treibhauspotenzial. Kürzlich verdienter Gradient Vertrag seine Einheiten in Sozialwohnungen in New York zu installieren.
Eine ganze Reihe neuer Unternehmen wollen noch größere Veränderungen in der Art und Weise vornehmen, wie wir unsere Häuser kühlen. Eines dieser Startups ist Blue Frontier, das vom Investmentfonds von Bill Gates unterstützt wird. Bahnbrechende Energieunternehmenund plant, im Jahr 2025 mit dem Verkauf seiner futuristischen Klimaanlagen zu beginnen. Die Technologie des Unternehmens nutzt eine spezielle Kochsalzlösung die Wasser an die Luft abgeben – oder absaugen – und es der Klimaanlage ermöglichen, ihre Temperatur zu regeln. Laut Blue Frontier kann dieser Ansatz bis zu 90 % der Energie einsparen, die von einer herkömmlichen Klimaanlage verbraucht wird, und vermeidet, dass während der Spitzenzeiten Strom aus dem Netz gezogen wird.
„Durch den Wegfall der Klimaanlage, die ein Problem für das Netz darstellt, ermöglicht es dem Netz, die Kosten der Stromerzeugung wirklich zu senken [and] Erneuerbare Energien effizienter nutzen“, sagte Daniel Betts, CEO des Unternehmens, gegenüber Recode. „Wir sparen also nicht nur Energie, sondern auch in den kritischsten Zeiten.“
Auch Wissenschaftler und Start-ups spielen mit anderen Konzepten. Einer der von Transaera eingeschlagenen Wege ist die Entwicklung neuer Materialien effektiv Feuchtigkeit aufnehmen Luft, fast wie ein Schwamm, damit Klimaanlagen effizienter arbeiten können. Ein ähnliches Konzept besteht darin, Vorteile aus der Festkörpertechnologie zu ziehen. Diese Idee würde starke Materialien verwenden, um Wärme zu absorbieren, und einige Untersuchungen dazu haben stattgefunden Die Unterstützung des US-Energieministeriums. Die britische Firma Barocal entwickelt eine Art von Kunststoffkristall es könnte das tun und auch bei der Temperaturregelung helfen. Ein Unternehmen, Phononic, hat einen Festkörperkern entwickelt, der in bestehende HVAC-Systeme integriert werden könnte. Das Unternehmen sagt, dass seine erste kommerzielle Installation nächstes Jahr sein wird.
Während viele dieser technologischen Durchbrüche vielversprechend sind, steht die Bewegung der Klimaanlagenrevolution noch immer vor großen Herausforderungen. Gegenwärtig konzentrieren sich die Hersteller von Klimaanlagen in erster Linie darauf, Mindestleistungsstandards zu erfüllen, anstatt um höhere Wirkungsgrade zu konkurrieren. Verbraucher neigen auch dazu, Klimaanlagen auf der Grundlage ihres Listenpreises zu kaufen, und nicht der Gesamtauswirkung einer Klimaanlage auf ihre Energierechnung. Und obwohl es eine wachsende Zahl von Startups mit Fokus auf CA gibt, wird die Branche immer noch von einer kleinen Handvoll großer Unternehmen dominiert, die sich alle in erster Linie auf sie konzentrieren Dampfkompressionstechnologie weniger als ideal.
„Wir installieren keine effizientere Technologie, es sei denn, wir brauchen sie wirklich oder es wird von einer Regierung oder einer anderen Organisation vorgeschrieben“, sagte Eli Goldstein, Mitbegründer und CEO von SkyCool, einem Startup, das Technologien entwickelt, die zum Senden von Wärme verwendet werden könnten. Gebäude und Klimaanlagen im Weltraum. „Letztendlich wird der Schlüssel in Dollarinvestitionen von privaten und öffentlichen Unternehmen liegen, um die Technologien einzusetzen.“
Andere Änderungen, wie eine bessere Isolierung unserer Häuser und die Installation von Batterien im gesamten Netz, sind im Kampf gegen den Klimawandel nach wie vor unerlässlich. Alle Anzeichen deuten jedoch darauf hin, dass die Menschen weiterhin Klimaanlagen kaufen werden, nicht nur um sich wohl zu fühlen, sondern auch um die zunehmend verheerenden Wetterbedingungen durch den Klimawandel zu überstehen. Dies gilt insbesondere, da die Temperaturen und Einkommen in einigen der größten Länder der Welt und den am schnellsten wachsenden Volkswirtschaften steigen. Allein in Indien stieg die Nachfrage nach Kühltechnik bereits zwischenzeitlich 15 und 20 Prozent jedes Jahr, ab 2020.
Diese wachsende Nachfrage schafft eine vielversprechende, aber unglaublich riskante Situation. Es ist möglich, dass der wachsende Bedarf an Kühlung einen Wettlauf um die beste AC-Technologie auslöst und im Idealfall eine Technologie, die auch die auf fossilen Brennstoffen basierende Heizung ersetzen könnte. Aber wenn nicht früh genug besserer, erschwinglicher Wechselstrom auf den Markt kommt – insbesondere für die große Zahl von Menschen in Entwicklungsländern, die diese Geräte in den kommenden Jahrzehnten kaufen werden – werden viel schlechtere Klimaanlagen ihren Platz einnehmen und den Planeten sogar erwärmen Schneller.
Diese Geschichte wurde zuerst im Recode-Newsletter veröffentlicht. hier registrieren um den nächsten nicht zu verpassen!
