Ognjena klimatska naprava – mit ali resnična nevarnost?

Obstoječe hladilno sredstvo skoraj desetkrat presega dovoljene vrednosti

Problem je torej nastal, ko je Evropska komisija sprejela zgoraj omenjeni predpis, ki narekuje, da mora hladilno sredstvo, uporabljeno v klimatski napravi, imeti 100-letni potencial globalnega segrevanja (100-yr GWP) nižji od vrednosti 150.

Trenutno najbolj razširjeno hladilno sredstvo, ki ga avtomobilska industrija uporablja kot sestavno komponento klim, vgrajenih v vozila, pa to vrednost seveda drastično presega. Plin z interno oznako R134a, katerega pravilno kemično poimenovanje se glasi 1,1,1,2-tetrafluoroetan, ima namreč zelo visok, skoraj desetkrat višji potencial globalnega segrevanja (100-yr GWP = 1430).

To seveda pomeni, da avtomobilska klimatska naprava, ki sicer še vedno pozitivno vpliva na počutje in posredno tudi na varnost voznika ter potnikov, po drugi strani zaradi precej obremenjujočega toplogrednega plina žal segreva naše ozračje.

Problem je še toliko bolj pereč, ker se danes v Evropi brez klimatske naprave avtomobilov skorajda ne prodaja več.

Alternativo predstavlja plin R1234yf, ki je okoljsko skoraj idealen, a delno gorljiv

Rešitev težave sta ponudila dva ameriška giganta, legendarni koncern DuPont, ki je že v tridesetih letih prejšnjega stoletja patentiral izjemno učinkovito, stabilno in nereaktivno hladilno sredstvo na osnovi freonov – ubijalcev ozona, in skupina Honeywell, ki se na globalni ravni ukvarja z energijsko učinkovitostjo, ekologijo …

Patentirala in zaščitila sta ekološko bistveno bolj sprejemljiv hladilni plin 2,3,3,3-tetrafluoropropen z interno oznako R1234yf. Njegov potencial globalnega segrevanja pa dosega vrednost 4, kar je skoraj 360-krat manj od zdaj uporabljanega plina R134a.

Prvi problem pa je dejstvo, da je preprosta molekula novega plina precej bolj nestabilna. Nekatere nestabilne kemijske spojine pa ob ustreznih pogojih hitro reagirajo, so zelo reaktivne in kot take lahko celo eksplozivne.

"Novi plin je od vseh do zdaj znanih tovrstnih hladilnih spojin najmanj stabilen. Je res deklariran kot delno oziroma malo gorljiv. Je pač bolj reaktiven kot stari, to vsi vedo, saj sicer v atmosferi ne bi bil več kot 300-krat hitreje oziroma bolj razgradljiv," nam reakcijsko razliko med obema najprej pojasni kemik dr. Tomaž Skapin z odseka za anorgansko kemijo in tehnologijo na Inštitutu Jožef Stefan ter na naše vprašanje, ali njegovo gorljivost lahko primerjamo z bencinom, takoj odločno odgovori: "Ne, ta plin je bistveno manj gorljiv kot bencin."

Je v ozadju zgolj kapitalski interes?

Z doktorjem Tomažem Skapinom razmišljajmo dalje. Zakaj je novi, hladilni plin torej zanetil tako burno reakcijo med evropskimi avtomobilskimi proizvajalci, katerih glavni očitek je varnost.

"Varnost je seveda zelo širok pojem. Malce smešno je, kako zdaj, tako zagovorniki kot nasprotniki novega plina, eden drugemu želijo izpodbijati te svoje teste, ki so bili po vsej verjetnosti na obeh straneh narejeni povsem korektno, vendar ne identično, kar na eni strani onemogoča direktne primerjave, na drugi strani pa lahko vodi do različnih interpretacij," pove dr. Skapin, ki opozori, da je vroča razprava po njegovem osebnem mnenju nastala predvsem zaradi ekonomskih interesov ene in druge strani.

Bo kar držalo. Dejstvo je, da imata oba ameriška proizvajalca plina zaščiten patent, kar pomeni, da edina na svetu ponujata ta produkt.

Iz avtomobilske industrije pa že prihajajo tudi namigovanja, da naj bi dobavitelja novega plina slednjega prodajala po bistveno višji ceni, kot proizvajalci plačujejo stari plin, kar lahko le delno pripišemo zahtevnejši sintezi novega hladilnega sredstva. Za povrhu pa imata še oba plina povsem identične hladilne karakteristike.

Ob tem se jasno odpira dvom, ali sta dejansko varnost in okolje res le krinka, pod katero se vsi vpleteni v resnici prepirajo predvsem zaradi kapitala.

Ogenj in kislina sta po mnenju Mercedesovih strokovnjakov dovolj velika grožnja

Mercedes-Benz, ki sta ga podprla tudi oba druga dva člana slovitega nemškega trojčka BMW in Audi, prikimal pa mu je tudi največji svetovni avtomobilski proizvajalec Toyota, se proti uporabi novega plina sklicuje na podlagi rezultatov varnostnih testov. Inženirji v Stuttgartu so ugotovili, da ob poškodbah klimatskega sistema novi plin lahko zagori.

Nevarnost pa po njihovih ugotovitvah preti tudi s strani produkta kemijske reakcije, ki bi stekla, če bi ta plin prišel v stik z vodo oziroma zračno vlago pri visokih temperaturah, saj bi v tem primeru nastala zelo jedka fluorovodikova kislina.

Ker pa so določene komponente klimatske naprave v motornem prostoru precej blizu toplotnega vira, pri Mercedesu menijo, da je nevarnost vžiga ob nesreči pač preprosto prevelika, da bi ta plin lahko varno uporabljali v prometu.

Dr. Tomaž Skapin: Če pride do nesreče in avto zagori, je proti vsem drugim problemom ta kemična reakcija še najmanjša težava

Določeno dodatno tveganje je tako očitno neizpodbitno prisotno. Zato dr. Tomaža Skapina vprašamo, kako veliko nevarnost dejansko predstavlja ta reaktivna kemična spojina v klimatski napravi:

"Vse tovrstne molekule ob segrevanju na dovolj visoko temperaturo in ob upoštevanju dejstva, da je poleg še voda, ker pa se to po navadi dogaja v normalni atmosferi, kjer je v zraku vedno vsaj malo vode, sproščajo vodikov fluorid (HF). Pri termičnem razpadu bo torej vedno nastajal HF, ki je res strupen, zelo strupen.

Je pa res, da oba ta plina razpadata podobno. Če so pogoji pravi, bosta razpadla oba, in vmes se bo sproščal vodikov fluorid. Če pride do nesreče in avto zagori, je proti vsem drugim problemom ta kemična reakcija zelo majhen oziroma po mojem osebnem mnenju praktično zanemarljiv problem. Tega plina je v avtomobilu malo, največ 500 gramov.

Povrhu tega pa so to zelo hlapljive snovi. So plini, ki se zelo hitro utekočinijo, pri atmosferskih pogojih pa se tudi zelo hitro uparijo. Zato je vprašanje, koliko tega plina bi ob nesreči dejansko sploh prišlo v kontakt s tistimi najbolj ostrimi pogoji. Tudi v neposrednem plamenu ga bo razpadel le del. In to velja za oba. Fluorovodikova kislina bi nastala, če bi se plin v zraku vezal z vodo, saj je HF higroskopen. Težko bi večje količino take kisline voznik ali potniki dobili na kožo ali vdihnili. HF in drugi razpadni produkti v teh avtomobilskih količinah niso problem oziroma resnejša grožnja."

Gume, plastika, olje, bencin … gorijo dlje časa in močneje

Še vedno nismo bili prepričani, ali je zadeva z vidika požarne varnosti tudi tako nedolžna, zato Dr. Skapina še enkrat izzovemo z vprašanjem, ali bi se kot kemik imel pomislek voziti z avtomobilom, ki bi imel klimatsko napravo napolnjeno z novim R1234yf hladilnim plinom:

"Ne, kajti tako z vidika tehnologije in kemije sta si oba plina zelo podobna in hujših dodatnih nevarnosti ni. R1234y je sicer deklarirano gorljiv, ampak v resnici čisto na meji gorljivosti. To ni snov, ki bi gorela na ravni bencina.

Tako gorenje se hitro ustavi. Pri tem plinu je energija, ki jo dobiš pri gorenju, zelo blizu tiste, ki je potrebna, da se gorenje sploh vzdržuje. To so snovi, ki komajda gorijo. Bolj nevarne so spojine, pri katerih potrebuješ samo iskrico, kot pri metanu, bencinu …, da reakcija steče in se nato sama vzdržuje ter širi."

Na misel nam pride še nesreča v predoru: "Slika se bistveno ne spremeni, plastike, ki se cmari, ko termično delno razpada, pa bencin, gume … 100 do 200 kg ali celo še več termično razgradljivega drugega materiala, ki je v avtomobilu, je v primerjavi s pol kilograma slabo gorljivega plina zanemarljivo," varnostno uganko razreši dr. Skapin.