CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng, chuyển đổi công nghệ sử dụng các chất thay thế HCFC-22 trong sản xuất điều hòa không khí gia dụng ở một số nước trên thế giới. HCFC-22 là chất có tiềm năng phá hủy ô-dôn (ODP), đồng thời cũng là chất có tiềm năng nóng lên toàn cầu (GWP) cao. Do vậy, theo quy định của Nghị định thư Montreal, HCFC-22 sẽ bị loại trừ hoàn toàn vào năm 2030 tại các nước phát triển, vào năm 2040 tại các nước đang phát triển. Hiện nay, một số chất có tiềm năng thay thế cho HCFC-22 trong lĩnh vực điều hòa không khí gia dụng đã được giới thiệu và phân phối, sử dụng trên thị trường; trong đó, nổi bật là: HFC-161 (R-161), HFC-410A (R-410A), HFC-32 (R-32), HC-290 (R-290), CO2 (R-744), R-407C, R446A, R-447A, Ammoniac (R-717).
Một số trong những chất trên đã được ứng dụng làm môi chất lạnh trong hệ thống làm lạnh từ lâu, một số chất đã và đang được phát triển, ứng dụng và cung cấp ra thị trường thế giới.1 Tại Hoa Kỳ Hoa Kỳ là một trong số các nước tiêu thụ HCFC-22 trong lĩnh vực làm lạnh và điều hòa không khí nhiều nhất trên thế giới. Theo cam kết với Nghị định thư Montreal, mức tiêu thụ tối đa HCFC của Hoa Kỳ tính theo mức cơ sở là 69.273 tấn, tương đương với 3. Hoa Kỳ có nghĩa vụ loại trừ dần lượng tiêu thụ HCFC này và loại trừ hoàn toàn vào năm 2030. Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã ra quyết định cấm sản xuất và nhập khẩu HCFC- 22 kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2010, ngoại trừ sử dụng cho mục đích dịch vụ sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị được sản xuất trước ngày 01 tháng 01 năm 2010 (xem [21]).
Do vậy, ngành công nghiệp lạnh và điều hòa không khí của Hoa Kỳ đã chuyển đổi sang công nghệ mới, thay thế cho HCFC-22 trong điều hòa không khí. Một số chất thay thế cho HCFC-22 đã được Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ phê duyệt cho phép sử dụng trong điều hòa không khí như các chất 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tuy nhiên, theo ước tính của Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ, điều hòa không khí gia dụng sử dụng R-410A thay thế cho R-22 chiếm thị phần lớn tại Hoa Kỳ, khoảng 81%, so với các chất thay thế khác trong năm 2010. R-407C ước tính chỉ chiếm khoảng 5% trên thị trường điều hòa không khí gia dụng tại Hoa Kỳ (xem [21]).
Như vậy, Hoa Kỳ đã chủ yếu chuyển đổi sang sử dụng HFC-410A thay thế cho HCFC-22 trong điều hòa không khí gia dụng và ban hành lệnh cấm nhập khẩu HCFC-22 kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2010. Tại thời điểm Hòa Kỳ chuyển đổi sang sử dụng HFC-410A, môi chất lạnh HFC-410A là môi chất lạnh có tính khả thi nhất để thay thế cho HCFC-22 trong điều hòa không khí. Việc chuyển đổi sang HFC-410A đã giúp Hoa Kỳ tuân thủ lộ trình loại trừ các chất HCFC của mình và trở thành một trong những nước đi đầu trong hoạt động loại trừ sử dụng các chất HCFC.2 Tại Trung Quốc Trung Quốc là nước sản xuất và tiêu thụ các chất HCFC lớn nhất thế giới. Trong lĩnh vực làm lạnh và điều hòa không khí, tốc độ tăng trưởng tiêu thụ HCFC tại Trung Quốc hàng năm khoảng từ 12% đến 15%, tiêu thụ hơn 40.000 tấn các chất HCFC.
Trung Quốc là một Bên thuộc Nghị định thư Montreal nên có nghĩa vụ loại trừ hoàn toàn sản xuất và tiêu thụ các chất HCFC vào năm 2040. Trung Quốc đã nhận được khoản tài trợ 61 triệu USD từ Quỹ Đa phương thi hành Nghị định thư Montreal về các chất làm suy giảm tầng ô-dôn (MLF) để loại trừ các chất HCFC tại Trung Quốc. Lượng tiêu thụ HCFC tính theo mức cơ sở trong lĩnh vực làm lạnh và điều hòa không khí tại Trung Quốc là 42. Trong kế hoạch quản lý loại trừ các chất HCFC trong lĩnh vực làm lạnh và điều hòa không khí, giai đoạn 1 của Trung Quốc, Trung Quốc đã xem xét và lựa chọn chất thay thế cho HCFC-22 trong số các chất R-134a, R-410A, R-407C, R- 404A, R-507, R-32 và nhóm chất môi chất lạnh tự nhiên R-717, R-744 và R- 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 290; Trung Quốc đã tiến hành thực hiện dự án thí điểm sử dụng R-410A và R- 290 thay thế cho HCFC-22 trong lĩnh vực điều hòa không khí gia dụng.
Trung Quốc là nước sản xuất R-290 và đang quảng bá môi chất lạnh này làm chất thay thế cho HCFC-22 trong điều hòa không khí. Trung Quốc quyết định lựa chọn R- 290 là chất thay thế cho HCFC-22 trong điều hòa không khí gia dụng. Trung Quốc đã hoàn thành dự án thí điểm chuyển đổi dây chuyền sản xuất điều hòa không khí sử dụng R-290 ở ba công ty Gree với công suất 100.000 chiếc mỗi năm, công ty Midea với công suất 200.000 chiếc mỗi năm và Meizhi với công suất 1,7 triệu máy nén sử dụng R-290 mỗi năm. Hiện nay, Trung Quốc có 13 dây chuyền sản xuất điều hòa không khí được chuyển đổi sang sử dụng R- 290; trong số đó hai dây chuyền sản xuất đã hoàn thành việc chuyển đổi và bắt đầu đi vào sản xuất chính thức điều hòa không khí sử dụng R-290 làm môi chất lạnh và giới thiệu sản phẩm ra thị trường Trung Quốc (xem [51]).
Mặc dù R-290 là môi chất lạnh có ODP = 0 và GWP thấp nhưng môi chất lạnh này có tính cháy cao. Do yêu cầu về vấn đề đảm bảo an toàn cho người sử dụng điều hòa không khí, lượng nạp môi chất lạnh này trong điều hòa không khí bị giới hạn. Hiện nay, R-290 chỉ được sử dụng cho những điều hòa không khí có công suất nhỏ, lượng ga nạp ít. Trung Quốc cũng đang tích cực quảng bá sử dụng R-290 trong điều hòa không khí gia dụng và vận động các nước khác chấp nhận và sử dụng điều hòa không khí sử dụng công nghệ R-290 làm môi chất lạnh tại nước sở tại.3 Tại Thái Lan Thái Lan là nước không sản xuất các chất HCFC mà nhập khẩu những chất này để sử dụng trong lĩnh vực sản xuất điều hòa không khí trong nước.
Thái Lan là nhà sản xuất điều hòa không khí gia dụng lớn thứ hai ở khu vực Đông Á, sản xuất xấp xỉ 10 triệu máy điều hòa không khí mỗi năm, trong đó tiêu thụ trong thị trường nội địa chiếm mười phần trăm. Môi chất lạnh được sử dụng trong điều hòa không khí gia dụng và thương mại tại Thái Lan chủ yếu là HCFC-22, chiếm tỷ lệ khoảng 95 phần trăm (xem [46]). 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Lượng tiêu thụ cơ sở các chất HCFC của Thái Lan là 15.114 tấn; trong đó HCFC-22 là 13. Theo kế hoạch quản lý loại trừ các chất HCFC (HPMP) của Thái Lan, có 12 nhà sản xuất điều hòa không khí gia dụng tham gia HPMP và tổng lượng tiêu thụ HCFC-22 của 12 nhà sản xuất điều hòa không khí gia dụng là 942,7 tấn mỗi năm.
Chất thay thế HCFC-22 được sử dụng tại những cơ sở này tại thời điểm ban đầu là HFC-410A, nhưng sau đó Thái Lan đưa ra quyết định cuối cùng chuyển đổi toàn bộ công nghệ sản xuất điều hòa không khí gia dụng sang công nghệ sử dụng HFC-32 với sự hỗ trợ tài chính từ Quỹ Đa phương thi hành Nghị định thư Montreal và sự giúp đỡ của công ty Daikin, Nhật Bản về mặt kỹ thuật. Tại thời điểm xây dựng kế hoạch quản lý loại trừ HCFC-22 của Thái Lan, HFC-410A được giới thiệu là chất thay thế khả thi nhất. Tuy nhiên, sau khi công nghệ sử dụng HFC-32 được giới thiệu với những ưu điểm nổi trội hơn so với HFC-410A như có GWP chỉ bằng 1/3 GWP của HFC-410A, có hiệu suất năng lượng cao hơn, giúp giảm phát thải trực tiếp và gián tiếp khí nhà kính ra môi trường (xem [16]). Như vậy, Thái Lan đã tiến hành loại bỏ HCFC-22 trong sản xuất điều hòa không khí gia dụng và thay thế bằng HFC-32.
Hoạt động chuyển đổi công nghệ này hiện vẫn đang được thực hiện và theo kế hoạch, quá trình chuyển đổi công nghệ sẽ hoàn thành vào năm 2017.4 Tại Indonesia Indonesia là nước nhập khẩu các chất HCFC để tiêu thụ trong nước, không sản xuất và xuất khẩu HCFC. Tổng lượng tiêu thụ HCFC trong lĩnh vực điều hòa không khí năm 2009 là 3.114 tấn, trong đó 587,3 tấn được sử dụng cho lĩnh vực sản xuất điều hòa không khí, số còn lại được sử dụng trong lĩnh vực dịch vụ, bảo dưỡng. Lượng tiêu thụ cơ sở HCFC trong lĩnh vực sản xuất điều hòa không khí của Indonesia là 634,5 tấn (xem [44]). Trong năm 2009, khoảng 1,21 triệu điều hòa không khí gia dụng được bán tại Indonesia, trong số đó chỉ 266.000 chiếc được sản xuất trong nước, chiếm tỷ lệ 22 %.
Trong lĩnh vực điều hòa không khí gia dụng, chỉ có một nhà sản xuất 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hoạt động dưới hình thức liên doanh với nước ngoài hoạt động sản xuất tại Indonesia (xem [44]). Tại thời điểm ban đầu, Indonesia lựa chọn HFC-410A là chất thay thế cho HCFC-22 trong sản xuất điều hòa không khí gia dụng. Tuy nhiên, khi công nghệ sử dụng HFC-32 được giới thiệu, Indonesia đã quyết định lựa chọn HFC-32, chất không phá hủy tầng ô-dôn và có GWP nhỏ hơn HFC-410A, hiệu suất năng lượng cao hơn là chất thay thế cho HCFC-22. Ngoài sự hỗ trợ về tài chính từ Quỹ Đa phương thi hành Nghị định thư Montreal để chuyển đổi sang công nghệ sử dụng HFC-32 trong sản xuất điều hòa không khí gia dụng, Indonesia nhận được sự hỗ trợ về kỹ thuật trong quá trình chuyển đổi sang công nghệ mới từ nhà sản xuất điều hòa không khí của Nhật Bản là Daikin và Panasonic.5 Tại Ấn Độ Ấn Độ đã tiến hành thực hiện dự án thí điểm chuyển đổi công nghệ trong sản xuất điều hòa không khí gia dụng từ HCFC-22 sang HFC-32 với sự hỗ trợ từ công ty Daikin, Nhật Bản từ năm 2012.
Bên cạnh đó, Ấn Độ cũng có dự án thí điểm chuyển đổi công nghệ sản xuất điều hòa không khí gia dụng sang sử dụng HFC-410A, HC-290 (xem [45]). Hiện nay, số lượng điều hòa không khí sử dụng HFC-32 làm môi chất lạnh đã được bán tại thị trường Ấn Độ vào khoảng 150. Tại thời điểm các nước phát triển thực hiện loại trừ HCFC-22 trong lĩnh vực điều hòa không khí, HFC-410A được giới thiệu là chất thay thế khả thi nhất. Vì vậy, các nước Châu Âu và Hoa Kỳ, những nước đi trước các nước đang phát triển trong hoạt động loại trừ các chất HCFC, đã thực hiện chuyển đổi sang công nghệ sử dụng chất HFC-410A làm môi chất lạnh trong điều hòa không khí gia dụng.