Header Reklam
Header Reklam

IEA, İklim Krizinde Soğutmanın Rolü ve Yapılması Gerekenleri Raporladı

07 Kasım 2021
IEA, İklim Krizinde Soğutmanın Rolü ve Yapılması Gerekenleri Raporladı

IEA’nın (Uluslararası Enerji Ajansı) soğutma/serinletme sektörünün enerji tüketimindeki rolü, mevcut küresel durum tespiti ve yapılması gerekenler konularını içeren “İzleme Raporu”nun güncel halini yayımladı.
Alan soğutma/serinletme ihtiyacı için enerji tüketimi 1990'dan bu yana üç kattan fazla arttı ve özellikle yoğun talep dönemlerinde ve aşırı sıcaklıklar, elektrik şebekeleri için önemli sonuçlar doğurdu. Küresel alan soğutma talebi, kısmen daha fazla insanın evde daha fazla zaman geçirmesi nedeniyle daha fazla ev soğutması ihtiyacı yarattı ve sektör 2020'de büyümeye devam etti. Alan soğutma, 2020'de bina sektörünün nihai elektrik tüketiminin yaklaşık %16'sını oluşturuyordu (yaklaşık 1885TWh).

Çoğunlukla enerji verimliliği düşük ürünler satın alınıyor

Piyasada yüksek verimli klima (AC) üniteleri bulunurken, çoğu tüketici iki ila üç kat daha az verimli olan modelleri satın alır. Enerji verimliliği standartlarının uygulanması, klimaların enerji performansını 2030'a kadar yaklaşık %50 artırabilir ve 2050'ye kadar Net Sıfır Emisyon Senaryosu ile soğutmanın gereken rayına oturmasına yardımcı olabilir. 
Şu anda dünya çapında yaklaşık 2 milyar klima ünitesi çalışıyor ve bu da, binalarda artan elektrik talebinin ve tepe güç talebini karşılamak için üretim kapasitesi artırımlarının önde gelen itici güçlerinden biri olan alan soğutmayı sağlıyor. Faaliyette olan konut birimleri toplam klima stoğunun yaklaşık %70'ini oluşturmaktadır.
Alan soğutma talebi, 2000 yılından bu yana, aydınlatma veya su ısıtmaya göre iki kat daha hızlı bir şekilde, yılda ortalama %4 oranında artmıştır. Alan soğutma için daha yüksek enerji tüketimi, özellikle ekipmanın tam kapasiteyle kullanıldığı sıcak günlerde, en yüksek elektrik talebini etkiler. Alan soğutma ekipmanı performansının sürekli olarak iyileşmesine ve elektrik üretiminin daha az karbon yoğun hale gelmesine rağmen, alan soğutmadan kaynaklanan CO2 emisyonları hızla artıyor: 1990 ve 2020 arasında iki kattan fazla artarak yaklaşık 1 Gt'ye ulaştı.
Çin, Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya soğutma ekipmanı satışlarına hakim olurken, en hızlı büyüme Hindistan ve Endonezya'da oldu.
2020'de klima pazarı, çeşitli bölgelerdeki kilitlenmeler ve sıcak hava dalgalarından etkilendi. Örneğin Avrupa'da, nüfusun büyük bir bölümünün evden çalışması nedeniyle konut satışları arttı ve Amerika Birleşik Devletleri'nde sıcak hava dalgaları talebi artırdı.
Alan soğutma için klima üniteleri pazarı son 20 yılda önemli ölçüde gelişmiştir. Çin'in pazar payı son yirmi yılda ikiye katlandı ve şu anda küresel klima ve soğutma grubu pazarının %40'ını oluşturuyor. Çin, Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya, son on yılda bu ülkelerde satılan 1 milyardan fazla ünite ile klima pazarının üçte ikisini birlikte karşılarken, Hindistan ve Endonezya'da klima talebi daha hızlı yükseldi ve yıllık kurulumlar bir yılda anlamlı oranda arttı. Bu artış; 2010'dan beri %10 civarında.

Nüfusun önemli bir kısmı için klima sahibi olmak erişilemez durumda

Son yıllarda soğutma talebindeki artışa rağmen, hane gelir aralıkları arasında klima sahipliğinde hâlâ farklılıklar var. Küresel olarak, nüfusun ~%35'inin bir kliması var, ancak dünya nüfusunun sıcak bir iklimde yaşayan %44'ünün ise sadece ~%12'si bir klima ünitesine sahip. Klima sahipliği ABD ve Japonya'da %90'ı aşıyor.
Yükselen yaşam standartları, nüfus artışı ve daha sık ve aşırı sıcak dalgalarının önümüzdeki on yılda benzeri görülmemiş soğutma talebi yaratması bekleniyor. Kurulan klimaların sayısı bu nedenle 2030 yılına kadar %40 daha artabilir, bu nedenle verimsiz ekipmanlardan kaçınılmalıdır.
Verimli, uygun maliyetli teknolojiler mevcut olmasına rağmen, kurulu klimaların verimliliği yeterince hızlı gelişmiyor.
Bugün piyasada bulunan yüksek performanslı klima üniteleri, küresel çapta yaygın olarak dağılırsa soğutma enerjisi talebini yarıya indirebilir, bu da tüketicilerin enerji faturalarını ve elektrik sistemi kısıtlamalarını azaltabilir. Küresel olarak kurulan klimaların ortalama verimlilik derecesi (W/W) 2010'dan bu yana yaklaşık %10 artmasına rağmen, ürün kayıtlarından elde edilen veriler, bunun hâlâ piyasada bulunan daha verimli seçeneklerin performansının çok gerisinde olduğunu gösteriyor.
Aslında, büyük soğutma pazarlarında satılan birimlerin tipik-ortalama verimlilik derecesi, en kötü performans gösteren ürünlerden %10-30 daha iyidir. Ancak son piyasa eğilimleri, önemli enerji verimliliği kazanımlarının hızla gerçekleştirilebileceğini göstermektedir. 
Örneğin, Carrier 2018'in başlarında 12,3 SEER ile yeni bir klima ünitesini piyasaya sürdü – Bu verimlilik seviyesi; o yıl Amerika Birleşik Devletleri'nde satın alınan konut tipi klima ünitelerinin piyasa ortalama verimliliğinin üç katı.

Düşük Küresel Isınma Potansiyeli (GWP) de enerji verimliliği kadar önemli
Yalnızca yüksek verimli ekipman değil, aynı zamanda düşük küresel ısınma potansiyeline (GWP) sahip soğutucu akışkanların veya doğal soğutucu akışkanların kullanımını gerektiren iklim dostu soğutma ekipmanlarının kullanımını gerçekleştirmek için de çok sayıda çaba sarf edilmektedir. Rocky Mountain Enstitüsü, Hindistan Hükümeti ve Mission Innovation liderliğindeki küresel bir koalisyon tarafından 2018'de başlatılan 3 milyon ABD Doları tutarındaki Küresel Soğutma Ödülü, pazarın ortalama modellerinden beş kat daha az iklim etkisine sahip küçük klima ünitelerinin tasarımını teşvik ediyor. 
2019'da, akıllı hibrit buhar sıkıştırma, evaporatif soğutma ve katı hal teknolojileri dahil olmak üzere, küresel ısınmaya neden olan soğutucu akışkanları çok az kullanan veya hiç kullanmayan sekiz çözüm finalist olarak seçildi. 2021'de belirlenen iki kazanan – Nikken Sekkei ile ortak olan Daikin ve Tsinghua Üniversitesi ile ortak olan Gree oldu. Her ikisi de teknolojilerinin soğutma pazarını dönüştürmeye hazır olduğunu kanıtladı.

Yenilenebilir enerjili teknolojiler
Yenilenebilir soğutma teknolojileri, özellikle solar termal ve solar PV'ye dayalı olanlar, soğutma talebinin hızla arttığı ve ulusal elektrik şebekesinin aşırı yüklenmelerden korunması gereken ülkelerde daha fazla dikkat çekiyor.
Solar termal soğutma sistemleri tipik olarak ısıyla çalışan ad/absorpsiyonlu soğutucuları, kurutucu buharlaşmalı soğutmayı, güneş enerjisi kolektörlerini ve termal depolamayı (sıcak su tankları, faz değiştiren malzeme veya buz depolama) birleştirir. Özellikle doğal soğutucuları kullanabildikleri için ilgi çekiyor. Çin ve Almanya'nın her ikisi de onları destekleyecek politikaları teşvik etti.
Değişen dağıtım kanalları ve esas olarak sorpsiyonlu soğutucuların B2B satışları nedeniyle, yeni kurulan güneş enerjili sistemlerin sayısı kesin olarak belirlenememektedir, ancak tahminler, çoğunlukla Avrupa'da olmak üzere 2018'de 1800 küçük ünite ve 2020'de yaklaşık 2000 küçük ünite olduğunu göstermektedir. Büyük ölçekli güneş enerjisi soğutma sistemlerinin sayısı da artıyor, ancak 2020'de Graz (Avusturya) (~3 500 m2) ve Dubai (710 m2) için taahhüt edilen iki tesis de dahil olmak üzere, hala 25'ten az projeyle sınırlı.
Solar PV soğutma, çoklu sistem konfigürasyonlarında gerçekleştirilebilir ve öz tüketim modunda PV güdümlü sıkıştırma teknolojileri de, özellikle güneş radyasyonu ve soğutma talebi çakıştığında veya entegre depolama teknolojileri aracılığıyla piyasaya girmeye başlıyor. Soğutma kapasitesini güneş panellerinden üretilen elektriğin mevcudiyetine göre ayarlayabilen ilk güneş PV enerjili klima üniteleri 2018 yılında ticarileştirildi.

Bölgesel Soğutma?
Bölgesel soğutma, yüksek bina yoğunluğuna sahip sıcak alanlarda elektrik şebekesi esnekliği sağlamak için ekonomik bir çözüm olabilir. Hâlâ gelişmekte olan bir segmenttir, ancak bazı ülkelerde son yıllarda önemli ilerleme kaydedilmiştir. Örneğin, Danimarka'da 2017'de toplam bölgesel soğutma satışları 2012'dekinden yaklaşık dört kat daha fazlaydı. Finlandiya'da müşteri sayısı ve satılan enerji miktarı son beş yılda ikiye katlandı ve Almanya'da kurulu kapasite %62 arttı. Avrupa'daki ilerleme Euroheat & Power web sitesinden izlenmektedir.
Bu teknolojiyi pazara mümkün olan en kısa sürede getirmek için gereken düzenlemeleri, politikaları, standartları ve teşvikleri uygulamaya koymak için daha fazla hükümet eylemi olmaksızın, süper verimli ekipmanın kısa vadede pazara geniş ölçekte ulaşması olası değildir. Soğutma ekipmanlarında önemli verimlilik iyileştirmeleri olmadan, binalarda soğutma için elektrik talebi 2030 yılına kadar küresel olarak %40'a kadar artabilir.




2050'ye Kadar Net Sıfır Emisyon Senaryosu ile uyumlu olmak için, yeni klima ünitelerinin ortalama verimlilik derecesinin 2030 yılına kadar tüm pazarlarda en az %50 artması gerekecek. 

Bu, iddialı bir hedef, ancak güçlü pazar sinyalleri ve daha fazla uluslararası işbirliği ile ulaşılabilir. Artan ekipman verimliliğine paralel olarak, daha iyi bina tasarımı sayesinde tüm yeni binaların sıfır karbona hazır olmasıyla, Net Sıfır Senaryosu'ndaki soğutma talebi de azaltılıyor.
Soğutma tüketimini azaltmaya yönelik önlemler arasında, pasif ve doğaya dayalı çözümler en uygun fiyatlı olanlardan bazıları olabilir. Million Cool Roofs Challenge, 1 milyon m2'lik serin çatıları (binaların iç mekan sıcaklığını düşürmeye yardımcı olabilecek yansıtıcı yüzeyler) yerleştirmeyi amaçlıyor. Eylül 2019'da belirlenen on projeden en sürdürülebilir olanı 2021'de 1 milyon ABD Doları ile ödüllendirilecek. Ayrıca, Avustralya'nın Batı Sidney kentinde hükümet, gelecekteki ısı adalarını önlemek için koyu renkli çatıların yasaklandığını duyurdu.

Verimli teknoloji dağıtımı kurumsal, politika ve finansal desteğe ihtiyaç duyar
Bugün 80'den fazla ülkede klimalar için minimum enerji performans standartları (MEPS) var ve şu anda 20'den fazla ülkede ek standartlar geliştiriliyor. MEPS, konut sektöründeki küresel alan soğutma enerjisi tüketiminin 2010'daki üçte ikisinden şimdi %85'inden fazlasını karşılamaktadır. Bununla birlikte, bu standartlar bir ülkeden diğerine önemli ölçüde farklılık gösterir ve genellikle çok zayıftır veya sıcak ve nemli bölgelerde yoktur. Son zamanlarda standart geliştirmede bazı ilerlemeler kaydedilmesine rağmen, hızlı klima talep artışı bekleniyor.

Haziran 2018'de Fas, klimalarda MEPS'i benimsedi ve 2019'da Kenya, oda üniteleri için revize MEPS'i uygularken, Ruanda, 2019'da piyasaya sürülen United for Efficiency (U4E) Klimalar için Model Düzenleme Yönergeleri'ni kullanarak yeni MEPS'i uygulamaya koydu. Cook Adaları da ilk MEPS'lerini hazırladı. 2019'da ev tipi klimalar ve buzdolapları için ve 2020'de Benin klimalar için zorunlu MEPS'i uygulamaya koyarken, hem Çin hem de Hindistan MEPS'lerini güçlendirdi.

2019'da BM Genel Sekreteri, ülkelere sürdürülebilir soğutma çözümlerinin dağıtımını desteklemek için Ulusal Soğutma Eylem Planları (NCAP'ler) geliştirme çağrısını duyurdu. 2019'da Çin, Hindistan ve Ruanda NCAP'leri tanıttı ve Lübnan 2020'de NCAP'yi başlattı, 26 ülke daha, bu yönde plan geliştirmeyi taahhüt etti. Ek olarak, Süper Verimli Ekipman ve Cihaz Dağıtımı (SEAD) Girişimi, 2030 yılına kadar küresel olarak satılan temel cihazların verimliliğini iki katına çıkarmayı teşvik etmek için bir Ürün Verimliliği Eylem Çağrısı başlattı.

İklim değişikliğiyle mücadele için soğutma konusuna eğilmenin öneminin farkında olarak, devam eden birçok girişim ve program iklimin korunmasını hedefliyor. Bunların arasında, İklim ve Temiz Hava Koalisyonu, HFC soğutucu akışkanlarının kullanımını azaltırken, iddialı enerji verimliliği önlemleri yoluyla küresel soğutma sektörünü dönüştürmek için çeşitli paydaşlar arasında işbirliğini kolaylaştırmak için Verimli Soğutma Girişimi'ni başlattı.

Bu arada, artık Clean Cooling Collaborative olarak yeniden adlandırılan Kigali Soğutma Verimliliği Programı (K-CEP), soğutma sistemlerinin enerji verimliliğini artırmak için 2017 yılında başlatıldı ve Ocak 2019'da yürürlüğe giren Montreal Protokolü Kigali Değişikliği, 125 parti tarafından onaylandı.

İklim dostu soğutma çözümleri ve bina tasarımları teşvik edilmeli
Alan soğutma için gereken enerji miktarını azaltmak için ilk önlem olarak, uygun bina tasarımı, yansıtıcı çatılar, dinamik ekipman, pasif bina tasarım öğeleri, ısı yalıtımı, hava sızıntısını azaltabilmek ve gölgelemeleri iyileştirebilmek, yenilenebilir enerji kullanımı düşünülebilir. Bina enerji yönetmeliklerinin bina enerji performansını iyileştirmede çok etkili bir araç olduğu kanıtlanmıştır.

Neler Yapılabilir?
Ülkeler, düşük küresel ısınma potansiyeline sahip soğutucu akışkanlar kullanan veya hiç soğutucu akışkan kullanmayanlar da dahil olmak üzere yenilikçi klima teknolojilerini teşvik etmeye yönelik Ar-Ge çabalarını destekleyebilir. Piyasa temelli önlemlere yönelik teşvikler ve destek, enerji verimli ürünlerin ön maliyetlerini azaltmak için ölçek ekonomisi faydaları da yaratabilir. Ayrıca, teknolojiler tersine çevrilebilirse, bu faydalar ısıtma sektörüne de yayılabilir.

  • Süper verimli birimler için bir pazar oluşturun
  • Verimli klimalar, soğutmanın elektrik sistemleri üzerindeki etkisini azaltacak olsa da, elektrik talebini akıllıca dağıtmak için daha fazla esnekliğe ihtiyaç vardır. 
  • Hükümetler, soğutma için enerji talebinin yük dağılımını optimize eden akıllı termostatlar ve diğer geliştirilmiş kontroller gibi dijital teknolojilerin kullanımını desteklemek için yenilikçi iş modellerini teşvik edebilir.
  • Hükümetler, küçük üreticilerin dijital çözümlere (örneğin, klima üniteleri için akıllı çipler) erişmesine yardımcı olmak da dahil olmak üzere, endüstrileri daha akıllı ve daha duyarlı klima seçenekleri üretme konusunda destekleyebilir.
  • Gelişmiş kontrol, sektörler arası sinerjilerin kullanılmasını da sağlayabilir. Örneğin, soğutmadan kaynaklanan atık ısı, binalarda su ısıtma gibi diğer son kullanımlar için geri kazanılabilir veya önemli yükler olması durumunda (örneğin veri merkezlerinden), geri kazanılan ısı, bölgesel enerji ağlarına entegre edilebilir.
  • Entegre yenilenebilir ve enerji depolama çözümleri (örneğin, buz yapan solar PV ve depolamalı solar termal soğutma) soğutma ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılabildiğinden ve talep tarafı yönetim araçlarıyla eşleştirilebildiğinden, artan soğutma talebini karşılamak için güneş enerjisi teknolojileri etkili olabilir. 
  • Hükümetler, özellikle teknoloji paketlerinin kurulu maliyetlerini azaltmak ve teknoloji sinerjilerinden yararlanmak için paydaşları uzun vadeli planlamaya dahil ederek yenilenebilir soğutma çözümleri tasarlamak için endüstri sektörüyle birlikte çalışabilir. Yenilenebilir sistemleri destekleyen sübvansiyonlar, ön maliyetlerini azaltmada etkilidir.