Как кондиционирование воздуха влияет на изменение климата …и что мы можем с этим сделать
Автор: Виктор Зайковский
Чем выше поднимается температура окружающей среды, тем чаще мы пользуемся кондиционером. Чем больше мы пользуемся кондиционером, тем теплее становится мир вокруг нас. Похоже на замкнутый круг, движение по которому в конце концов всех нас убьет. Так ли плохо все на самом деле?
Электрические сети измеряются количеством электроэнергии, которое может проходить через них в любой момент времени. К примеру, энергосистема Con Edison, насчитывающая 62 подстанции и более 150 тысяч километров линий электропередачи по всему Нью-Йорку и прилегающим окрестностям, может выдавать 13 400 МВт в секунду. Это эквивалентно примерно 18 млн лошадиных сил. В обычный день Нью-Йорку требуется около 10 000 МВт ежесекундно, но во время сильной жары эта цифра может превышать 13 000 МВт. Сочетание высокой нагрузки и экстремальных температур может привести к перегреву частей системы и выходу их из строя, что приведет к отключениям электроэнергии. Так, например, в 2006 году из-за сбоя оборудования почти 200 тысяч человек в Квинсе на неделю остались без электричества во время сильной жары, унесшей жизни 40 человек.
По мере того, как в мире становится все жарче, подобные ситуации будут происходить все чаще. Сегодня покупка кондиционера — пожалуй, самый популярный индивидуальный ответ на изменение климата. Но кондиционеры — исключительно энергоемкие приборы. Небольшой агрегат, охлаждающий одну комнату, в среднем потребляет больше энергии, чем четыре холодильника, в то время как центральный кондиционер, охлаждающий среднестатистический дом, потребляет больше энергии, чем полтора десятка современных холодильников. В 2018 году в Пекине во время сильной жары примерно 50 % электроэнергии уходило на кондиционирование воздуха.
Сейчас в мире насчитывается чуть более миллиарда однокомнатных кондиционеров — примерно по одному на каждые восемь человек на Земле. Согласно многочисленным отчетам, к 2050 году их число, вероятно, превысит 4,5 миллиарда, что сделает их такими же повсеместными, как мобильные телефоны. В США электроэнергии на кондиционирование воздуха ежегодно расходуется столько, сколько в общей сложности потребляет Великобритания. По прогнозам, кондиционирование воздуха будет потреблять около 13 % всей электроэнергии в мире и производить 2 млрд углекислого газа в год — примерно столько же, сколько сегодня производит Индия.
Получается настоящая ловушка: повышение температуры приводит к большему количеству кондиционеров, а большее количество кондиционеров приводит к более высоким температурам. Решения, к которым мы приходим легче всего, только приближают нас к первоначальной проблеме.
Глобальное доминирование систем кондиционирования воздуха не было неизбежным, и прежде никто не мог этого предсказать. В течение первых 50 лет своего существования кондиционирование воздуха применялось в основном на заводах и в некоторых общественных местах. Первоначальное изобретение приписывают Уиллису Карриеру, американскому инженеру из компании по отоплению и вентиляции, которому в 1902 году было поручено снизить влажность на бруклинской типографии: из-за влажности листы бумаги скручивались, а чернила размазывались.
Карриер понял, что удаление тепла из воздуха на заводе снизит влажность, и поэтому он позаимствовал технологию у зарождающейся холодильной промышленности, чтобы создать то, что было и остается, по сути, встроенным холодильником. Тогда, как и сейчас, кондиционеры работали, вдыхая теплый воздух, пропуская его через холодную поверхность и выдыхая прохладный, сухой воздух. Изобретение имело огромный успех в промышленности — текстильные фабрики, заводы по производству боеприпасов и фармацевтические производства были в числе первых, кто его применил. Палата представителей установила кондиционеры в 1928 году, за ней в 1929-м последовали Белый дом и Сенат. Но в тот период большинство американцев сталкивались с кондиционированием воздуха только в таких местах, как театры или универмаги, где это считалось восхитительной новинкой.
В конце 1940-х годов, когда кондиционер начал проникать в дома людей, он по-настоящему завоевал США. До этого промышленность изо всех сил пыталась убедить общественность в том, что кондиционирование воздуха — это необходимость, а не роскошь. Росту популярности систем кондиционирования воздуха способствовал не внезапный всплеск потребительского спроса, а влияние отраслей, стоявших за великим послевоенным жилищным бумом. С 1946 по 1965 год в США был построен 31 млн новых домов, и для людей, строивших эти дома, кондиционирование воздуха стало находкой. Архитекторам и строительным компаниям больше не нужно было сильно беспокоиться о различиях в климате — они могли так же легко продавать дома в одном стиле в Техасе, как и в Нью-Йорке, ведь практически любые проблемы, вызванные жарким климатом, дешевыми строительными материалами, некачественным дизайном или плохим городским планированием, могут быть преодолены применением большего количества кондиционеров.
Не менее важную роль в появлении кондиционеров сыграли предприятия электроэнергетики — компании, которые эксплуатируют электростанции и продают электроэнергию потребителям. Электроэнергетические компании получают выгоду от каждого нового дома, подключенного к их электросети, но на протяжении всего начала XX века они также искали способы заставить новых потребителей использовать еще больше электроэнергии в своих домах. Стоимость электроэнергии была низкой, что устраивало коммунальные службы. Они просто увеличили спрос и побудили потребителей использовать больше электроэнергии, чтобы продолжать расширяться и строить новые электростанции.
Электрические компании размещали печатную, радио- и кинорекламу, рекламирующую кондиционеры, а также предлагали финансирование и скидки строительным компаниям, которые их устанавливали. В 1957 году компания Commonwealth Edison сообщила, что впервые пик потребления электроэнергии пришелся не на зиму, когда домохозяйства включали отопление, а на лето, когда люди включали свои кондиционеры. К 1970 году кондиционеры были установлены в 35 % американских домов, а это в 200 раз больше, чем всего тремя десятилетиями ранее.
В то же время по всей территории США начали появляться коммерческие здания, нуждающиеся в кондиционировании воздуха. В период с 1950 по 1970 год среднее потребление электроэнергии в коммерческих зданиях увеличилось более чем вдвое. Всемирный торговый центр в Нью-Йорке (тот самый, который был разрушен в результате террористической атаки), построенный в 1974 году, имел то, что тогда было крупнейшим в мире блоком переменного тока, с девятью огромными двигателями, и почти 270 км трубопроводов для охлаждения и обогрева. Ежедневно два здания WTC потребляли столько же электроэнергии, сколько городок Скенектади с населением 80 000 человек.
Послевоенный всплеск строительства был обусловлен идеей о том, что новые здания будут потреблять невероятное количество электроэнергии и что это не создаст никаких серьезных проблем в будущем. В 1992 году журнал Energy and Buildings опубликовал статью британского ученого Гвина Принса, в которой утверждалось: пристрастие американцев к кондиционированию воздуха является символом их глубокого упадка.
В 1990-х годах многие страны Азии открылись для иностранных инвестиций и приступили к беспрецедентному росту городского строительства. За последние три десятилетия около 200 млн человек в Индии переехали в города, а в Китае их число превысило 500 млн. Во всех китайских и индийских городах стали появляться офисные здания, отели и торговые центры с интенсивным кондиционированием воздуха. Эти здания были не только неотличимы от зданий в Нью-Йорке или Лондоне, но часто и строились одними и теми же архитекторами и подрядчиками. По мере того как темпы и масштабы строительства увеличивались, традиционные архитектурные методы снижения высоких температур были отброшены за борт.
Одним из шагов к решению проблемы, связанной с кондиционированием воздуха, было бы создание более совершенного кондиционера. И здесь есть много возможностей для совершенствования. Изобретение кондиционера предшествовало как первому самолету, так и первому общественному радиовещанию, и лежащая в его основе технология не сильно изменилась с 1902 года. Одна из схем поощрения инженеров к созданию более эффективных кондиционеров была запущена в прошлом году Институтом Роки Маунтин (RMI) и одобрена программой ООН по окружающей среде. Они предлагают 3 млн долларов победителю первой премии Global Cooling Prize. Цель состоит в том, чтобы разработать кондиционер, который был бы в пять раз эффективнее существующей стандартной модели, но производство которого обходилось бы не более чем в два раза дороже. На них поступило более сотни заявок — от изобретателей-одиночек до известных университетов и даже исследовательских групп многомиллиардных гигантов бытовой техники. Но, как и в случае с другими технологическими ответами на изменение климата, далеко не обязательно, что появление более эффективных кондиционеров значительно сократит глобальные выбросы. По данным RMI, чтобы не допустить роста общих глобальных выбросов, новый эффективный кондиционер должен поступить в продажу уже сейчас и захватить 80 % рынка к 2030 году. То есть новый продукт должен почти полностью заменить своих конкурентов менее чем за десятилетие. Речь, напомним, идет более чем о миллиарде устройств.
Если технологии нас не спасут, а изменения в мировой политике кажутся отдаленной надеждой, остается очень простой способ уменьшить ущерб, наносимый кондиционированием воздуха окружающей среде: использовать его в меньших количествах. Однако любые серьезные предложения по изменению нашего образа жизни — например, сокращение поездок за рулем, авиаперелетов или импорта авокадо — обычно считаются запредельными, еретическими, почти безумными. Люди вообще крайне неохотно меняют привычки. Это особенно верно в отношении кондиционирования воздуха, где призывы реже им пользоваться часто трактуются как предложение умирать от жары или лишиться тех удобств, которыми уже пользуются граждане богатых стран.
Это можно заметить и по реакции пользователей Интернета на публикации. Так, например, статья в «Нью-Йорк Таймс» с размышлениями о том, нужны ли людям кондиционеры, вызвала десятки, если не сотни тысяч яростных постов в социальных сетях. Несмотря на эту негативную реакцию, есть веские основания полагать, что мы чрезмерно зависим от кондиционирования воздуха и могли бы сократить расходы. Предположительно, идеальная температура в помещении уже давно определена инженерами по кондиционированию воздуха, исходивших из того, что практически все люди хотят всегда иметь один и тот же температурный диапазон. Основная идея: комфорт объективен, в здании в Джакарте должна быть такая же температура, как и в Лондоне. Но не все приняли идею о том, что существует такая вещь, как объективно правильная температура. Исследования показали: идеальная температура для мужчин отличается от температуры для женщин — мужчины традиционно предпочитают более прохладный воздух. И еще: люди, которые живут в более жарких районах, даже в течение очень короткого времени чувствуют себя комфортно при более высоких температурах в помещении. Они утверждают, что независимо от того, является ли это состоянием ума или биологической адаптацией, комфорт человека является адаптивным, а не объективным. Это то, что кажется очевидным многим людям, живущим при таких температурах.
Как только люди воспримут идею о том, что температура в здании может меняться, мы сможем строить дома, в которых кондиционирование воздуха используется в качестве последнего средства, а не первого шага. В ряду привычек и технологий, которые нам необходимо сократить или отказаться от них, если мы хотим избежать последствий климатического кризиса, кондиционер, вероятно, находится где-то посередине: сократить его сложнее, чем нашу привычку есть мясо пять раз в неделю; проще, чем отказаться от автомобилей, работающих на ископаемом топливе.
По словам Ника Мейби, руководителя британской консалтинговой компании по климатической политике E3G, кондиционирование воздуха, как и многие потребительские привычки, которые глубоко укоренились в обществе и в совокупности способствуют глобальному потеплению, ускользнуло от внимания большинства правительств. По его словам, главное — найти места, где это можно контролировать, и начать продвигаться оттуда. Он поддерживает программу ООН, направленную на повышение эффективности — и, следовательно, сокращение выбросов — всех кондиционеров, продаваемых в мире.
На местном уровне наблюдается определенный прогресс. К примеру, городской совет Нью-Йорка недавно принял закон, требующий от всех крупных зданий в городе сократить общий объем выбросов на 40 % к 2030 году с целью достижения 80 % к 2050 году, подкрепленный крупными штрафами для нарушителей. Мэрия Лос-Анджелеса работает над аналогичными планами, направленными на то, чтобы к 2050 году во всех зданиях не было выбросов углекислого газа. Другие города предпринимают еще более непосредственные действия. В середине 1980-х годов в Женеве, климат которой теплее, чем на большей части территории США, местное правительство запретило установку кондиционеров без специального разрешения. Такой подход относительно распространен по всей Швейцарии, и в результате на кондиционирование воздуха приходится менее 2 % всей потребляемой электроэнергии. Швейцарцы, похоже, не слишком скучают по кондиционерам — их отсутствие редко обсуждается, и они в значительной степени научились обходиться без них.
В странах, где кондиционирование воздуха все еще является относительно новым явлением, существует огромная возможность найти альтернативы прежде, чем оно станет образом жизни. Это позволяет повысить температуру в помещениях и популярность зданий, в которых кондиционирование воздуха используется в качестве последнего средства.
Кондиционеры воздуха играют важную роль в современной жизни, однако их воздействие на изменение климата нельзя недооценивать. Энергопотребление кондиционеров, выбросы хладагентов и тепла в атмосферу имеют негативное воздействие на окружающую среду и могут усилить процессы глобального потепления. Изменение климата — это одна из самых серьезных угроз, которая стоит перед человечеством, и борьба с ним требует совместных усилий на мировом уровне. Поэтому важно с умом использовать кондиционеры воздуха, соблюдая баланс между комфортом и уважением к окружающей среде. Как уже говорилось, к 2050 году в мире будет примерно 4,5 миллиарда кондиционеров, и если каждый пользователь снизит интенсивность их использования хотя бы на 20 %, в глобальном масштабе это может оказать огромный эффект.
Но, конечно, наилучшим результатом будет улучшение сразу по всем фронтам. Во-первых, строительство более теплоизолированных зданий, в которых было бы относительно тепло зимой и сравнительно прохладно летом. Во-вторых, введение более высоких тарифов на электроэнергию для обладателей индивидуальных кондиционеров — здесь будет точно такой же эффект, какой наблюдался в странах Европы после появления индивидуальных счетчиков воды: люди мгновенно начали более разумно использовать воду. В-третьих, выпуск более энергоэффективных кондиционеров, чтобы в по-настоящему жарких странах (ОАЭ, Суадовская Аравия, Индия и так далее) расходовалось как можно меньше энергии на кондиционирование.
