「創新冷氣」不靠蠻力降溫-用更少的能源吹冷氣

天氣炎熱,極端高溫頻傳,即使保持空間通風,仍免不了要開冷氣。但冷氣的能耗驚人,全球加總起來,相當於飛機碳排量的 2 倍。 圖/Unsplash
天氣炎熱,極端高溫頻傳,即使保持空間通風,仍免不了要開冷氣。但冷氣的能耗驚人,全球加總起來,相當於飛機碳排量的 2 倍。 圖/Unsplash

天氣炎熱,極端高溫頻傳,即使保持空間通風,仍免不了要開冷氣。但冷氣的能耗驚人,全球加總起來,相當於飛機碳排量的2倍。如今有越來越多新創公司投入技術改良,研發更節能的空調設備,提高降溫除濕效率、甚至使用冰塊降溫。

史上最熱的一年?聯合國:地球進入沸騰時代

聯合國秘書長古特瑞斯(Antonio Guterres)警告,地球已進入「全球沸騰的時代」。攤開今年7月前3週的溫度數據,已經高於歷史上任何時期的全球均溫,世界氣象組織(WMO)、歐洲聯盟氣候監測機構「哥白尼氣候變化服務」(C3S)也都表示,2023年可能成為史上最熱的一年。

7月初,全球溫度一度暫時升高攝氏1.5 度,超過巴黎氣候協定中的前工業水平上限。在美國德州和路易斯安那州部分地區,酷熱指數(註一)飆破華氏120度,體感溫度相當於攝氏45度高溫;無獨有偶,在亞洲熱浪侵襲的情況也十分嚴重,印度連續數日的高溫,讓今年已出現多次極端熱浪,導致數十人死亡。

註一:酷熱指數是綜合氣溫與濕度的熱度評比。

吹冷氣能耗高,約同全球飛機碳排2倍

隨著高溫日數越來越多天,空調的銷售量也正在激增。2018年時,國際能源機構預測,冷氣的數量將在本世紀中葉增幅將高達2倍;2030年,全世界可能會再增加10億台冷氣的使用。

天氣熱大量吹冷氣,或許是應對極端氣候、高溫熱浪的解決方案,但同時也產生問題。冷氣使用正是加劇氣候變遷的元兇之一,形成惡性循環。高能耗空調技術,為對全球碳排放量「貢獻」了 4%,大約等於全球所有飛機碳排量的2倍。

部分原因來自冷氣中的冷卻劑是一項超強溫室氣體,如果釋放出來,對氣候所造成的影響可能二氧化碳的2000倍。此外,冷氣也使城市變得更熱,因為它將熱量從人們的房屋中排出,逸散在都市的空氣裡;對於電網也有巨大需求,可能導致停電,我們需要新的解決方案。

降溫除濕不再靠蠻力,新技術減少50%能耗

為了解決不得不開冷氣、空調卻又高能耗的問題,波士頓新創公司Transaera的實驗室裡,正在測試一項新的技術原型,試圖把冷氣能源用量降低約50%。

Transaera共同創辦人、首席技術長Ross Bonner指出,冷氣的功能主要有2個,冷卻空氣及除去濕氣,「但當今的冷氣機在做這件事情,都靠蠻力。」

Transaera的首款家用產品,看起來就像一台普通的移動式冷氣機。不同的是,冷氣的內部被塗上一種稱為「金屬有機骨架」的孔洞材料,這種奈米級結構的物質就像海綿,可以吸走空氣中的濕氣,這樣冷氣就不用額外消耗能源來除濕。同時,冷氣所產生的熱能會用於烘乾內部材料,讓裝置本身可以吸收更多濕氣。

Transaera 的外觀像是一台移動式冷氣,但能透過新塗料改善傳統冷氣的耗能問題。 圖/Transaera on Twitter
Transaera 的外觀像是一台移動式冷氣,但能透過新塗料改善傳統冷氣的耗能問題。 圖/Transaera on Twitter

Transaera已和全球最大的暖通空調設備製造商之一Carrier合作,把這項技術投入市場。由於這項新技術只是為現已大規模生產的元件增添塗層,「這讓我們得以迅速降低成本,跟市面上的冷氣系統競爭」Bonner說:「這很關鍵,因為驅動冷氣銷售最主要的因素就是價格。」價格一低,自然更有商機。

訂閱制冷氣兼備儲能,進軍商業大樓與公寓

由微軟創辦人比爾蓋茲麾下公司支持的新創Blue Frontier也積極投入研發,降低濕度、節省能源。該公司使用一種鹽溶劑,取代冷卻劑,先從空氣中吸取水分,然後再另外將其冷卻。這種技術跟典型的冷氣不同,當外面溫度越熱,冷氣的效率反而越高,在系統運作的最佳狀態下,可將能源用量減少高達90%。

由於鹽溶劑可以儲存熱能,這也讓該系統能在特定時間,從電網上先取用電力儲能,當空調用量最高時,也可以持續工作,不需要直接從電網上耗電。

新創 Blue Frontier 公司開發的冷氣,不僅節能還能儲能。 圖/Blue Frontier 官網
新創 Blue Frontier 公司開發的冷氣,不僅節能還能儲能。 圖/Blue Frontier 官網

Blue Frontier預計在未來2年內試驗這項技術,計劃2025年推出首款產品,並讓商業大樓、公寓大樓這些大型暖通空調的使用客戶,選擇「訂購」方案,而不是直接購買機台。Blue Frontier首席技術長Aaswath Raman 說:「我們計劃,一旦證明這種技術可以在大型建築中運作,我們就會朝向更小型的系統邁進,最終應用到家戶中。」

此外,還有以色列新創Nostromo推出一款稱為「冰塊(IceBrick)」的新系統,當白天電網的再生能源充足時,先用這些再生能的電力把水結冰,到了下午、夜間,再把這些冰用來冷卻水溫,達到降溫的功效。這項技術能夠用於商業大樓,為整棟大樓減少碳排放量,已經在比佛利希爾頓飯店使用。

優先選購高效率產品,價格高、但3年就回本

未來幾年內,多種新空調產品可能進入市場。但即使是現在,消費者其實就已經有更好的選擇。很多人在買冷氣時,往往會優先選擇便宜的產品,但其實選擇價格較高、同時能源效率也較高的產品,卻能在往後的電費上省更多錢。非營利組織RMI碳排放零建築計畫經理Ankit Kalanki指出,市場上既有的高效空調設備,比起最熱賣的產品,效率高出2-3倍。

「消費者應該選擇市面上最好的產品。雖然與市場上最低能源效率、或平均產品價格相比,你的初期成本比較高,但這可能會帶來25%-30%的成本溢價。」Kalanki 說:「當你考慮空調壽命,可以預期,3年內的省電效益就能收回初期的價格成本。」


參考資料

These crazy new AC innovations are going to change how we keep cool(Fast Company)


本文授權轉載自《社企流》(原文標題:對抗高溫有解方:創新空調技術將用更少的能源,在夏日為人們帶來涼爽的日子

延伸閱讀

>>炎夏吹冷氣-冷氣濾網該多久洗一次?才最節能?

>>彭博:「六原則」聰明用冷氣

>>巴黎夏天「熱死人」 面對高溫不靠冷氣如何調適?


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