Redução de emissões atmosféricas: Um estudo de caso à partir da troca de geladeiras / Reduction of atmospheric emissions: A case study from the exchange of fridge

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 8, p.57450-57461 aug. 2020. ISSN 2525-8761

Redução de emissões atmosféricas: Um estudo de caso à partir da troca de

geladeiras

Reduction of atmospheric emissions: A case study from the exchange of

fridge

DOI:10.34117/bjdv6n8-234

Recebimento dos originais: 14/07/2020 Aceitação para publicação: 14/08/2020

Eduardo Antonio Maia Lins

Professor Doutor da Universidade Católica de Pernambuco e Instituto Federal de Pernambuco Instituição: Universidade Católica de Pernambuco e Instituto Federal de Pernambuco Endereço: Rua Professor Souto Maior, 33, apto 1303, Casa Amarela, Recife-PE, 52051-240

E-mail: eduardomaialins@gmail.com

Carmem Lúcia Ferreira Carneiro Nogueira Lima

Especialista em Projetos Sustentáveis, Mercado de Carbono e Mudanças Climáticas Instituição: Universidade Federal do Paraná

Endereço: Rua professor Antonio Austregésilo, 180, Cordeiro, Recife - PE CEP 50630-620 E-mail: carmemcarneirolima@gmail.com

Adriane Mendes Vieira Mota

Professora Mestre do Centro Universitário Maurício de Nassau Instituição: Centro Universitário Maurício de Nassau Endereço Rua Guilherme Pinto, 114, Graças, Recife-PE

E-mail: adriane.mendes@mauriciodenassau.edu.br

Cecília Maria Mota Silva Lins

Professora Doutora da Universidade Federal Rural de Pernambuco – Campus Cabo Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco – Campus Cabo Endereço: Rua Cento e Sessenta e Três, 300 - Garapu - Cabo de Santo Agostinho - PE

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RESUMO

A partir da Revolução Industrial, os países começaram uma vertiginosa escalada de crescimento econômico, gerando um aumento da demanda energética, não só em função das necessidades das indústrias em expansão, mas também, por causa do crescimento da população mundial. O aumento da temperatura do planeta em função da concentração de CO2 pela utilização crescente de

combustíveis fósseis, bem como a adoção de alternativas, a exemplo da troca de refrigeradores que utiliza o gás CFC para reduzir as emissões atmosféricas, gerou uma investigação sobre os impactos das emissões. Para tanto, este trabalho apresenta uma metodologia para mensurar as emissões de gases de efeito estufa provenientes dos refrigeradores, baseada nos estudos do IPCC (2006), onde foram analisados os efeitos destas fontes no meio ambiente, bem como estimativa da contribuição da troca de cento e vinte mil geladeiras na redução das emissões atmosféricas. As emissões de gases de efeito estufa evitadas com a troca de quarenta mil refrigeradores por ano foram de 106,50 toneladas de CO2 equivalente. A troca dos 120 mil aparelhos contribuiu para reduzir cerca de 300

toneladas de CO2. A pesquisa ainda traçou, em linhas gerais, uma perspectiva de mitigação dos

efeitos dos gases de efeito estufa na atmosfera com a troca de refrigeradores.

Palavras-chave: Economia circular, Sustentabilidade, Eletrodomésticos.

ABSTRACT

Beginning with the Industrial Revolution, countries began a vertiginous escalation of economic growth, generating an increase in energy demand, not only because of the needs of the expanding industries, but also because of the growth of the world population. The increase in the temperature of the planet due to the concentration of CO2 due to the increasing use of fossil fuels, as well as the

adoption of alternatives, such as the exchange of refrigerators that use CFC gas to reduce atmospheric emissions, has generated an investigation into the impacts of emissions. To this end, this work presents a methodology to measure greenhouse gas emissions from refrigerators, based on studies by the IPCC (2006), where the effects of these sources on the environment were analyzed, as well as an estimate of the contribution of the cent exchange and twenty thousand refrigerators to reduce atmospheric emissions. Emissions of greenhouse gases avoided by changing forty thousand refrigerators per year were 106.50 tons of CO2 equivalent. The exchange of 120 thousand devices

contributed to reduce about 300 tons of CO2. The survey also outlined, in general terms, a

perspective of mitigating the effects of greenhouse gases in the atmosphere with the exchange of refrigerators.

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1 INTRODUÇÃO

Um dos maiores problemas que afeta a saúde da população em grandes metrópoles está relacionado à poluição atmosférica, que reúne fatores geográficos, antropogênicos e climáticos (Ribeiro et al. 2016).

A camada de ozônio é uma faixa de gases situada entre 10 e 50 quilômetros da superfície, que protege a terra dos raios ultravioletas radiados pelo sol. Em meados da década de 70, foi identificado um buraco na camada de ozônio que poderia trazer malefícios para o ecossistema, tais como câncer de pele, catarata, alteração da fotossíntese (Brasil, 2010).

A desestabilização do regime de Kyoto em 2009 se deu pela determinação dos EUA em desempenhar um papel em sua discussão, questionando a interpretação europeia do regime e apontando para o estabelecimento de metas determinadas voluntariamente pelas Partes – as NDCs. Essa nova abordagem para a ação climática foi consolidada no Acordo de Paris (Afionis, 2017).

Para chegar ao documento do novo acordo, as Partes tiveram cerca de dois anos para decidir e apresentar suas NDCs, de modo que, ao longo do ano de 2015, a maioria das partes já havia submetido suas NDCs, que foram discutidas na 21ª Conferência das Partes (COP-21) da UNFCCC, ocorrida em Paris entre 30 de novembro e 12 de dezembro de 2015.

O documento final que sela as negociações da COP21 foi chamado de Acordo de Paris (Paris Agreement), cujas determinações incluem:

- Deter o aumento da temperatura global média do planeta abaixo de 2°C acima dos níveis pré-industriais e empenhar esforços para limitar o aumento da temperatura a 1,5°C acima dos níveis pré-industriais, reconhecendo que isso reduziria significativamente os riscos e impactos da mudança climática;

- Aumentar a habilidade para adaptação aos impactos adversos das mudanças climáticas e estimular a resiliência climática e o desenvolvimento com baixas emissões de GEEs, de uma maneira que não ameace a produção de alimentos; “Tornar os fluxos monetários consistentes com um caminho direcionado à redução das emissões de GEEs e ao desenvolvimento resiliente do ponto de vista climático. (Nações Unidas, 2015).

O Programa Nova Geladeira é um dos Projetos de Eficiência Energética no Estado de Pernambuco que incorpora como atividades de redução de emissões a troca de refrigeradores velhas por novas para comunidades de baixa renda.

Esta pesquisa teve como enfoque a contribuição na mitigação das emissões atmosféricas com a manufatura reversa de aparelhos de refrigeração, sendo uma das condições impostas que o consumidor entregasse a geladeira velha no local indicado pela empresa e preciso trocasse

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(gramática) por uma nova com selo Procel de economia de energia, com menor ou igual capacidade. Ressalta-se que o gás Clorofluorcarbonos (CFC) é o principal gás presente nas geladeiras e um dos principais responsáveis pela redução da camada de ozônio, que protege a terra do excesso de raios ultravioletas. O presente trabalho visou o desenvolvimento do cálculo das emissões de GEE das geladeiras, baseado nos cálculos propostos pelo Intergovernamental Painel on Climate Change - IPCC (2006).

2 METODOLOGIA ULTILIZADA

A pesquisa foi realizada na Unidade de Eficiência Energética da Companhia Elétrica do Estado de Pernambuco – CELPE, localizada na cidade do Recife, capital de Pernambuco. Foi realizado um estudo de caso sobre o programa, relacionando a troca das geladeiras com a redução das emissões atmosféricas. Para tanto, além da pesquisa bibliográfica, observação de campo, análise e interpretação de dados qualitativos e quantitativos foi construído um inventário de emissões de gases do efeito estufa, baseado no modelo do IPCC (2006).

Para elaboração das estimativas de redução das emissões de CFCs e HFCs dos refrigeradores, foram utilizadas, como referência, as metodologias propostas pelo IPCC (2018) não está na bibliografia, de forma que, foi considerada a substituição dos fluidos refrigerantes CFCs pelos fluidos HFCs que têm menor potencial para o aquecimento global.

Os métodos Tiers, são métodos utilizados pelo IPCC para estimar as emissões e remoções de emissões de Gases de Efeito Estufa. O método Tier 2 se vale de dados nacionais, utilizando fatores específicos de tecnologia. A metodologia de inventário bottom-up, também foi definida pelo IPCC (2006), calculando as emissões de CO2 (equivalente) através da oferta primária e secundária

dos setores. Nesta metodologia foram usados dados de equipamentos e fatores de emissão. A Figura 1 serve como referência para entender o fluxo da metodologia adotada. Para o procedimento do tier 2 – Bottow-up, conforme ilustrado na Figura 1 foi necessário estimar a quantidade de refrigerante contida nos equipamentos fabricados ou montados, bem como das geladeiras em funcionamento e sucateadas. Foram estimados ainda, os fatores de emissão que representam os vazamentos e perdas de refrigerantes nas fases de montagem, operação e disposição final.

A coleta de dados foi realizada através de visitas ao galpão onde estão localizados os refrigeradores velhos entregues pela comunidade. Além dos registros manuais, as geladeiras foram fotografadas a fim de melhor avaliar as condições em que se encontravam.

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Figura 1 – Fluxo do método Tier 2 – bottow-up.

Um conjunto de procedimentos para o cálculo de emissões foi baseado no relatório do IPCC (2006). O cálculo de emissões apresentado na Equação 1 foi realizado na montagem, operação e disposição final dos refrigeradores.

Et = Em + Eo + Ed (Equação 1)

Onde:

Et = Emissões Totais;

Em = Emissões na montagem, incluem as emissões associadas com a produção dos refrigeradores;

Eo = Emissões na Operação, incluem o vazamento anula refrigerante, incluindo as emissões durante a manutenção, que ocorre no conjunto de equipamento em uso;

Ed = Emissões na Disposição Final, incluem a quantidade de refrigerante liberado de sistemas sucateados, ou na disposição final.

Para estimar as emissões durante a montagem, utilizou-se a Equação 2.

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 8, p.57450-57461 aug. 2020. ISSN 2525-8761 Onde:

Em = Total de emissões

k = fator de emissão que representa a porcentagem da carga inicial que é liberada durante a montagem.

Para determinação das emissões na operação foi utilizada a Equação 3.

Eo = (Total de HFC, CFC, HCFC em estoque no ano t) . X / 100 (Equação 3)

Onde:

Eo = Emissões durante a operação;

X = Taxa de perda, vazamento, como uma porcentagem da carga total de refrigerante.

A equação das emissões na disposição final foi representada pela Equação 4, conforme recomenda o IPCC (2006).

Ed = Quantidade sucateada * carga média de gás (Equação 4)

Considerando que os refrigeradores novos são, em média, 80% mais econômicos quando comparado aos mais antigos, as estimativas da redução das emissões de GEE desta nova tecnologia foram baseadas nos procedimentos indicados pelo GHG Protocol. A metodologia é baseada em multiplicar os fatores de emissão pela quantidade da fonte de emissão, por exemplo, para calcular o custo com energia o fator de emissão foi multiplicado pela fonte em kWh. Os cálculos para o escopo 2 basearam-se na Equação 5:

Emissões = (kWh)* FE(Mwh) / 1000 (Equação 5)

Onde:

Emissões = Emissões de tCO2e

FE = Fator de emissão de eletricidade para inventários = 0,0293 t CO2e/MWh

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

O valor das emissões de CO2 foi calculado adotando como referência, a troca de 120 mil geladeiras usadas, por outras novas e com tecnologia eco eficiente. Estes dados foram distribuídos, adotando-se a média de 40 mil refrigeradores por ano.

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As aplicações convencionais das geladeiras variaram em tamanho e nível de temperatura. Uma geladeira doméstica, por exemplo, tem uma potência elétrica entre 50-250W contendo de 30 a 150g de refrigerante. Porém, para os refrigeradores usados, adotou-se 150g de fluido refrigerante.

A ABNT15833/18 adota como parâmetro para os novos refrigeradores 72g de gás HFC-134a, e quanto ao consumo de energia a ANEEL (recomenda considerar 25 kWh/mês de consumo para uma geladeira de 1 porta – 280L nova, e 150 kWh/mês para as usadas.

O fator de emissão empregado na etapa de montagem foi de 0,6% (na tabela consta 0,09 e 0,04?) da carga anual total de refrigerante, recomendado pelo IPCC (2006). As emissões evitadas em CO2e foram de 57,18 toneladas conforme observado na Tabela 1. O uso do HFC nos novos refrigeradores representou 2,85% das emissões gerados pelos aparelhos que contém CFC.

Tabela 1 – Cálculo de emissões na montagem.

Emissões na Montagem Nº Refrigeradores kg de Gás GWP Fator k Total t CO2e Em (CFC) 40000 0,15 10900,00 (CFC-12) 0,09 58,86 Em (HFC) 40000 0,07 1430,00 (HFC 134a) 0,04 1,68 Emissões em t CO2e evitadas na montagem = _57,18

O fator de emissão empregado na etapa de operação foi de 0,5% da carga anual total de refrigerante, recomendado pelo IPCC. As emissões evitadas em CO2e foi de 47,57 toneladas,

conforme observado na Tabela 2. O uso do HFC nos novos refrigeradores representou 3,02% das emissões gerados pelos aparelhos que contêm CFC.

Tabela 2 – Cálculo de emissões na Operação.

Emissões na Operação Nº Refrigeradores kg de Gás GWP Fator k Total t CO2e Eo (CFC) = 40000 0,15 10900,00 0,08 49,05 Eo (HFC) = 40000 0,07 1430,00 0,04 1,48

Emissões em t CO2e evitadas na operação = _47,57

A quantidade sucateada de equipamentos permite cálculo do estoque de HFCs e CFCs. No entanto, a estimativa das emissões dessas substâncias não foi considerada, pois as sucatas serem enviadas para tratamento e disposição final adequada dos gases, conforme manufatura reversa. A

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carga média empregada em refrigeradores usados foi de 150g de gás refrigerante (CFC-12) conforme recomendado pelo IPCC (2006). No entanto, para os refrigeradores novos (HFC-134a) foi adotado o parâmetro da ABNT 15833/2018, ou seja, 72g de fluido refrigerante.

De acordo com Xue et al. (2017), realizando estudos do comportamento do efeito estufa no Japão, através das trocas de geladeiras velhas por novas, mostraram que o impacto do aquecimento global do setor de geladeiras domésticas atingiu o pico de 25.104 kt CO2 eq. em 1990 e depois diminuiu para 6506 kt CO2 eq. em 2030. Tanto a implementação de programas mínimos de eficiência energética como a substituição de refrigerantes reduziram significativamente o impacto do aquecimento global. Nas emissões totais, calculadas segundo o método Tier 2 – Bottow-up, conforme demonstrado na Figura 2, as emissões da disposição final não foram consideradas, já que os resíduos foram tratados por uma empresa especializada.

Figura 2 – Cálculo das emissões na montagem e na operação em tCO2e/ano pelo método Tier 2.

As emissões totais são a soma das emissões da montagem com as da operação. No entanto, ainda não representa as emissões totais do Projeto, por ainda não contemplar as emissões referentes ao consumo de eletricidade, calculadas na Tabela 3. De acordo com a ferramenta metodológica, para calcular as emissões de CO2 referente ao consumo de eletricidade foi considerado o Fator de

Emissão (FE) = 0,0293. A emissão de CO2 evitada foi de 1760 toneladas. O uso do HFC nos novos

refrigeradores representa 16,59% das emissões gerados pelos aparelhos que contém CFC. O impacto econômico causado pela troca dos 120 mil refrigeradores foi muito mais significativo do que o apresentado na Tabela 4.

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Tabela 3 – Cálculo das emissões pelo consumo de energia elétrica.

Emissões Eletricidade

Nº

Refrigeradores kWh/ano

Fator FE

t CO2e/MWh Total CO2e

Total t CO2e

Ee (CFC) = 40000 1800 0,0293 2109,60 2,11*1000

Ee (HFC) = 40000 300 0,0293 351,60 0,35*1000

Emissões em t CO2 evitadas na operação = _1,76*1000

Estimou-se que 600 mil pessoas foram beneficiadas pelo projeto, contribuindo com melhoria da qualidade de vida, no uso racional dos recursos naturais e eficiência energética, além de uma redução no consumo mensal da conta de energia, na ordem de 80%.

Tabela 4 – Impacto econômico X Uso eficiente da energia elétrica.

Eficiência x

Economia Nº Refrigeradores kWh/ano

Valor kWh Total kWh/ano Valor Gasto kWh/ano Ef (CFC) 40000 1800 0,49 72000000 R$ 35.280.0 00,00 Ef (HFC) 40000 300 0,49 12000000 R$ 5.880.0 00,00

Energia Elétrica (kWh) evitada com a troca dos aparelhos = _60.000.000

Economia financeira no ano com o Projeto = R$ 29.400.00

0,00

O consumo de energia elétrica dos contemplados foi reduzido em 83.33%, ou seja, o novo aparelho consome 25 kWh, o que representa uma economia de R$ 62,50 por cliente, de acordo com as estimativas utilizadas pelo consumo médio por cliente dentro do perfil exigido pelo projeto.

De acordo com a metodologia utilizada para os cálculos das emissões de HFC-134a e CFC-12 em refrigeradores e congeladores (freezers), descrita na seção Metodologia utilizada para estimativa das emissões de CFCs, HCFCs e HFCs no setor de refrigeração e ar condicionado, são necessários os dados de fator de emissão de operação e carga de refrigerante.

A troca dos refrigeradores que continham o gás CFC pela nova tecnologia com o gás HFC se constitui uma etapa relevante na eliminação do clorofluorcarbono, gás que ao atingir a camada de ozônio, destrói as moléculas que a formam, colaborando para que a incidência de raios ultravioletas aumente as chances de câncer de pele, além de contribuir nas mudanças climáticas, em especial o aquecimento global.

Este estudo demonstrou a importância de estratégias empresariais voltadas para ações que ajudam o Brasil a mitigar os impactos ambientais estarem alinhadas a economia verde num esforço comum para reduzir a presença dos gases de efeito estufa na atmosfera.

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4 CONCLUSÕES

O estudo proporcionou o conhecimento das fontes de emissões fixas a partir dos refrigeradores, estimando a redução de emissões das fontes de GEE oriundas de refrigeradores.

As emissões de gases de efeito estufa evitadas com a troca média de quarenta mil refrigeradores por ano foi de 106,50 tCO2e. A troca dos 120 mil aparelhos contribuiu para reduzir

uma ordem 300 toneladas de CO2, sendo somadas ao esforço mundial em prol da redução das

emissões atmosféricas.

Quanto à manufatura reversa dos equipamentos, que se constitui uma etapa relevante para controle do destino dos resíduos nocivos, a empresa após receber os refrigeradores antigos, realizou o devido encaminhamento para uma empresa especializada no desmonte, descaracterização e reaproveitamento das partes recicláveis, onde a renda gerada pela venda foi destinada a ações sociais.

As geladeiras trocadas durante o projeto lançaram ainda contaminantes como vinilcloridro e etilenodiclo-rídrico, ambos carcinogênicos, bem como outros organoclorados, todos nocivos ao ecossistema terrestre.

O estudo mapeou a oportunidade de eficiência energética reduzindo em 60 GWh o consumo anual com os novos aparelhos eco eficientes. Somado ao uso racional dos recursos naturais, o cliente beneficiado pelo programa tem uma economia financeira de aproximadamente 80% na conta mensal de energia elétrica.

A pesquisa de campo permitiu constatar que as condições precárias dos aparelhos de refrigeração contribuem para maior emissão dos gases de efeito estufa, uma vez que grande parte dos CFC fica impregnada no isolamento térmico dos refrigerados, os quais estão expostos. No que se refere à disposição dos refrigeradores, antes de ser colocados nos caminhões, o galpão atendeu aos requisitos da NBR 15833/2018.

O programa contribuiu para minimizar os impactos negativos perante os stakeholders, aumentando a vantagem competitiva, promovendo a responsabilidade socioambiental coorporativa através de projetos sociais.

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REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15833: manufatura reversa – aparelhos de refrigeração – apresentação. Rio de Janeiro, 2018.

BRASIL. MCT. Coordenação-Geral de Mudanças Globais do Clima. Segunda Comunicação Nacional do Brasil à Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima. Brasília:MCT, 2010. 520 p.

CETESB. IMT. Emissões no transporte rodoviário: relatórios de referência energia. São Paulo, 2011. (1˚. Inventário de Emissões Antrópicas de Gases de Efeito Estufa Diretos e Indiretos do Estado de São Paulo). (no prelo).

Corazza, R. I.; Bonacelli, M. B. M. Ciência, Tecnologia e Inovação para a Sustentabilidade: reflexões em [retro][per]spectiva. In: Monteiro, M.; Dias, R. de B.; Campos, C. de (Orgs.) Novos Horizontes em Política Científica e Tecnológica, São Paulo: Ed. UFABC, 2014.

IPCC. 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme [Eggleston H.S., Buendia L., Miwa K., Ngara T. and Tanabe K. (eds)]. Hayama, JP: IPCC: IGES, 2006. Disponível em: http://www.ipcc-nggip.iges. or.jp/public/2006gl/index.html . Acesso em: mar. 2019.

IPCC. Fourth Assessment Report (AR4): Climate Change 2007. New York: Cambridge University Press, 2007.

MEDAUR, O.; Coletânea de Legislação Ambiental. 14. ed. Ampl. e atual. – São Paulo: Editora Revista dos Tribunais, 2015 – RT Mini Códigos.

Nações Unidas. Adoção do Acordo de Paris. 2015. Disponível em: <https://nacoesunidas.org/wp-content/uploads/2016/04/Acordo-de-Paris.pdf>. Acesso em: nov. 2019.

PROTOCOLO DE MONTREAL. Disponível em

http://www.protocolodemontreal.org.br/sites/1200/1221/00000212.pdf . Acesso em: nov 2019. RIBEIRO, H.; REGINA, C. P.; COELHO, M. S. C.; Clima urbano e saúde: uma revisão sistematizada da literatura recente. Revista Estudos Avançados, 30 (86), 2016.

SÁNCHEZ, L.E. Avaliação de Impacto Ambiental: Conceitos e Métodos. São Paulo: Oficina de. Textos, 2006, 496 p.

SANQUETTA, C. R.; ZILIOTTO, M. A. B; CORTE, A. P. D.; Carbono: Desenvolvimento Tecnológico, Aplicação e Mercado de Carbono. Curitiba: editores, 2006.

SEIFFERT, M. E. B. Mercado de carbono e protocolo de quioto: oportunidade de negócio na busca da sustentabilidade. São Paulo, Atlas, 2009.

SOUZA, M. C. O; CORAZZA, R. I. Do Protocolo Kyoto ao Acordo de Paris: uma análise das mudanças no regime climático global a partir do estudo da evolução de perfis de emissões de gases de efeito estufa. Revista Desenvolv. Meio Ambiente, v. 42, p. 52-80, dezembro 2017.

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TEAP. Special Report on Safeguarding the Ozone Layer and the Global Climate System: Issues Related to Hydrofluorocarbonsand Perfluorocarbons. New York: Cambridge University Press, 2005. XUE, M.; KOJIMA, N.; ZHOU, L.; MACHIMURA, T.; TOKAI, A.; Dynamic analysis of global warming impact of the household refrigerator sector in Japan from 1952 to 2030, Journal of Cleaner Production Volume 145, 1 March 2017, Pages 172-179.