• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Fluorkolväten räddade ozonskiktet, så varför förbjuder vi dem?

    Soluppgång över jorden. Fluorkolväten skapades för att skydda ozonskiktet, men deras stabila natur gör dem till en extremt potent växthusgas. Kredit:NASA

    Den 28 oktober, Australien ratificerade Kigali-tillägget till Montrealprotokollet. Australien är det tionde landet att ratificera, gå med andra så olika som Mali, Storbritannien och Rwanda i ett globalt åtagande att dramatiskt minska fluorkolväten (HFC) i atmosfären. När 20 länder har ratificerat ändringen, det blir bindande.

    HFC har utformats specifikt för att ersätta ozonförstörande föreningar som tidigare använts i luftkonditioneringsanläggningar och köldmedier. Tyvärr, vi vet nu att HFC är enormt potenta växthusgaser – tusentals gånger starkare än koldioxid (även om det släpps ut i mycket mindre mängder).

    Om Kigali-tillägget blir bindande, jakten kommer att börja på en ersättning för HFC och deras användning inom industrin. I en konstig vändning, det minst miljöskadliga alternativet kan mycket väl vara koldioxid.

    Var kommer HFC ifrån?

    HFC är gjorda av kol, fluor och väte. De är uteslutande syntetiska, vilket innebär att de inte har några kända naturliga källor. För att förstå varför de kom till krävs en snabb historielektion.

    Under hela andra hälften av 1900-talet, en annan klass av föreningar som kallas klorfluorkolväten (CFC) användes i stor utsträckning. CFC är mycket stabila, vilket gjorde dem idealiska för många praktiska användningsområden, inklusive i kylning, skum förpackning, och även aerosolburkar för hårspray.

    Dock, forskare upptäckte snart att CFC hade en stor nackdel. Eftersom de är så stabila, de kan överleva i atmosfären tillräckligt länge för att så småningom nå ozonskiktet. Väl där, de bryts ner i solljus och förstör ozon i processen.

    Montrealprotokollet var ett globalt avtal utvecklat för att stoppa denna skadliga ozonförstöring. Protokollet gav en tidsram för att helt avskaffa CFC. För att ersätta dem, nya föreningar utvecklades som inte förstör ozon:HFC.

    Användningen av CFC och deras ersättning, inklusive HFC, sedan 1950. UNEP 2011. HFC:A Critical Link in Protecting Climate and the Ozone Layer

    Men lösningen på ett miljöproblem blev orsaken till ett annat:dessa ersättningar är potenta bidragsgivare till att värma upp klimatet.

    Varför är HFC så dåliga?

    Alla växthusgaser fungerar genom att absorbera infraröd strålning, som annars skulle fly ut i rymden. Men alla växthusgaser skapas inte lika. Styrkan hos en växthusgas beror på tre egenskaper:

    • hur länge den förblir i atmosfären (dess "livstid")
    • hur mycket strålning den absorberar
    • om den specifika våglängden av strålning den absorberar annars skulle absorberas av något annat i atmosfären (som vatten).

    Kombinerad, dessa tre egenskaper kan användas för att bestämma den globala uppvärmningspotentialen för varje växthusgas. Detta är ett mått på hur potent gasen är i förhållande till koldioxid (CO₂). Per definition, CO₂ har en global uppvärmningspotential på 1. Metan, vanligen anses vara den näst viktigaste växthusgasen, har en global uppvärmningspotential på 34 – vilket betyder att 1 ton metan skulle fånga upp 34 gånger mer värme än 1 ton CO₂.

    Den globala uppvärmningspotentialen för de tre vanligaste HFC:erna sträcker sig från 1, 370 till 4, 180. Med andra ord, dessa gaser fångar in tusentals gånger mer värme i vår atmosfär än en motsvarande mängd CO₂.

    Vad kommer att ersätta HFC?

    De nästan 200 länder som undertecknade det ursprungliga Montrealprotokollet har enhälligt kommit överens om att klimatriskerna med HFC är för betydande för att ignoreras. I-länder kommer att börja fasa ut HFC under 2019. U-länder kommer att följa efter mellan 2024 och 2028.

    Global uppvärmningspotential för fem växthusgaser. Arean av varje cirkel representerar den globala uppvärmningspotentialen, beräknat för en 100-årig tidshorisont. Kredit:Författare skapad/Data från UNEP 2011 rapport HFCs:A Critical Link in Protecting Climate and the Ozone Layer, Författare tillhandahålls

    Så vad kommer våra kylskåp och luftkonditioneringsapparater att använda istället? Flera ersättare övervägs.

    Vissa grupper främjar en annan klass av fluorinnehållande föreningar som kallas hydrofluorolefiner (eller HFO). Dessa har en kort livslängd i atmosfären och utgör därför mycket mindre klimatrisk. Dock, miljögrupper har uttryckt oro över de potentiellt giftiga kemikalier som produceras när HFO:er bryts ner.

    Ett annat alternativ är att använda blandningar av kolväten som butan. Kolväten utgör säkerhetsrisker eftersom de är mycket brandfarliga och kan även påverka luftkvaliteten negativt. Ammoniak är ett annat alternativ som har använts som köldmedium under lång tid men som är mycket giftigt.

    Och, till sist, där är överraskningskandidaten:CO₂. Även om användningen av CO₂ som köldmedium innebär tekniska utmaningar, den är giftfri och ej brandfarlig och en mycket svagare växthusgas än de HFC som den skulle ersätta. Underligt, ur ett miljöperspektiv, CO₂ kan faktiskt vara det "bästa" kylmediet som finns.

    En svalare framtid framför sig?

    Montrealprotokollet har länge ansetts vara en av de största miljöframgångshistorierna genom tiderna. Den samlade världens regeringar och kemisk industri för att skydda ozonskiktet.

    Antagandet av Kigali-tillägget kommer att vara ytterligare en fjäder i hatten för detta viktiga avtal. HFC är inte alltför vanliga än – men utan Kigali förväntas de växa snabbt. Genom att förbjuda dem nu, vi kommer att undvika deras effekter innan det är för sent.

    Uppskattningar tyder på att utfasning av HFC kommer att förhindra upp till 0,5 ℃ framtida uppvärmning. Även om denna uppskattning visar sig vara alltför optimistisk, att bli av med HFC kommer att vara ett viktigt steg mot att uppnå Parisavtalets mål att begränsa uppvärmningen till långt under 2℃.

    Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com