science >> Wetenschap >  >> Natuur

Fluorkoolwaterstoffen redden de ozonlaag, dus waarom verbieden we ze?

Zonsopgang boven de aarde. Fluorkoolwaterstoffen zijn gemaakt om de ozonlaag te beschermen, maar hun stabiele aard maakt ze tot een extreem krachtig broeikasgas. Krediet:NASA

Op 28 oktober, Australië heeft het Kigali-amendement op het Protocol van Montreal geratificeerd. Australië is het tiende land dat ratificeert, toetreden tot anderen zo divers als Mali, het Verenigd Koninkrijk en Rwanda in een wereldwijde verbintenis om fluorkoolwaterstoffen (HFK's) in de atmosfeer drastisch te verminderen. Zodra 20 landen het amendement hebben geratificeerd, het wordt bindend.

HFK's zijn speciaal ontworpen om ozonafbrekende verbindingen te vervangen die eerder in airconditioners en koelmiddelen werden gebruikt. Helaas, we weten nu dat HFK's enorm krachtige broeikasgassen zijn - duizenden keren krachtiger dan koolstofdioxide (hoewel het in veel kleinere hoeveelheden vrijkomt).

Als het Kigali-amendement bindend wordt, de jacht zal beginnen naar een vervanging voor HFK's en hun toepassingen in de industrie. In een vreemde wending, de minst milieubelastende optie zou wel eens kooldioxide kunnen zijn.

Waar komen HFK's vandaan?

HFK's zijn gemaakt van koolstof, fluor en waterstof. Ze zijn uitsluitend synthetisch, wat betekent dat ze geen bekende natuurlijke bronnen hebben. Om te begrijpen waarom ze zijn ontstaan, is een snelle geschiedenisles nodig.

Gedurende de tweede helft van de 20e eeuw, een andere klasse van verbindingen genaamd chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's) werd veel gebruikt. CFK's zijn zeer stabiel, waardoor ze ideaal waren voor veel praktisch gebruik, ook in koeling, schuim verpakking, en zelfs spuitbussen voor haarlak.

Echter, wetenschappers ontdekten al snel dat CFK's een groot nadeel hadden. Omdat ze zo stabiel zijn, ze kunnen lang genoeg in de atmosfeer overleven om uiteindelijk de ozonlaag te bereiken. Eenmaal daar, ze breken af ​​in zonlicht en vernietigen daarbij ozon.

Het Montreal Protocol was een wereldwijde overeenkomst die werd ontwikkeld om deze schadelijke ozonvernietiging te stoppen. Het protocol verplichtte een tijdsbestek om CFK's volledig af te schaffen. Om ze te vervangen, er werden nieuwe verbindingen ontwikkeld die ozon niet afbreken:HFK's.

Het gebruik van CFK's en hun vervangingen, inclusief HFK's, sinds 1950. UNEP 2011. HFK's:een cruciale schakel in de bescherming van het klimaat en de ozonlaag

Maar de oplossing voor het ene milieuprobleem werd de oorzaak van het andere:deze vervangingen leveren een krachtige bijdrage aan de opwarming van het klimaat.

Waarom zijn HFK's zo slecht?

Alle broeikasgassen werken door infraroodstraling te absorberen, die anders in de ruimte zouden ontsnappen. Maar niet alle broeikasgassen zijn gelijk geschapen. De potentie van een broeikasgas hangt af van drie eigenschappen:

  • hoe lang het in de atmosfeer blijft (zijn "levensduur")
  • hoeveel straling het absorbeert?
  • of de specifieke golflengte van de straling die het absorbeert, anders zou worden geabsorbeerd door iets anders in de atmosfeer (zoals water).

gecombineerd, deze drie eigenschappen kunnen worden gebruikt om het aardopwarmingsvermogen voor elk broeikasgas te bepalen. Dit is een maat voor hoe krachtig het gas is ten opzichte van koolstofdioxide (CO₂). Per definitie, CO₂ heeft een aardopwarmingsvermogen van 1. Methaan, algemeen beschouwd als het op één na belangrijkste broeikasgas, heeft een aardopwarmingsvermogen van 34, wat betekent dat 1 ton methaan 34 keer meer warmte zou vasthouden dan 1 ton CO₂.

Het aardopwarmingspotentieel voor de drie meest voorkomende HFK's varieert van 1, 370 tot 4, 180. Met andere woorden, deze gassen houden duizenden keren meer warmte vast in onze atmosfeer dan een equivalente hoeveelheid CO₂.

Wat zal HFK's vervangen?

De bijna 200 landen die het oorspronkelijke Montreal Protocol hebben ondertekend, zijn het er unaniem over eens dat de klimaatrisico's van HFK's te groot zijn om te negeren. Ontwikkelde landen zullen in 2019 beginnen met het uitfaseren van HFK's. Ontwikkelingslanden zullen dit voorbeeld volgen tussen 2024 en 2028.

Global warming potentials van vijf broeikasgassen. De oppervlakte van elke cirkel vertegenwoordigt het aardopwarmingsvermogen, berekend voor een tijdshorizon van 100 jaar. Credit:Auteur gemaakt/Gegevens van UNEP 2011 rapport HFCs:A Critical Link in Protecting Climate and the Ozone Layer, Auteur verstrekt

Dus wat zullen onze koelkasten en airconditioners in plaats daarvan gebruiken? Er worden verschillende vervangingen overwogen.

Sommige groepen promoten een andere klasse van fluorbevattende verbindingen die hydrofluorolefinen (of HFO's) worden genoemd. Deze hebben een korte levensduur in de atmosfeer en vormen dus veel minder klimaatrisico. Echter, milieugroeperingen hebben hun bezorgdheid geuit over de potentieel giftige chemicaliën die worden geproduceerd wanneer HFO's kapot gaan.

Een andere mogelijkheid is het gebruik van mengsels van koolwaterstoffen zoals butaan. Koolwaterstoffen vormen veiligheidsrisico's omdat ze licht ontvlambaar zijn en ook de luchtkwaliteit negatief kunnen beïnvloeden. Ammoniak is een ander alternatief dat al lang als koelmiddel wordt gebruikt, maar zeer giftig is.

En, Tenslotte, daar is de verrassingskandidaat:CO₂. Hoewel het gebruik van CO₂ als koelmiddel technische uitdagingen met zich meebrengt, het is niet-toxisch en niet-ontvlambaar en een veel zwakker broeikasgas dan de HFK's die het zou vervangen. Vreemd, vanuit milieuoogpunt, CO₂ is misschien wel het "beste" koudemiddel dat beschikbaar is.

Een koelere toekomst voor de boeg?

Het Montreal Protocol wordt lange tijd beschouwd als een van de grootste succesverhalen op milieugebied aller tijden. Het bracht de regeringen van de wereld en de chemische industrie samen om de ozonlaag te beschermen.

De goedkeuring van het Kigali-amendement zal een nieuwe pluim zijn op de dop van deze belangrijke overeenkomst. HFK's komen nog niet veel voor, maar zonder Kigali zullen ze naar verwachting snel groeien. Door ze nu te verbieden, we zullen hun impact vermijden voordat het te laat is.

Schattingen suggereren dat het uitfaseren van HFK's tot 0,5 van toekomstige opwarming zal voorkomen. Zelfs als deze schatting te optimistisch blijkt te zijn, het wegwerken van de HFK's zal een belangrijke stap zijn in de richting van het bereiken van het doel van de Overeenkomst van Parijs om de opwarming te beperken tot ruim onder de 2℃.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.