Фторированные газы - Википедия - Fluorinated gases

Фторированные газы (F-газы) - это искусственные газы, которые могут оставаться в атмосфере веками и вносить свой вклад в глобальное парниковый эффект. Есть четыре типа: гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF6) и трифторид азота (NF3). Ф-газы являются подгруппой галогенированный газы, большинство из которых галоидоуглероды которые включают фтор, но не включают хлор, бром или йод.

Типы фторсодержащих газов

Наиболее распространенными фторсодержащими газами являются гидрофторуглероды (ГФУ), которые содержат водород, фтор и углерод. Они используются во множестве приложений, включая коммерческое охлаждение, промышленное охлаждение, системы кондиционирования воздуха, оборудование для тепловых насосов, а также в качестве вспенивающих агентов для пен, огнетушителей, аэрозольных пропеллентов и растворителей. ГФУ-134a (1,1,1-Trifluoroethane ) стал самым распространенным ГФУ в атмосфере Земли по состоянию на 2015 год.[1]

Перфторуглероды (ПФУ) - это соединения, состоящие из фтора и углерода. Они широко используются в электронной, косметической и фармацевтической промышленности, а также в холодильной технике в сочетании с другими газами. ПФУ обычно использовались в качестве средств пожаротушения в прошлом и до сих пор используются в старых системах противопожарной защиты. Они также являются побочным продуктом плавка алюминия процесс. ПФУ-14 (Тетрафторид углерода - CF4) стал самым распространенным ПФУ в атмосфере Земли по состоянию на 2015 год.[1]

Гексафторид серы (SF6) используется в основном как гашение дуги и изоляционный газ. Его можно найти в распределительных устройствах высокого напряжения и использовать в производстве магния.

Трифторид азота (NF3) используется в основном как травитель для изготовления микроэлектроники.

История использования

ГФУ были разработаны в 1990-х годах для замены таких веществ, как хлорфторуглероды (ХФУ) и гидрохлорфторуглероды (ГХФУ). Поскольку эти вещества разрушают озоновый слой, Монреальский протокол начали излагать положения, согласно которым они будут постепенно отменены во всем мире после ратификации соглашения в 1987 году.

ПФУ и SF6 уже использовались до Монреальского протокола.

NF3 их использование росло с 1990-х годов вместе с быстрым расширением производства микроэлектроники.

Воздействие фторсодержащих газов на окружающую среду

Быстрый рост атмосферной концентрации SF6, NF3и несколько широко используемых ГФУ и ПФУ в период с 1978 по 2015 годы (правый график). Обратите внимание на логарифмический масштаб.

Ф-газы безопасны для озона, обеспечивают энергоэффективность и относительно безопасны для использования населением из-за низкого уровня токсичности и воспламеняемости. Однако большинство фторсодержащих газов имеют высокий потенциал глобального потепления (GWP), а некоторые почти инертны по отношению к удалению химическими процессами. В случае выброса ГФУ остаются в атмосфере на десятилетия, и как ПФУ, так и SF6 может оставаться в атмосфере на тысячелетия.

Общая концентрация в атмосфере фторсодержащих газов, ХФУ и ГХФУ быстро растет с середины двадцатого века; время, знаменующее начало их производства и использования в промышленных масштабах. Как группа в 2019 году, эти неестественные искусственные газы ответственны за примерно одну десятую прямого радиационное воздействие от всех долгоживущих антропогенных парниковых газов.[2]

Фторсодержащие газы используются в ряде приложений, предназначенных для смягчение последствий изменения климата, который может генерировать дальнейшие положительный отзыв для атмосферного отопления. Например, системы охлаждения и кондиционирования воздуха все чаще используются людьми в условиях потепления.[3] Аналогичным образом, расширение электрической инфраструктуры, вызванное альтернативами ископаемому топливу, привело к росту спроса на SF.6.[4] Если последние тенденции агрессивные (5% и более CAGR ) годовой рост для таких типов добычи фторсодержащих газов должен продолжаться в будущем без дополнительного снижения ПГП и / или атмосферных утечек, их влияние на потепление вскоре может конкурировать с влиянием CO2 и CH4 которые имеют тенденцию к ежегодному росту менее 2%.

Регулирование фторсодержащих газов

Международный уровень

Хотя Монреальский протокол регулирует поэтапный отказ от ГХФУ, не существовало международного соглашения о регулировании ГФУ до конца 2016 года, когда было подписано Кигалийское соглашение в рамках Монреальского протокола, которое вводит обязательный поэтапный отказ от газов ХФУ. Продолжаются усилия по разработке глобального подхода к контролю над ГФУ. Совсем недавно это приняло форму декларации о поддержке глобального сокращения в рамках итогов конференции Организации Объединенных Наций по устойчивому развитию «Рио + 20».[5]

На уровне США

В Соединенных Штатах регулирование фторсодержащих газов находится в ведении Агентства по охране окружающей среды, которое в целом пытается бороться с парниковыми газами.[6] США выдвинули совместное предложение с Мексика и Федеративные Штаты Микронезии по сокращению использования ГФУ к 2030 году.

Регулирование на уровне ЕС

В целях борьбы с потенциальным воздействием фторсодержащих газов на глобальное потепление и в рамках ЕС Киотский протокол обязательств, в 2006 году Европейский Союз принял два законодательных акта, регулирующих их использование: Постановление о фторсодержащих газах (ЕС) № 842/2006 и Директива по мобильному кондиционированию воздуха Директива 2006/40 / EC. В Регламенте по фторсодержащим газам принят подход, основанный на локализации и улавливании фторсодержащих газов, а также налагающих обязательства по отчетности, обучению и маркировке тех, кто использует фторсодержащие газы.

26 сентября 2011 года Комиссия выпустила отчет о применении, последствиях и адекватности Регламента на основе результатов аналитического изучать он был заказан немецким институтом экологических исследований Öko-Recherche. Дальше изучать, проведенное Armines Center energétique et procédés и Energy Research Innovation Engineering (ERIE), показало, что сокращение выбросов до 60% может быть достигнуто за счет улучшения мер сдерживания и ускорения перехода с хладагентов с высоким ПГП на хладагенты с более низким ПГП.[7]

7 ноября 2012 года Европейская комиссия опубликовала предложение пересмотреть Регламент по фторсодержащим газам. В декабре 2013 года Европейский парламент и Совет ЕС согласовали текст новой редакции постановления, который применяется с 1 января 2015 года.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б «Индикаторы изменения климата - Концентрация парниковых газов в атмосфере - Рисунок 4». Агентство по охране окружающей среды США. Получено 2020-09-26.
  2. ^ Батлер Дж. И Монцка С. (2020). «Годовой индекс парниковых газов NOAA (AGGI)». NOAA Лаборатория глобального мониторинга / Исследовательские лаборатории системы Земля.
  3. ^ «Объем рынка хладагентов к 2025 году составит 30,37 миллиарда долларов / CAGR: 5,3%». Grand View Research. 2018-01-31.
  4. ^ Марк Уильямс (13 сентября 2020). «Рынок гексафторида серы процветает во всем мире в 2020-2027 годах». The Daily Chronicle.
  5. ^ «Будущее, которого мы хотим - Итоговый документ Конференции ООН по устойчивому развитию» (PDF). Объединенные Нации. 2012-06-22. п. 39.
  6. ^ "Выбросы парниковых газов". Epa.gov. Получено 2020-09-26.
  7. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2013-07-20. Получено 2013-01-14.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)

внешняя ссылка