Hvad vil erstatte klimaopvarmende HFC'er i køleskabe og klimaanlæg?

Det amerikanske senat stemte for at ratificere en international traktat den 21. september 2022 og slutte sig til 137 andre lande i at blive enige om at udfase en klasse af klimavarmende kemikalier, der er meget brugt som kølemidler i køleskabe, klimaanlæg og varmepumper.

Hvis du får en følelse af déjà vu, skal du ikke blive overrasket.

Disse kemikalier, kaldet hydrofluorcarboner eller HFC'er, blev kommercialiseret i 1990'erne som en erstatning for tidligere kølemidler, der var baseret på chlorfluorcarboner eller CFC'er. CFC'er ødelagde ozonlaget højt i jordens atmosfære, hvilket er afgørende for at beskytte liv mod solens skadelige ultraviolette stråling.

HFC'er er mindre skadelige end CFC'er, men de skaber et andet problem - de har en stærk varmefangende effekt, som bidrager til global opvarmning.

Hvis HFC'er kan nedtrappes globalt - som mange lande har aftalt at gøre under Kigali-tillægget fra 2016 til Montreal-protokollen, den traktat, der netop er ratificeret af det amerikanske senat ved en afstemning i to partier - ville det undgå en temperaturstigning på omkring en halv grad celsius sammenlignet med til præindustriel tid. Kina, en stor producent af disse kemikalier, ratificerede ændringen med virkning den 15. september 2021. Og det amerikanske miljøbeskyttelsesagentur færdiggjorde en regel i 2021 for at reducere produktionen og importen af ​​HFC'er.

Lad os se nærmere på, hvad HFC'er er, og hvad der kan erstatte dem næste gang.

Hvordan HFC'er holder lokaler og mad kølige

Køleskabe og aircondition bruger en teknologi kendt som en varmepumpe. Det lyder næsten mirakuløst – varmepumper bruger energi til at tage varme ud af et koldt sted og dumpe det et varmt sted.

Sådan fungerer et køleskab:En væske - CFC'er tilbage i gamle dage, og nu HFC'er - cirkulerer i køleskabets vægge og absorberer den omgivende varme for at holde køleskabet afkølet. Da væsken absorberer varmen, fordamper den. Den resulterende damp pumpes til spolerne på bagsiden af ​​køleskabet, hvor den kondenseres tilbage til en væske under tryk. I processen frigives den varme, der blev absorberet inde fra køleskabet, til det omgivende rum.

Klimaanlæg og varmepumper til hjemmet gør det samme:de bruger elektrisk drevne kompressorer og fordampere til at flytte varme ind i eller ud af et hus.

At vælge den rigtige væske til et køleskab betyder at finde et stof, der kan fordampes og kondenseres ved de rigtige temperaturer ved at ændre trykket på væsken.

CFC'er så ud til at passe perfekt. De reagerede ikke med slangerne eller kompressorerne for at korrodere udstyret, og de var ikke giftige eller brandfarlige.

Desværre viste den kemiske stabilitet af CFC'er sig at være et problem, der truede hele verden, som videnskabsmænd opdagede i 1980'erne. Lækkende CFC'er, hovedsagelig fra kasseret udstyr, forbliver i atmosfæren i lang tid. Til sidst kommer de til stratosfæren, hvor de til sidst bliver ødelagt af UV-stråling fra solen. Men når de nedbrydes, skaber de klor, der reagerer med den beskyttende ozon og slipper farlig stråling igennem til jordens overflade.

Da produktionen af ​​CFC'er blev elimineret i 1990'erne for at beskytte ozonlaget, blev der udviklet nye kølemidler, og industrien skiftede til HFC'er.

Hvorfor HFC'er er et klimaproblem

HFC'er er ligesom CFC'er, men meget mere reaktive i luften, så de når aldrig stratosfæren, hvor de kan skade Jordens beskyttende strålingsskjold. De reddede stort set verden fra en forestående ozonkatastrofe, og de findes nu i køleskabe og varmepumper overalt.

Men mens HFC'ers kemiske reaktivitet forhindrer dem i at nedbryde ozonlaget, giver deres molekylære struktur dem mulighed for at absorbere en masse termisk stråling, hvilket gør dem til en drivhusgas. Ligesom kuldioxid på steroider er HFC'er ekstremt gode til at fange infrarøde fotoner, der udsendes af Jorden. Noget af denne strålingsenergi opvarmer klimaet.

I modsætning til kuldioxid forbruges reaktive HFC'er af kemi i luften, så de opvarmer kun klimaet i et årti eller to. Men en lille smule rækker langt – hvert HFC-molekyle absorberer tusindvis af gange så meget varme som et carbondixoid-molekyle, hvilket gør dem til kraftige klimaforurenende stoffer.

HFC'er, der lækker fra kasseret køleudstyr, anslås at bidrage med omkring 4 % af de globale drivhusgasemissioner - omkring dobbelt så meget som luftfarten.

Dette er grunden til, at det er tid til at trække HFC'er ud og bytte dem ud med alternative kølemidler. De har gjort deres arbejde med at redde ozonlaget, men nu er HFC'er en væsentlig bidragyder til kortsigtet global opvarmning, og deres brug er steget, efterhånden som efterspørgslen efter køling stiger rundt om i verden.

Hvad kan erstatte HFC'er?

Fordi de er så kraftfulde og kortlivede, kan et standsning af produktionen og brugen af ​​HFC'er have en betydelig afkølende effekt på klimaet i løbet af de næste par årtier, hvilket tager tid, når verden konverterer sin energiforsyning fra fossile brændstoffer til renere kilder.

Den gode nyhed er, at der findes alternative kølemidler.

Ammoniak og kulbrinter som butan fordamper ved stuetemperatur og har været brugt som kølemidler siden begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Disse gasser er kortlivede, men de har en ulempe. Deres større reaktivitet betyder, at deres kompressorer og VVS skal være mere korrosionsbestandige og lækagesikre for at være sikre.

Den kemiske industri har udviklet nyere alternativer, der skal være sikrere for både mennesker og klima, men som vi så med CFC'er og HFC'er, kan inaktive kemikalier have utilsigtede konsekvenser. Adskillige industriledere har støttet bestræbelser på at udfase HFC'er.

Så det er tid til endnu en generation af køleudstyr. Ligesom tv'er og lydudstyr og pærer har udviklet sig gennem de seneste årtier, vil køleskabe og klimaanlæg blive erstattet af en ny bølge af forbedrede produkter. Nye køleskabe vil se ud og fungere ligesom dem, vi er vant til, men de vil være meget skånsommere for klimasystemet. + Udforsk yderligere

Hvordan oprensning af kølevæsker kan afkøle klimaet – hvorfor HFC'er bliver udfaset fra køleskabe og klimaanlæg

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.