Gas fluorurati - Fluorinated gases

I gas fluorurati ( gas fluorurati ) sono gas prodotti dall'uomo che possono rimanere nell'atmosfera per secoli e contribuire a un effetto serra globale . Ne esistono quattro tipi: idrofluorocarburi (HFC), perfluorocarburi (PFC), esafluoruro di zolfo (SF 6 ) e trifluoruro di azoto (NF 3 ). Gli F-gas sono un sottogruppo dei gas alogenati , la maggior parte dei quali sono alocarburi che includono fluoro , ma non includono cloro, bromo o iodio.

Tipi di gas fluorurati

Crescita rapida della concentrazione atmosferica di SF 6 , NF 3 e diversi HFC e PFC ampiamente utilizzati tra gli anni 1978 e 2015 (grafico a destra). Nota la scala logaritmica.

I gas F più comuni sono gli idrofluorocarburi (HFC), che contengono idrogeno, fluoro e carbonio. Sono utilizzati in una moltitudine di applicazioni tra cui refrigerazione commerciale, refrigerazione industriale, sistemi di condizionamento dell'aria, apparecchiature per pompe di calore e come agenti espandenti per schiume, estintori, propellenti per aerosol e solventi. L'HFC-134a ( 1,1,1-trifluoroetano ) è cresciuto fino a diventare l'HFC più abbondante nell'atmosfera terrestre a partire dall'anno 2015.

I perfluorocarburi (PFC) sono i composti costituiti da fluoro e carbonio. Sono ampiamente utilizzati nell'industria elettronica, cosmetica e farmaceutica, nonché nella refrigerazione se combinati con altri gas. I PFC erano comunemente usati come estintori in passato e si trovano ancora nei vecchi sistemi di protezione antincendio. Sono anche un sottoprodotto del processo di fusione dell'alluminio . PFC-14 ( Tetrafluoruro di carbonio - CF 4 ) è cresciuto fino a diventare il PFC più abbondante nell'atmosfera terrestre a partire dall'anno 2015.

L'esafluoruro di zolfo (SF 6 ) viene utilizzato principalmente come gas di soppressione dell'arco e di isolamento. Si trova nei quadri ad alta tensione e viene utilizzato nella produzione di magnesio.

Trifluoruro di azoto (NF 3 ) viene utilizzato principalmente come agente di attacco per microelettronica fabbricazione .

Usa la cronologia

Gli HFC sono stati sviluppati negli anni '90 per sostituire sostanze come i clorofluorocarburi (CFC) e gli idroclorofluorocarburi (HCFC). Poiché si è scoperto che queste sostanze riducono lo strato di ozono , il Protocollo di Montreal ha iniziato a stabilire disposizioni per la loro graduale eliminazione a livello globale dopo la ratifica dell'accordo nel 1987.

PFC e SF 6 erano già in uso prima del protocollo di Montreal.

L' uso di NF 3 è cresciuto dagli anni '90 insieme alla rapida espansione dell'industria della fabbricazione della microelettronica.

Impatto ambientale dei gas fluorurati

Le crescite annuali dei contributi di forzante radiativa degli HFC atmosferici e degli HCFC hanno recentemente raggiunto un picco vicino al 10%, rispetto alla crescita più costante dell'1%-2% dei principali gas serra del ciclo del carbonio e dell'azoto.

I gas fluorurati sono rispettosi dell'ozono, consentono l'efficienza energetica e sono relativamente sicuri per l'uso da parte del pubblico grazie ai loro bassi livelli di tossicità e infiammabilità. Tuttavia, la maggior parte dei gas fluorurati ha un elevato potenziale di riscaldamento globale (GWP) e alcuni sono quasi inerti alla rimozione mediante processi chimici. Se rilasciati, gli HFC rimangono nell'atmosfera per decenni e sia i PFC che l'SF 6 possono rimanere nell'atmosfera per millenni.

La concentrazione atmosferica totale di F-gas, CFC e HCFC è cresciuta rapidamente dalla metà del ventesimo secolo; un momento che segna l'inizio della loro produzione e utilizzo su scala industriale. Come gruppo nell'anno 2019, questi gas artificiali innaturali sono responsabili di circa un decimo del forcing radiativo diretto da tutti i gas serra antropogenici di lunga durata.

I gas fluorurati sono utilizzati in una serie di applicazioni destinate alla mitigazione dei cambiamenti climatici , che possono generare ulteriori feedback positivi per il riscaldamento atmosferico. Ad esempio, i sistemi di refrigerazione e condizionamento dell'aria sono sempre più utilizzati dagli esseri umani all'interno di un ambiente riscaldato. Allo stesso modo, l'espansione delle infrastrutture elettriche, guidata dalle alternative ai combustibili fossili, ha portato a un aumento della domanda di SF 6 . Se le recenti tendenze di crescita annuale aggressiva (5% e CAGR maggiore ) per tali tipi di produzione di gas fluorurati dovessero continuare in futuro senza riduzioni complementari del GWP e/o perdite atmosferiche, la loro influenza sul riscaldamento potrebbe presto rivaleggiare con quella di CO 2 e CH 4 che tendono a una crescita annua inferiore a circa il 2%.

Regolazione dei gas fluorurati

Livello internazionale

Sebbene il protocollo di Montreal regoli l'eliminazione graduale degli HCFC, non vi era alcun accordo internazionale sulla regolamentazione degli HFC fino alla fine del 2016, quando è stato firmato l'accordo di Kigali nell'ambito del protocollo di Montreal, che ha imposto l'eliminazione graduale e obbligatoria dei gas CFC. Sono in corso sforzi per sviluppare un approccio globale per il controllo degli HFC. Più di recente, ciò ha assunto la forma di una dichiarazione di sostegno a una riduzione graduale globale nell'ambito dei risultati della Conferenza delle Nazioni Unite sullo sviluppo sostenibile "Rio+20".

livello USA

Negli Stati Uniti, la regolamentazione dei gas fluorurati rientra nell'autorità dei tentativi complessivi dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente di combattere i gas serra. Gli Stati Uniti hanno presentato una proposta congiunta con il Messico e gli Stati federati di Micronesia per l'eliminazione graduale degli HFC entro il 2030.

Regolamento a livello UE

Al fine di combattere i potenziali effetti del riscaldamento globale dei gas fluorurati, e come parte degli impegni del protocollo di Kyoto dell'UE , nel 2006 l'Unione europea ha approvato due atti legislativi che ne controllano l'uso: il regolamento sui gas fluorurati (CE) n. e la direttiva 2006/40/CE della direttiva sul condizionamento dell'aria mobile . Il regolamento sui gas fluorurati adotta un approccio basato sul contenimento e sul recupero dei gas fluorurati, oltre a imporre obblighi di comunicazione, formazione ed etichettatura a coloro che utilizzano gas fluorurati.

Il 26 settembre 2011 la Commissione ha pubblicato una relazione sull'applicazione, gli effetti e l'adeguatezza del regolamento, attingendo ai risultati di uno studio analitico commissionato all'istituto di ricerca ambientale tedesco Öko-Recherche. Un ulteriore studio , condotto dall'Armines Centre energétique et procédés e da Energy Research Innovation Engineering (ERIE) ha rilevato che è possibile ottenere riduzioni delle emissioni fino al 60% migliorando le misure di contenimento e accelerando il passaggio dai refrigeranti ad alto GWP a quelli con GWP inferiore .

Il 7 novembre 2012 la Commissione Europea ha pubblicato la proposta di revisione del Regolamento F-gas. Nel dicembre 2013, il Parlamento europeo e il Consiglio dell'UE hanno concordato il testo del regolamento rivisto , che sarà applicato dal 1° gennaio 2015.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno