สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกาได้สรุปกฎเพื่อเริ่มกำจัดสารเคมีที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารหล่อเย็นในตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ และปั๊มความร้อน
ถ้าแผนนั้นรู้สึกเหมือนเดจาวูก็ควร
สารเคมีเหล่านี้เรียกว่าไฮโดรฟลูออโรคาร์บอนหรือ HFCs มีจำหน่ายในท้องตลาดในช่วงทศวรรษ 1990 เพื่อทดแทนสารทำความเย็นรุ่นก่อนๆที่มีส่วนประกอบของคลอโรฟลูออโรคาร์บอนหรือซีเอฟซี CFCs กำลังทำลายชั้นโอโซนที่สูงในชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปกป้องชีวิตจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายของดวงอาทิตย์
สาร HFC มีอันตรายน้อยกว่าสาร CFC แต่ก็สร้างปัญหาอีกอย่างหนึ่ง นั่นคือ สาร HFC มี ผลในการดักจับความร้อนที่รุนแรงซึ่งส่งผลต่อภาวะโลกร้อน
หลายรัฐได้ประกาศแผนการเลิกใช้สาร HFC ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตอนนี้ EPA หลังจากการลงคะแนนในสภาคองเกรสในปี 2020 ได้กำหนดกฎระเบียบของรัฐบาลกลางเพื่อลดการผลิตและการนำเข้า HFC เริ่มในปี 2022 และตั้งเป้าที่จะลดการผลิตและการใช้งานลง 85% ภายใน 15 ปี
หากสามารถเลิกใช้สาร HFCs ได้ทั่วโลก เช่นเดียวกับที่หลายประเทศตกลงที่จะทำภายใต้การแก้ไข 2016 Kigali ต่อพิธีสารมอนทรีออล ซึ่งจะหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นประมาณครึ่งองศาเซลเซียสเมื่อเทียบกับยุคก่อนอุตสาหกรรม ประเทศจีนซึ่งเป็นผู้ผลิตสารเคมีรายใหญ่เหล่านี้ ให้สัตยาบันการแก้ไขโดยมีผลตั้งแต่วันที่ 15 กันยายน พ.ศ. 2564
มาดูกันดีกว่าว่าสาร HFC คืออะไรและอะไรจะทดแทนได้ต่อไป
HFCs ช่วยให้ห้องและอาหารเย็นได้อย่างไร
ตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่าปั๊มความร้อน ฟังดูเกือบจะมหัศจรรย์ทีเดียว – ปั๊มความร้อนใช้พลังงานเพื่อนำความร้อนออกจากที่เย็นและทิ้งในที่อุ่น
นี่คือวิธีการทำงานของตู้เย็นของเหลว – CFCs ย้อนกลับไปในสมัยก่อน และตอนนี้ HFCs – จะหมุนเวียนอยู่ในผนังของตู้เย็น โดยดูดซับความร้อนโดยรอบเพื่อให้ตู้เย็นเย็นลง เมื่อของเหลวนั้นดูดซับความร้อนก็จะระเหยไป ไอที่เกิดขึ้นจะถูกสูบไปที่ขดลวดที่ด้านหลังของตู้เย็น ซึ่งจะถูกควบแน่นกลับไปเป็นของเหลวภายใต้แรงดัน ในกระบวนการนี้ ความร้อนที่ดูดซับจากภายในตู้เย็นจะถูกปล่อยออกสู่ห้องโดยรอบ เครื่องปรับอากาศและปั๊มความร้อนสำหรับบ้านทำสิ่งเดียวกันได้อย่างแม่นยำ: ใช้คอมเพรสเซอร์และเครื่องระเหยแบบไฟฟ้าเพื่อถ่ายเทความร้อนเข้าหรือออกจากบ้าน
การเลือกของเหลวที่เหมาะสมสำหรับตู้เย็นหมายถึงการค้นหาสารที่สามารถระเหยและควบแน่นที่อุณหภูมิที่เหมาะสมได้โดยการเปลี่ยนความดันของของไหล
CFCs ดูเหมือนจะพอดีกับใบเรียกเก็บเงินอย่างสมบูรณ์ พวกเขาไม่ทำปฏิกิริยากับท่อหรือคอมเพรสเซอร์เพื่อกัดกร่อนอุปกรณ์ และไม่เป็นพิษหรือไวไฟ
น่าเสียดายที่ความคงตัวทางเคมีของสาร CFCs กลายเป็นปัญหาที่คุกคามคนทั้งโลก ตามที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบในทศวรรษ 1980 สารซีเอฟซีที่รั่วซึ่งส่วนใหญ่มาจากอุปกรณ์ที่ใช้แล้วทิ้งจะยังคงอยู่ในบรรยากาศเป็นเวลานาน ในที่สุดพวกเขาก็ไปถึงสตราโตสเฟียร์ซึ่งในที่สุดพวกเขาก็ถูกทำลายโดยรังสียูวีจากดวงอาทิตย์ แต่เมื่อมันสลายตัว พวกมันจะสร้างคลอรีนที่ทำปฏิกิริยากับโอโซนป้องกัน ปล่อยให้รังสีอันตรายผ่านสู่พื้นผิวโลก
เมื่อการผลิตสาร CFCs หมดไปในปี 1990 เพื่อปกป้องชั้นโอโซน สารทำความเย็นชนิดใหม่ก็ได้รับการพัฒนาและอุตสาหกรรมได้เปลี่ยนมาใช้สาร HFC
ทำไม HFCs ถึงเป็นปัญหาสภาพภูมิอากาศ
สาร HFC นั้นเหมือนกับสาร CFC แต่มีปฏิกิริยาในอากาศมากกว่า ดังนั้นพวกมันจะไม่มีวันไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อเกราะป้องกันรังสีของโลก พวกเขาส่วนใหญ่ช่วยโลกให้พ้นจากภัยพิบัติโอโซนที่กำลังจะเกิดขึ้น และปัจจุบันพบพวกมันในตู้เย็นและปั๊มความร้อนทุกที่
แต่ในขณะที่ ปฏิกิริยาเคมีของ HFCs ป้องกันไม่ให้ทำลายชั้นโอโซน โครงสร้างโมเลกุลของ HFC ช่วยให้ดูดซับรังสีความร้อนได้มาก ทำให้กลายเป็นก๊าซเรือนกระจก เช่นเดียวกับคาร์บอนไดออกไซด์ในสเตียรอยด์ HFCs สามารถจับโฟตอนอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากโลกได้ดีมาก พลังงานที่เปล่งประกายบางส่วนนี้ทำให้สภาพอากาศอบอุ่น
HFC แบบรีแอกทีฟต่างจาก CO2 ตรงที่สารเคมีในอากาศใช้ไป ดังนั้นพวกมันจึงทำให้สภาพอากาศอบอุ่นได้เพียง 1-2 ทศวรรษเท่านั้น แต่เพียงเล็กน้อยไปไกล – โมเลกุล HFC แต่ละโมเลกุลดูดซับความร้อนได้มากเป็นพันเท่าของโมเลกุล CO2 ทำให้พวกมันเป็นมลพิษทางสภาพอากาศที่ทรงพลัง
สาร HFC ที่ รั่วออกจากอุปกรณ์ทำความเย็นที่ถูกทิ้งนั้นคาดว่าจะมีส่วนทำให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกประมาณ 4% ซึ่งมากกว่าการบินถึงสองเท่า
นี่คือเหตุผลที่ถึงเวลาเลิกใช้สาร HFC และเปลี่ยนเป็นสารทำความเย็นทางเลือก พวกเขาได้ทำงานเพื่อรักษาชั้นโอโซนแล้ว แต่ตอนนี้ HFCs เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนในระยะสั้น และการใช้งานก็เพิ่มขึ้นตามความต้องการความเย็นที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก
สิ่งที่สามารถแทนที่ HFCs?
เนื่องจากสารเหล่านี้มีประสิทธิภาพและอายุสั้น การหยุดการผลิตและการใช้สาร HFC อาจส่งผลต่อการระบายความร้อนอย่างมีนัยสำคัญต่อสภาพอากาศในอีกสองสามทศวรรษข้างหน้า ซึ่งเป็นการซื้อเวลาในขณะที่โลกเปลี่ยนแหล่งพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลให้เป็นแหล่งที่สะอาดขึ้น
ข่าวดีก็คือมีสารทำความเย็นทางเลือก
แอมโมเนียและไฮโดรคาร์บอน เช่น บิวเทน ระเหยที่อุณหภูมิห้อง และถูกใช้เป็นสารทำความเย็นมาตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 ก๊าซเหล่านี้มีอายุสั้น แต่มีข้อเสีย ปฏิกิริยาที่มากขึ้นหมายถึงคอมเพรสเซอร์และท่อประปาต้องทนต่อการกัดกร่อนและป้องกันการรั่วซึมมากขึ้นจึงจะปลอดภัย
อุตสาหกรรมเคมีได้พัฒนาทางเลือกใหม่ๆ ขึ้นเพื่อให้ปลอดภัยต่อทั้งผู้คนและสภาพอากาศ แต่อย่างที่เราเห็นกับสาร CFC และ HFC สารเคมีเฉื่อยอาจมีผลที่ตามมาโดยไม่ได้ตั้งใจ ผู้นำในอุตสาหกรรมหลายคน สนับสนุนความพยายามในการเลิก ใช้สาร HFC
ถึงเวลาสำหรับอุปกรณ์ทำความเย็นรุ่นอื่นแล้ว เช่นเดียวกับที่ทีวี อุปกรณ์เครื่องเสียง และหลอดไฟของเรามีการพัฒนาตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา ตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศของเราจะถูกแทนที่ด้วยคลื่นลูกใหม่ของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการปรับปรุง ตู้เย็นใหม่จะมีรูปลักษณ์และใช้งานได้เหมือนที่เราคุ้นเคย แต่จะมีความอ่อนโยนต่อระบบสภาพอากาศมากกว่ามาก
