Ugrás a tartalomhoz

Az éghajlatváltozás okai és következményei

Gelencsér András, Molnár Ágnes, Imre Kornélia (2012)

Pannon Egyetem

6.3 A halogénezett szénhidrogének (HCFC-k)

6.3 A halogénezett szénhidrogének (HCFC-k)

1981. és 1985. között kormányközi tárgyalások zajlottak az ózonkárosító anyagok kiváltására. Ezek eredményeképp jött létre 1987-ben a Montreali Jegyzőkönyv, amelyben számszerűsítették a termelés csökkentését, szabályozták az engedélyezett ózonréteg csökkentő anyagok (ODS, Ozone Depleting Substances) használatát. 1987-ben a jegyzőkönyvet aláíró országok vállalták, hogy freon-termelésüket 1998-ra a felére csökkentik. Az 1990-es módosított változat 2000-re már teljes tiltást írt elő. A halogénezett szénhidrogének gyártásának és használatának betiltása azonban számos gazdasági-társadalmi problémát vetett fel, hiszen ezek az anyagokat használták pl. a hűtőközegként, aeroszolban hajtógázként, szilárd csomagolóhabok gyártásánál, és oldószerként. Ezek kiváltására fejlesztették ki az ún. részben klórozott-fluorozott szénhidrogéneket, más néven hidrogénezett vagy lágy freonokat (HCFC-k). A freonokhoz hasonlóan ezeket is szénhidrogénekből állítják elő azzal a különbséggel, hogy míg a freonok minden hidrogénatomját klór vagy fluoratommal helyettesítik, a HCFC-k molekuláiban viszont a halogének mellett hidrogén is marad. A HCFC-k nagy mennyiségben egészségkárosító hatásúak, jelenlegi koncentrációjukban azonban semmilyen veszélyt nem jelentenek.

A részben klórozott-fluorozott szénhidrogének elsődleges felhasználási területe a habosítás. Az 1990-es évek végén ez tette ki a felhasznált HCFC mennyiségnek több mint felét, főként a HCFC-142b kódszámú vegyület formájában. Azóta ez az arány csökkent, mert a fejlett országokban újabb helyettesítő gázokat használnak erre a célra. A fejlődő országokban viszont továbbra is nő a felhasználása. Hűtőközegként való alkalmazásuk a teljes termelésnek csaknem felét adta 1999-ben. Erre a célra elsősorban HCFC-22-t, emellett HCFC-124-et és HCFC-142b-t használnak. Egyéb területei is vannak a HFCF-felhasználásnak, pl. oldószerként, hajtógázként és tűzoltásra is használják, de a többihez képest elhanyagolható mennyiségben.

Bár a HCFC-k a freonoknál kevesebb klórt tartalmaznak, nem teljesen veszélytelenek a sztatoszferikus ózonra. Az egyes anyagok ózonkárosító hatásának összehasonlítására vezették be az ún. ODP (Ozone Depleting Potential) értéket, amely a CFC-11-hez viszonyított ózonbontási képességet mutatja meg. A CFC-11 ODP értéke ennek megfelelően 1, és a többi halogénezett szénhidrogén ózonkárosító képessége is ekörül mozog, ODP-jük 0,6–1 között változik. A HCFC-k ózonbontási potenciálja ezzel szemben 0,01–0,1 közötti értékeket vesz fel, tehát lényegesen kisebb mértékben károsítják az ózonréteget a freonoknál. A teljesen halogénezett szénhidrogének használata azért is volt kiemelten veszélyes, mert ezek a vegyületek – természetes nyelő híján – lassan távoznak el a légkörből, tartózkodási idejük 50 év (CFC-11) és 1700 év (CFC-115) között változik. A részben klórozott-fluorozott szénhidrogének légköri tartózkodási ideje ennél jóval rövidebb, általában néhány év, legfeljebb 15–20 év, ezért kisebb a valószínűsége, hogy feljutnak a sztratoszférába és károsítják az ózonréteget. Ennek ellenére a HCFC-k nem jelentenek igazi megoldást, csak átmeneti helyettesítőkként jöhetnek szóba. További problémát jelent, hogy a HCFC-k – elődjeikhez hasonlóak – erős üvegházgázok. A különböző gázok melegítő hatásának összehasonlítását teszi lehetővé a GWP (Global Warming Potential), azaz a globális felmelegedési potenciál, amely megmutatja, hogy adott időszak (pl. 100 év) alatt milyen erős az adott gáz 1 kg-jának melegítő hatása ugyanilyen mennyiségű szén-dioxidhoz képest (6.2 táblázat).

6.2. táblázat - CFC és HCFC vegyületek becsült légköri tartózkodási ideje és a GWP (globális felmelegedési potenciál) értékük (Forrás: IPCC, 2007).


A HCFC-k 100 éves GWP-értékei alacsonyabbak a freonokénál, általában néhány 100 körüli értékek jellemzőek. Kiemelkedő viszont a HCFC-22 globális felmelegedési potenciálja (13,3 év), amely az egyik leggyakrabban használt HCFC.

A Montreali Jegyzőkönyv bevezetését követően a fejlődő országok hamar áttértek a helyettesítő gázok használatára, ennek köszönhetően 1989-től a századfordulóig a globális freonfelhasználás 87%-kal csökkent (6.4 ábra).

6.4. ábra - A freon felhasználás ütemének változása az 1950-es évektől (Rekacewicz, 2005).

A freon felhasználás ütemének változása az 1950-es évektől (Rekacewicz, 2005).


A fejlődő országokban ekkoriban tetőzés volt tapasztalható, de a korlátozások miatt ez is csökkenésbe váltott át. A HCFC-termelés ezzel egyidejűleg növekedett. 1992-ben és 1999-ben újabb egyezmények léptek érvénybe, amelyekben már a HCFC-k is szerepelnek. Európában 2000 óta új készülékekbe (pl. hűtőgépekbe) nem töltenek HCFC-t, 2010-ig még a szervizekben használják ezeket a gázokat, ezután az újrahasznosítás még öt évig engedélyezett. A fejlett országoknak 2004-re 35%-kal kellett csökkenteniük HCFC-fogyasztásukat, 2010-re 65%-os, 2015-re 90%-os csökkenést kell elérniük, 2020-ra pedig teljesen ki kell vonniuk ezeket a gázokat a forgalomból. A fejlődő országok 2016-ban kezdik majd meg a részben halogénezett szénhidrogének felhasználásának csökkentését, és 2040-ig kell beszüntetniük teljesen a felhasználást. A fejlődő országokban tehát továbbra is nő a freonokat helyettesítő részben klórozott-fluorozott szénhidrogének termelése. 1989. és 2000. között a globális HCFC-termelés és -fogyasztás kb. két és félszeresére nőtt. A kezdeti gyors növekedés után a korlátozások bevezetése miatt 1996. óta lelassult a növekedés üteme (6.5 ábra).

6.5. ábra - A fejlett és fejlődő országok által felhasznált freon vegyület mennyiségének alakulása az elmúlt 20 évben (Velders, 2009).

A fejlett és fejlődő országok által felhasznált freon vegyület mennyiségének alakulása az elmúlt 20 évben (Velders, 2009).


Ettől eltérő trendet mutatnak a fejlődő országok. Az említett időszakban Kína, India és Dél-Korea HCFC-fogyasztása több mint ötszörösére emelkedett, a termelés pedig harmincszorosára nőtt, Kína és India jelentős HCFC-exportőrökké váltak. A termelés és felhasználás mértéke szoros kapcsolatban áll a HCFC-k emissziójával. Használatuktól függően a különböző HCFC-k eltérő mennyiségben kerülnek a légkörbe. Egy 2006-os felmérés szerint az egyik leggyakrabban használt HCFC, a többnyire hűtőközegként alkalmazott HCFC-22 felhasznált mennyiségének 71%-a a légkörbe kerül. A másik gyakori vegyület, a HCFC-141b emissziós aránya ennél jóval kevesebb, 15%. Ez a két gáztípus adja a teljes HCFC-termelés 95–98%-át, a csoport többi tagja használat során 44%-ban emittálódik. A folyamatos felhasználás és viszonylag hosszú légköri tartózkodási idő miatt a részben klórozott-fluorozott szénhidrogének légköri koncentrációja folyamatosan nő. Jelenleg legnagyobb mennyiségben a HCFC-22 van jelen a légkörben, koncentrációja 2008-ban elérte a 175 ppt-t. Emellett a HCFC-141b és HCFC-142b is ppt-s nagyságrendben képviselteti magát, ezek mennyisége az elmúlt 15 évben megtöbbszöröződött.