يصادق مجلس الشيوخ الأمريكي على معاهدة خفض غازات الهيدروفلوروكربون المسببة للاحتباس الحراري من الثلاجات ومكيفات الهواء – ولكن ما الذي سيحل محلها هذه المرة؟

صوت مجلس الشيوخ الأمريكي للتصديق على معاهدة دولية في 21 سبتمبر 2022 ، وانضم إلى 137 دولة أخرى في الموافقة على التخلص التدريجي من فئة من المواد الكيميائية المسببة للاحتباس الحراري التي تستخدم على نطاق واسع كمبردات في الثلاجات ومكيفات الهواء ومضخات الحرارة.

إذا كنت تشعر بالديجافو ، فلا تتفاجأ.

تم تسويق هذه المواد الكيميائية ، التي تسمى مركبات الكربون الهيدروفلورية ، أو مركبات الكربون الهيدروفلورية ، في التسعينيات كبديل لمبردات سابقة كانت تعتمد على مركبات الكربون الكلورية فلورية أو مركبات الكربون الكلورية فلورية. كانت مركبات الكلوروفلوروكربون تدمر طبقة الأوزون المرتفعة في الغلاف الجوي للأرض ، وهو أمر ضروري لحماية الحياة من أشعة الشمس فوق البنفسجية الضارة.

تعتبر مركبات الكربون الهيدروفلورية أقل ضرراً من مركبات الكربون الكلورية فلورية ، ولكنها تخلق مشكلة أخرى – لها تأثير قوي في حبس الحرارة يساهم في الاحتباس الحراري.

إذا كان بالإمكان التخلص التدريجي من مركبات الكربون الهيدروفلورية على مستوى العالم – كما وافقت العديد من البلدان على القيام به بموجب تعديل كيغالي لعام 2016 لبروتوكول مونتريال ، المعاهدة التي صدق عليها مجلس الشيوخ الأمريكي للتو في تصويت من الحزبين – من شأنها أن تتجنب ارتفاع درجة الحرارة بمقدار نصف درجة مئوية تقريبًا مقارنة إلى عصور ما قبل الصناعة. صدقت الصين ، وهي منتج رئيسي لهذه المواد الكيميائية ، على التعديل ساري المفعول في 15 سبتمبر 2021. وأكملت وكالة حماية البيئة الأمريكية قاعدة في عام 2021 لخفض إنتاج وواردات مركبات الكربون الهيدروفلورية.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على ماهية مركبات الكربون الهيدروفلورية وما قد يحل محلها بعد ذلك.

كيف تحافظ مركبات الكربون الهيدروفلورية على برودة الغرف والطعام

تستخدم الثلاجات وتكييف الهواء تقنية تُعرف باسم المضخة الحرارية. يبدو الأمر معجزة تقريبًا – تستخدم المضخات الحرارية الطاقة لإخراج الحرارة من مكان بارد وإلقاءها في مكان دافئ.

إليك كيفية عمل الثلاجة: سائل – مركبات الكربون الكلورية فلورية في الأيام الخوالي ، والآن مركبات الكربون الهيدروفلورية – يدور في جدران الثلاجة ، ويمتص الحرارة المحيطة للحفاظ على الثلاجة باردة. عندما يمتص هذا السائل الحرارة ، يتبخر. يتم ضخ البخار الناتج إلى الملفات الموجودة على ظهر الثلاجة ، حيث يتم تكثيفه مرة أخرى إلى سائل تحت الضغط. في هذه العملية ، يتم إطلاق الحرارة التي تم امتصاصها من داخل الثلاجة إلى الغرفة المحيطة.

تقوم مكيفات الهواء ومضخات الحرارة المنزلية بنفس الشيء: فهي تستخدم ضواغط ومبخرات تعمل بالطاقة الكهربائية لنقل الحرارة داخل المنزل أو خارجه.

يعني اختيار السائل المناسب للثلاجة العثور على مادة يمكن تبخيرها وتكثيفها في درجات الحرارة المناسبة عن طريق تغيير الضغط على السائل.

يبدو أن مركبات الكلوروفلوروكربون تناسب القانون تمامًا. لم تتفاعل مع الأنابيب أو الضواغط لتتسبب في تآكل المعدات ، ولم تكن سامة أو قابلة للاشتعال.

لسوء الحظ ، تبين أن الاستقرار الكيميائي لمركبات الكربون الكلورية فلورية يمثل مشكلة تهدد العالم بأسره ، كما اكتشف العلماء في الثمانينيات. إن مركبات الكربون الكلورية فلورية المتسربة ، ومعظمها من المعدات المهملة ، تبقى في الغلاف الجوي لفترة طويلة. في النهاية يشقون طريقهم إلى طبقة الستراتوسفير ، حيث يتم تدميرهم أخيرًا بواسطة الأشعة فوق البنفسجية من الشمس. ولكن عندما تتحلل ، فإنها تنتج الكلور الذي يتفاعل مع طبقة الأوزون الواقية ، مما يسمح بإشعاع خطير يصل إلى سطح الأرض.

عندما تم القضاء على إنتاج مركبات الكربون الكلورية فلورية في التسعينيات لحماية طبقة الأوزون ، تم تطوير مبردات جديدة وتحولت الصناعة إلى مركبات الكربون الهيدروفلورية.

لماذا تعتبر مركبات الكربون الهيدروفلورية مشكلة مناخية

مركبات الكربون الهيدروفلورية تشبه مركبات الكربون الكلورية فلورية ولكنها أكثر تفاعلًا في الهواء ، لذا فهي لا تصل أبدًا إلى طبقة الستراتوسفير حيث يمكن أن تلحق الضرر بالدرع الإشعاعي الواقي للأرض. لقد أنقذوا العالم إلى حد كبير من كارثة الأوزون الوشيكة ، وهم موجودون الآن في الثلاجات ومضخات الحرارة في كل مكان.

ولكن في حين أن التفاعل الكيميائي لمركبات الكربون الهيدروفلورية يمنعها من استنفاد طبقة الأوزون ، فإن تركيبها الجزيئي يسمح لها بامتصاص الكثير من الإشعاع الحراري ، مما يجعلها غازات دفيئة. مثل ثاني أكسيد الكربون الموجود على المنشطات ، فإن مركبات الكربون الهيدروفلورية جيدة للغاية في التقاط فوتونات الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأرض. بعض هذه الطاقة المشعة تعمل على تدفئة المناخ.

على عكس ثاني أكسيد الكربون ، يتم استهلاك مركبات الكربون الهيدروفلورية التفاعلية بواسطة الكيمياء في الهواء ، لذا فهي تعمل فقط على تدفئة المناخ لمدة عقد أو عقدين. لكن القليل يقطع شوطًا طويلاً – كل جزيء HFC يمتص آلاف المرات من الحرارة مثل جزيء ثاني أكسيد الكربون ، مما يجعلها ملوثات مناخية قوية.

يُقدَّر أن مركبات الكربون الهيدروفلورية المتسربة من معدات التبريد المتروكة تساهم بنحو 4٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية – أي ضعف ما يساهم به الطيران.

هذا هو السبب في أنه حان الوقت للتوقف عن استخدام مركبات الكربون الهيدروفلورية واستبدالها بمبردات بديلة. لقد قاموا بعملهم في إنقاذ طبقة الأوزون ، ولكن الآن تعد مركبات الكربون الهيدروفلورية مساهماً رئيسياً في ظاهرة الاحتباس الحراري على المدى القصير ، ويتزايد استخدامها مع زيادة الطلب على التبريد في جميع أنحاء العالم.

ما الذي يمكن أن يحل محل مركبات الكربون الهيدروفلورية؟

نظرًا لكونها قوية جدًا وقصيرة العمر ، فإن وقف إنتاج واستخدام مركبات الكربون الهيدروفلورية يمكن أن يكون له تأثير تبريد كبير على المناخ خلال العقدين المقبلين ، مما يوفر الوقت حيث يحول العالم إمدادات الطاقة من الوقود الأحفوري إلى مصادر أنظف.

النبأ السار هو أن هناك مبردات بديلة.

تتبخر الأمونيا والهيدروكربونات مثل البيوتان في درجة حرارة الغرفة وتستخدم كمبردات منذ أوائل القرن العشرين. هذه الغازات قصيرة العمر ، ولكن لها جانب سلبي. تعني تفاعلهم الأكبر أن ضواغط الهواء وأنظمة السباكة الخاصة بهم يجب أن تكون أكثر مقاومة للتآكل ومقاومة للتسرب لتكون آمنة.

تعمل الصناعة الكيميائية على تطوير بدائل جديدة تهدف إلى أن تكون أكثر أمانًا لكل من الناس والمناخ ، ولكن كما رأينا مع مركبات الكربون الكلورية فلورية ومركبات الكربون الهيدروفلورية ، يمكن أن يكون للمواد الكيميائية الخاملة عواقب غير مقصودة. دعم العديد من قادة الصناعة الجهود المبذولة للتخلص التدريجي من مركبات الكربون الهيدروفلورية.

لذا ، حان الوقت لجيل آخر من معدات التبريد. مثلما تطورت أجهزة التلفاز وأجهزة الصوت والمصابيح الكهربائية خلال العقود الماضية ، سيتم استبدال الثلاجات ومكيفات الهواء بموجة جديدة من المنتجات المحسنة. ستبدو الثلاجات الجديدة وتعمل تمامًا مثل تلك التي اعتدنا عليها ، لكنها ستكون ألطف بكثير على نظام المناخ.

هذا تحديث لمقال نُشر في الأصل في 4 مايو 2021 ، مع تصديق مجلس الشيوخ الأمريكي على تعديل كيغالي.