Domanda ipotetica: Sei malato di riscaldamento globale, quindi hai appena pagato $25.000 per mettere un sistema solare sul tetto della tua casa. Come reagisci alla notizia che è stato fabbricato con una sostanza chimica che è 17.000 volte più forte dell’anidride carbonica come causa del riscaldamento globale?
Può sembrare l’idea di qualcuno di un brutto scherzo., Ma il mese scorso, uno studio della Scripps Institution of Oceanography ha riferito che il trifluoruro di azoto (NF3), con un potenziale di riscaldamento globale di 17.000, è ora presente nell’atmosfera a quattro volte il livello previsto e in rapido aumento. L’uso di NF3 è attualmente in piena espansione, per i prodotti da chip per computer e LCD a schermo piatto al fotovoltaico solare a film sottile, un formato di energia solare economico e sempre più popolare.
Inoltre, il Protocollo di Kyoto, che limita una mezza dozzina di gas a effetto serra, non copre NF3., La Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici ora lo elenca tra i cinque principali nuovi gas serra che potrebbero essere inclusi nella prossima fase della regolamentazione del riscaldamento globale, dopo il 2012. E mentre questo può essere rassicurante, suggerisce anche il carattere complicato del problema del riscaldamento globale.
Infatti, NF3 era diventato popolare in gran parte come un modo per ridurre il riscaldamento globale. La U. S. Environmental Protection Agency ha iniziato attivamente incoraggiando l’uso di NF3 nel 1990, come la migliore soluzione ad un problema diffuso nel rendere i componenti per tutto, dai telefoni cellulari ai computer portatili., I produttori dell’industria elettronica utilizzano tutti una camera a vuoto per incidere circuiti intricati e per depositare un sottile strato di vapore chimico sulla superficie di un prodotto. Alcuni dei vapori inevitabilmente si accumula invece come crud vetroso all’interno della camera.
I ricercatori di UC Irvine hanno notato che l’NF3 è uno dei gas serra più potenti conosciuti e persiste nell’atmosfera per 550 anni.
Per strappare lo strato di crud e pulire la camera a vuoto, i produttori utilizzavano potenti gas fluorurati a effetto serra., La scelta usuale, esafluoretano, o C2F6 suona meglio in un primo momento di NF3. In termini di riscaldamento globale, è solo circa 12.000 volte peggio dell’anidride carbonica. Ma C2F6 è difficile da abbattere, e circa il 60 per cento di ciò che va nella camera a vuoto finisce nell’atmosfera. Con NF3, le stime hanno suggerito che in condizioni ottimali, circa il 98% di ciò che entra nella camera a vuoto viene distrutto lì.,
Così, quando l’industria dei semiconduttori ha annunciato una partnership volontaria con l’EPA per ridurre le emissioni di gas serra del 10 per cento dai livelli del 1995 tra il 1999 e il 2010, NF3 è diventato la tecnologia di sostituzione di scelta. I produttori di schermi piatti hanno presto annunciato un programma simile. Nel 2002, l’EPA ha assegnato un premio per la protezione del clima al più grande produttore di NF3, Air Products and Chemicals Inc, con sede in Pennsylvania., per il suo lavoro nella riduzione delle emissioni.
Poi la scorsa estate, un documento che chiama NF3 “il gas serra mancante da Kyoto” ha attirato l’attenzione della stampa diffusa. Coautori Michael J., Prather e Juno Hsu dell’Università della California a Irvine hanno notato che NF3 è uno dei gas serra più potenti conosciuti e persiste nell’atmosfera per 550 anni.
Ma nel 1990, quando il protocollo di Kyoto era in fase di negoziazione, NF3 era un prodotto di nicchia di potenziale di riscaldamento globale sconosciuto (GWP). Quindi NF3 è stato escluso, il che significa che non è richiesto all’industria di monitorare le emissioni, o addirittura di segnalare la quantità di NF3 effettivamente prodotta.
Che ha lasciato spazio a ciò che si sentiva di Prather come un “flimflam.,”In un’intervista con Yale Environment 360, ha stimato che il 20 o il 30 percento della produzione totale di NF3 finisce nell’atmosfera — non il due percento dell’industria sembrava suggerire. Lui e Hsu hanno caratterizzato Air Products, lo stesso produttore di NF3 che l’EPA aveva onorato, producendo l’equivalente annuale di riscaldamento globale di una delle più grandi centrali elettriche a carbone del mondo.
Secondo un nuovo rapporto, NF3 è ora presente nell’atmosfera a quattro volte la quantità prevista, con concentrazioni atmosferiche in aumento 11 per cento all’anno.,
Un nuovo documento, pubblicato su Geophysical Research Letters in ottobre, ha colmato le lacune in questo quadro cupo e ha minacciato di trasformare la storia di successo delle emissioni di NF3 in un disastro di pubbliche relazioni. Ray Weiss e il suo team di ricerca presso la Scripps Institution of Oceanography hanno riferito che NF3 è ora presente nell’atmosfera a quattro volte la quantità prevista, con concentrazioni atmosferiche in aumento 11 per cento all’anno. Lavorando da stime di produzione annuale di 4.000 tonnellate, Weiss ha calcolato che circa il 16% della produzione attuale sta finendo nell’atmosfera.,
Corning Painter, vicepresidente di Air Products, ha elogiato la carta Weiss ma ha sostenuto che “in termini di ordine di grandezza i numeri sono relativamente vicini” alle stime precedenti. In una lettera alla rivista New Scientist questa estate, Painter sembrava dare l’impressione che le emissioni complessive fossero nell’intervallo del due per cento. “Più di 20 anni di ricerca e lavoro con i nostri clienti rileva che meno del 2% di NF3 viene rilasciato nell’atmosfera”, ha scritto.,
Ma in un’intervista con Yale Environment 360, Painter ha detto Air Products ha un tasso di emissioni del due per cento solo nella produzione e confezionamento del gas, anche se ha detto che il tasso continua a scendere. Ha detto che la produzione globale di NF3 è in realtà 7.300 tonnellate all’anno. Date le cifre di Weiss per le concentrazioni atmosferiche, ha detto, ciò si tradurrebbe in un tasso di emissioni complessivo più vicino all ‘ 8%, tra cui produzione, trasporto e uso finale.
Ottenere i risultati pubblicizzati con NF3 sempre incernierato su una nuova tecnologia costosa chiamata pulizia plasma remoto., Rompe il gas in un contenitore remoto, quindi inietta il principio attivo, il fluoro, insieme all’azoto, nella camera a vuoto. Con la configurazione ottimale, il processo distrugge quasi tutto l’NF3. Le aziende più grandi hanno apportato la modifica alla pulizia del plasma a distanza quando sono passate a strumenti di fabbricazione più recenti, spesso a grandi spese. “Puoi sentire i ragazzi dire:’ Sono passato da un Hummer a una Prius. Ho incontrato tutti i miei impegni volontari”, ha detto Painter.
Ma altre aziende bloccato con strumenti più vecchi, semplicemente sostituendo C2F6 con NF3., Questo approccio Cerotto rilascia ancora circa il 20 per cento del NF3 nell’atmosfera. Painter ha sostenuto che l’economia in difficoltà costringerà i produttori a chiudere queste linee di produzione meno efficienti, riducendo le emissioni complessive. Ma a ottobre, gli analisti del settore globale hanno stimato che nei prossimi quattro anni la produzione di NF3 aumenterà a quasi 20.000 tonnellate, a causa della crescente domanda nel settore dell’elettronica.
Inoltre, anche le apparecchiature più recenti non garantiscono che un’azienda raggiunga i tassi di emissioni ottimali, ad esempio nel settore delle celle solari., Le celle fotovoltaiche solari a film sottile in silicio amorfo, prodotte utilizzando NF3, sono leggermente meno efficienti delle celle solari in silicio cristallino, la tecnologia dominante. Ma sono più economici da produrre e dovrebbero fornire una quota in rapida crescita del mercato solare, sia per applicazioni su larga scala che domestiche.
Poiché il film sottile è una nuova tecnologia, i produttori utilizzano generalmente le più moderne attrezzature. Ma una fonte esperta, che ha chiesto di rimanere non identificato, ha recentemente visitato ricercatori solari a film sottile in Asia. “Non erano a conoscenza del problema NF3., Stavano usando un plasma remoto, ma stavano anche usando un bel po ‘ di NF3. Non erano sicuri di averlo impostato per la distruzione del 98%. Non era sul loro radar.”
La linea di fondo, ha detto Prather di UC Irvine, è che ” l’industria non può davvero essere attendibile per l’autoregolamentazione.”Non sapremo l’entità del problema “fino a quando non avremo rapporti onesti e legalmente richiesti.” L’altra lezione importante del caso NF3, secondo Weiss di Scripps, è che le misurazioni bottom-up richieste da alcune normative sul riscaldamento globale non sono sufficienti., Capire quanto metano produce una mucca, quindi sommando le mucche, potrebbe non darti la verità quando si tratta di riscaldamento globale. “Devi misurare dall’alto verso il basso e vedere cosa sta effettivamente andando in aria.”
Esiste già un’alternativa pratica a NF3. Secondo Paul Stockman di Linde Gas con sede a Monaco, il fluoro ha zero potenziale di riscaldamento globale e nessuna durata atmosferica. Ma è anche altamente tossico e reattivo. Quindi, invece di essere spedito in bottiglie come NF3, deve essere generato in loco utilizzando attrezzature speciali., Stockman, la cui azienda produce NF3, ha affermato che il fluoro diventerà essenziale nella produzione di pannelli solari a film sottile, perché tempi di pulizia più rapidi significano un notevole aumento della produttività.
Nel frattempo, Air Products afferma di supportare l’aggiunta di NF3 all’elenco dei gas serra regolamentati nel secondo periodo di impegno del Protocollo di Kyoto, a partire dal 2012. Ma Prather crede che l’industria debba essere più onesta sulla produzione e le emissioni di NF3 prima di allora. Le celle solari sono come qualsiasi altro prodotto, ha detto, in quanto il processo di produzione ha un’impronta di riscaldamento globale., Ma gli acquirenti solari sono suscettibili di essere particolarmente interessati con le dimensioni di tale impronta — e non così contento di scoprire che quello che pensavano fosse una Prius è in realtà solo un Hummer al suo interno.