hypothetische vraag: je hebt hartzeer over de opwarming van de aarde, dus je hebt net $25.000 betaald om een zonnestelsel op het dak van je huis te zetten. Hoe reageer je op het nieuws dat het werd vervaardigd met een chemische stof die 17.000 keer sterker is dan kooldioxide als oorzaak van de opwarming van de aarde?het klinkt misschien als iemands idee van een slechte grap., Maar vorige maand meldde een studie van het Scripps Institution of Oceanography dat stikstoftrifluoride (NF3), met een aardopwarmingsvermogen van 17.000, nu aanwezig is in de atmosfeer op vier keer het verwachte niveau en snel stijgt. Het gebruik van NF3 groeit momenteel, voor producten van computerchips en flats-screen lcd ‘ s tot dunne-film zonne-fotovoltaïek, een economisch en steeds populairder formaat voor zonne-energie.bovendien is het Protocol van Kyoto, dat een half dozijn broeikasgassen beperkt, niet van toepassing op NF3., Het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering noemt het nu als een van de vijf grote nieuwe broeikasgassen die waarschijnlijk zullen worden opgenomen in de volgende fase van de regulering van de opwarming van de aarde, na 2012. En hoewel dat geruststellend kan zijn, suggereert het ook het ingewikkelde karakter van het probleem van de opwarming van de aarde.in feite was NF3 populair geworden als een manier om de opwarming van de aarde te verminderen. De U. S. Environmental Protection Agency begon actief het gebruik van NF3 aan te moedigen in de jaren 1990, als de beste oplossing voor een wijdverbreid probleem bij het maken van de componenten voor alles, van mobiele telefoons tot laptops., Fabrikanten in de elektronica-industrie gebruiken allemaal een vacuümkamer om ingewikkelde circuits te etsen en een dunne laag chemische damp op het oppervlak van een product af te zetten. Een deel van de damp bouwt in plaats daarvan onvermijdelijk op als glazige crud op het interieur van de kamer.Irvine onderzoekers merkten op dat NF3 een van de meest krachtige broeikasgassen is die bekend is en 550 jaar in de atmosfeer aanwezig blijft.
om die laag vuil uit elkaar te scheuren en de vacuümkamer schoon te maken, gebruikten de fabrikanten krachtige gefluoreerde broeikasgassen., De gebruikelijke keuze, hexafluorethaan, of C2F6 klinkt beter op het eerste dan NF3. In termen van opwarming van de aarde, is het slechts ongeveer 12.000 keer erger dan kooldioxide. Maar C2F6 is moeilijk af te breken, en ongeveer 60 procent van wat in de vacuümkamer gaat, komt in de atmosfeer terecht. Met NF3, schattingen gesuggereerd dat onder optimale omstandigheden, ruwweg 98 procent van wat gaat in de vacuümkamer wordt vernietigd daar.,toen de halfgeleiderindustrie een vrijwillig partnerschap met de EPA aankondigde om de uitstoot van broeikasgassen tussen 1999 en 2010 met 10 procent te verminderen ten opzichte van het niveau van 1995, werd NF3 de vervangingstechnologie bij uitstek. Makers van flat-screen displays kondigde al snel een soortgelijk programma. In 2002 gaf de EPA een Klimaatbeschermingsprijs aan de grootste NF3-producent, Air Products and Chemicals Inc., voor zijn werk bij het verminderen van emissies.afgelopen zomer trok een paper met de titel NF3″ the greenhouse gas missing from Kyoto” veel aandacht in de pers. Coauteurs Michael J., Prather en Juno Hsu van de Universiteit van Californië in Irvine opgemerkt dat NF3 is een van de meest krachtige broeikasgassen bekend en blijft in de atmosfeer voor 550 jaar.maar in de jaren negentig, toen het Kyoto-Protocol werd onderhandeld, was NF3 een nicheproduct met een onbekend aardopwarmingsvermogen (GWP). Dus werd NF3 weggelaten, wat betekent dat de industrie geen verplichting heeft om emissies bij te houden, of zelfs om te rapporteren hoeveel NF3 daadwerkelijk wordt geproduceerd.dat liet ruimte voor wat voelde om te Prather als een ” flimflam.,”In een interview met Yale Environment 360 schatte hij dat 20 of 30 procent van de totale NF3 — productie in de atmosfeer terechtkomt-niet de twee procent die de industrie leek te suggereren. Hij en Hsu gekarakteriseerd Air Products, dezelfde NF3 producent die de EPA had geëerd, als het produceren van de jaarlijkse opwarming van de aarde equivalent van een van ‘ s werelds grootste kolengestookte elektriciteitscentrales.
volgens een nieuw rapport is NF3 nu aanwezig in de atmosfeer op vier keer de verwachte hoeveelheid, met atmosferische concentraties stijgen met 11 procent per jaar.,
een nieuw artikel, gepubliceerd in Geophysical Research Letters in oktober, vulde hiaten in deze sombere foto — en dreigde het NF3-emissiesucces om te zetten in een public relations ramp. Ray Weiss en zijn onderzoeksteam van het Scripps Institution of Oceanography rapporteerden dat NF3 nu in de atmosfeer aanwezig is met vier keer de verwachte hoeveelheid, met atmosferische concentraties die met 11 procent per jaar stijgen. Uitgaande van jaarlijkse productieschattingen van 4.000 ton, dacht Weiss dat ongeveer 16 procent van de huidige productie in de atmosfeer terechtkomt.,Corning Painter, een vicepresident bij Air Products, prees het Weiss-artikel, maar stelde dat” in termen van orde van grootte de aantallen relatief dicht bij eerdere schattingen liggen”. In een brief aan New Scientist magazine deze zomer, Painter had leek te geven de indruk dat de totale emissies waren in de twee procent bereik. “Meer dan 20 jaar onderzoek en werk met onze klanten blijkt dat minder dan 2 procent van NF3 wordt vrijgegeven in de atmosfeer,” schreef hij.,maar in een interview met Yale Environment 360, Painter zei Air Products heeft een twee procent uitstoot tarief alleen in de productie en verpakking van het gas, hoewel hij zei dat het tarief blijft dalen. Hij zei global NF3 productie is eigenlijk 7.300 ton per jaar. Gezien Weiss ‘ cijfers voor atmosferische concentraties, zei hij, dat zou vertalen naar een totale uitstoot dichter bij 8 procent, met inbegrip van de productie, transport, en eindgebruik.
het verkrijgen van de geadverteerde resultaten met NF3 hing altijd af van een dure nieuwe technologie, genaamd Remote plasma cleaning., Het breekt het gas in een externe container en injecteert vervolgens het actieve ingrediënt fluor, samen met stikstof, in de vacuümkamer. Met de optimale configuratie vernietigt het proces bijna alle NF3. Grotere bedrijven maakten de overstap naar plasmareiniging op afstand toen ze overschakelden op nieuwere fabricagegereedschappen, vaak tegen grote kosten. “Je hoort jongens zeggen:’ Ik ben van een Hummer naar een Prius gegaan. Ik heb voldaan aan al mijn vrijwillige verplichtingen,'” zei Painter.
maar andere bedrijven bleven met oudere tools zitten, gewoon c2f6 vervangen door NF3., Deze Band-Aid aanpak laat nog steeds ongeveer 20 procent van de NF3 in de atmosfeer. Painter betoogde dat de worstelende economie fabrikanten zal dwingen om deze minder efficiënte productielijnen te sluiten, waardoor de totale uitstoot wordt verminderd. Maar in oktober schatten wereldwijde Industrieanalisten dat de NF3-productie de komende vier jaar zal toenemen tot bijna 20.000 ton, vanwege de groeiende vraag in de elektronica-industrie.bovendien garandeert zelfs de nieuwste apparatuur niet dat een bedrijf de optimale emissieniveaus zal bereiken — bijvoorbeeld in de zonnecelindustrie., Amorf silicium dunne-film zonne-fotovoltaïsche cellen, vervaardigd met behulp van NF3, zijn iets minder efficiënt dan kristallijne silicium zonnecellen, de dominante technologie. Maar ze zijn goedkoper te produceren en zullen naar verwachting een snel groeiend aandeel van de zonne-energiemarkt leveren, voor zowel grootschalige als huishoudelijke toepassingen.omdat dunne film een nieuwe technologie is, gebruiken fabrikanten over het algemeen de nieuwste apparatuur. Maar een deskundige bron, die vroeg om ongeïdentificeerd te blijven, bezocht onlangs dunne-film zonne-onderzoekers in Azië. “Ze waren niet op de hoogte van de NF3 kwestie., Ze gebruikten een plasma op afstand, maar ze gebruikten ook nogal wat NF3. Ze waren er niet zeker van dat ze het goed hadden opgezet voor 98 procent vernietiging. Het was niet echt op hun radar.”de bottom line, zei UC Irvine Prather, is dat” de industrie echt niet kan worden vertrouwd voor zelfregulering. We zullen de omvang van het probleem niet kennen totdat we eerlijke, wettelijk verplichte rapportage hebben.”De andere belangrijke les uit de NF3-zaak, volgens Scripps’ Weiss, is dat de bottom-up metingen vereist door sommige global warming regulations zijn niet genoeg., Uitzoeken hoeveel methaan een koe produceert, dan de koeien optellen, geeft je misschien niet de waarheid als het gaat om de opwarming van de aarde. “Je moet van boven naar beneden meten, en zien wat er daadwerkelijk de lucht in gaat.er bestaat al een praktisch alternatief voor NF3. Volgens Paul Stockman van Linde Gas uit München heeft fluor geen aardopwarmingsvermogen en geen atmosferische levensduur. Maar het is ook zeer giftig en reactief. Dus in plaats van te worden verzonden in flessen zoals NF3, moet het worden gegenereerd op locatie met behulp van speciale apparatuur., Stockman, wiens bedrijf produceert NF3, zei fluor zal essentieel worden in dunne-film zonne-productie, omdat snellere reinigingstijden betekenen een aanzienlijke verhoging van de productiviteit.ondertussen zegt Air Products dat het het toevoegen van NF3 aan de lijst van gereguleerde broeikasgassen in de tweede verbintenisperiode van het Kyoto-Protocol, te beginnen in 2012, ondersteunt. Maar Prather is van mening dat de industrie eerlijker moet zijn over de productie en uitstoot van NF3 voor die tijd. Zonnecellen zijn net als elk ander product, zei hij, omdat het productieproces een voetafdruk heeft van de opwarming van de aarde., Maar zonne-kopers zijn waarschijnlijk vooral bezorgd over de grootte van die voetafdruk — en niet zo blij om erachter te komen dat wat ze dachten dat een Prius is eigenlijk gewoon een Hummer aan de binnenkant.