没人知道的温室气体

当工业开始在高科技制造中使用NF3时,被誉为与全球变暖的一种方式。但新的研究表明,这种气体有17,000倍的二氧化碳的温暖潜力,在大气中迅速增加,这是将环境成功的故事转变为公共关系灾难。

假设:你为全球变暖感到难过,所以你刚刚花了25000美元在你的屋顶上安装了一个太阳能系统。当你得知它是用比二氧化碳强17000倍的化学物质制造的,而这种化学物质是造成全球变暖的原因时,你是如何回应的?

它可能听起来像是有人对一个糟糕的笑话的想法。但上个月,Scripps海洋学机构的一项研究报告说,具有17,000的全球变暖潜力的氮素三氟化(NF3)现在存在于预期水平的四倍的四倍之内,并且迅速上升。使用NF3目前正在蓬勃发展,用于从电脑芯片和平面屏幕LCD到薄膜太阳能光伏的产品,经济且越来越受欢迎的太阳能格式。

此外,京都协议限制了六个温室气体,不覆盖NF3。“联合国气候变化框架公约”现在列出了在2012年之后的下一阶段的五个主要的新温室气体中,虽然这可能是令人放心的,但它也表明了全球变暖的复杂性质问题。

事实上,NF3很大程度上是减少全球变暖的一种方式。美国环境保护局开始积极鼓励在20世纪90年代使用NF3,作为广泛问题的最佳解决方案,使得从手机到笔记本电脑的所有内容。电子工业的制造商都使用真空室来蚀刻复杂的电路,并在产品表面上沉积薄的化学蒸气层。一些蒸汽不可避免地建立起来,而是在室内内部的玻璃杯。

UC Irvine研究人员指出,NF3是最有效的温室气体之一,在大气中持续550年。

撕裂该层的混蛋并清洁真空室,制造商正在使用强大的氟化温室气体。通常的选择,六氟乙烷或C2F6起初比NF3更好。在全球变暖术语中,它差不比二氧化碳差约12,000倍。但C2F6难以分解,大约60%进入真空室最终在大气中。凭借NF3,估计表明,在最佳条件下,大约98%的真空室被摧毁在那里。

因此,当半导体行业宣布与美国环保署自愿合作,在1999年至2010年间将温室气体排放量从1995年的水平减少10%时,NF3成为了替代技术的选择。平板显示器制造商很快就宣布了类似的计划。2002年,美国环境保护署(EPA)将气候保护奖授予了最大的NF3生产商、总部位于宾夕法尼亚州的空气产品与化学品公司(Air Products and Chemicals Inc.),以表彰其在减少排放方面的工作。

去年夏天,一篇称NF3为“京都议定书中缺失的温室气体”的论文引起了媒体的广泛关注。作者之一,来自加州大学欧文分校的Michael J. Prather和Juno Hsu指出,NF3是已知的最强大的温室气体之一,在大气中存在了550年。

但在20世纪90年代,京都议定书正在谈判时,NF3是全球变暖潜力未知的利基产物(GWP)。[在计算GWP时,二氧化碳是基本单元,具有一个GWP。对于其他气体,科学家们测量红外吸收,吸收波长的光谱位置,以及气体的大气寿命,以确定其相对于二氧化碳的全球变暖效果。]因此NF3被遗漏,这意味着没有对行业进行追踪的要求排放,甚至报告实际产生了多少NF3。

那个留下了像“Flimflam”的毛毡的东西。在接受采访中耶鲁环境360.他估计,总NF3产量的20%或30%最终进入了大气——而不是工业界所暗示的2%。他和许先生认为,空气产品公司每年产生的全球变暖量相当于世界上最大的燃煤电厂之一。

根据一份新报告,NF3现在存在于大气中,预期金额的四倍,大气浓度每年增加11%。

一份新论文,10月份在地球物理研究信中发表,填补了这个魅力的画面 - 并威胁要将NF3排放成功的故事转变为公共关系灾难。Scripps海洋学机构的Ray Weiss及其研究团队报告说,NF3现在存在于大气中,预期金额的四倍,大气浓度每年11%上升。从年度生产估计工作4,000公吨,Weiss认为大约16%的目前的产量在大气中最终结束。

空气产品公司(Air Products)的副总裁康宁画家(Corning Painter)称赞了韦斯的论文,但他认为,“就数量级而言,这些数字相对接近”早期的估计。在写给新科学家杂志今年夏天,画家似乎给人一种印象,即整体排放量在两个百分之下。“20多年的研究和与客户合作发现,不到2%的NF3被释放到大气中,”他写道。

但在一次采访中耶鲁环境360.,画家说,空气产品有两倍的排放率,虽然他说速度继续下降。他表示,全球NF3生产实际上每年7,300吨。鉴于Weiss的大气浓度的数据,他说,这将转化为更接近8%的整体排放率,包括制造,运输和最终用途。

通过NF3获取广告结果始终铰接昂贵的新技术,称为远程等离子清洁。它在远程容器中分解了气体,然后将活性成分,氟与氮气一起注入真空室中。通过最佳配置,该过程几乎破坏了所有NF3。当它们转换为更新的制造工具时,更大的公司将更改远程等离子清洁,通常以巨大的费用。“你可以听到家伙说,'我从悍马到普锐斯。我遇到了我所有的自愿承诺,“”画家说。

但其他公司困扰着旧工具,只需用NF3更换C2F6。这种带辅助方法仍然将约20%的NF3释放到大气中。画家认为,斗争的经济将迫使制造商关闭这些较低的效率生产线,减少整体排放。但在10月份,全球产业分析师估计,由于电子行业的需求不断增长,未来四年的生产率将增加至20,000吨。

此外,即使是最新的设备也不保证公司将实现最佳排放率 - 例如,在太阳能电池行业中。使用NF3制造的非晶硅薄膜太阳能光伏电池比晶体硅太阳能电池略低于晶体硅太阳能电池略低。但它们更便宜地生产和预期,为大型和国内应用提供太阳能市场的迅速增加。

因为薄膜是一种新技术,厂商一般使用最新的设备。但是,被要求保持身份不明的知识渊博的来源最近访问过亚洲的薄膜太阳能研究人员。“他们没有意识到NF3问题。他们使用远程等离子体,但它们也使用了相当多的NF3。他们不确定他们是否已经为98%的销毁设置了。这不是真的在他们的雷达上。“

底线说,UC IRVINE的PROTHER,是“行业真的无法信任自我监管”。我们不会知道问题的程度“直到我们诚实,合法地报告。”根据Scripps的Weiss的说法,来自NF3案例的其他重要课程是,一些全球变暖法规所要求的自下而上的测量是不够的。弄清楚母牛产生多少甲烷,然后加入奶牛,可能不会在全球变暖时给予你的原因。“你必须从上下衡量,看看实际进入空气。”

NF3已经存在的实际替代方案已经存在。据慕尼黑的林德气体保罗·斯托克斯介绍,氟具有零全球变暖潜力,无大气寿命。但它也具有高度毒性和反应性。因此,它不得在像NF3这样的瓶子中运送,而是必须使用特殊设备在现场生成。本公司制造NF3表示氟氨酸的股票将在薄膜太阳能制造中成为必需的,因为更快的清洁时间意味着生产率的实质性提升。

与此同时,空气产品公司表示,它支持在2012年开始的《京都议定书》第二承诺期将NF3列入受管制的温室气体清单。但是Prather认为,在此之前,工业需要对NF3的生产和排放更加诚实。他说,太阳能电池和其他任何产品一样,在制造过程中会造成全球变暖。但太阳能买家可能会特别关注碳足迹的大小,而当他们发现原本以为是普锐斯的车实际上只是装在里面的悍马时,他们就不那么高兴了。