Pamiętając o protokole montrealskim

Do wczesnych lat 70. można powiedzieć, że tak jak w polityce, cała chemia była lokalna. Zmieniło się to w dramatyczny sposób wraz z serią odkryć dotyczących globalnych skutków rodziny chemikaliów zwanych chlorofluorowęglowodorami lub CFC. Związki te odegrały kluczową rolę w rewolucji chemicznej w połowie stulecia, umożliwiając takie innowacje, jak bezpieczne chłodzenie, tanie dezodoranty w aerozolu i szeroko rozpowszechniona klimatyzacja. Po raz pierwszy skomercjalizowany przez DuPont na początku lat 30. pod nazwą handlową Freon, CFC okazały się być idealną chemią przemysłową: nietoksyczną, niepalną i bezwonną. Ale w 1973 roku para chemików z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine – Sherwood Rowland i jego podoktorski kolega Mario Molina – zaczęli badać los gazów CFC emitowanych do atmosfery. Molina rozpoczął badanie CFC w październiku tego roku, a do Bożego Narodzenia naukowcy mieli odpowiedź: CFC rozpadały się w atmosferycznej warstwie ozonowej, która zaczyna się 15 kilometrów nad ziemią, kończy około 30 kilometrów później i pochłania dużo śmiertelnego promieniowania ultrafioletowego Słońca.

Chemicy Mario Molina (u góry po lewej) i Sherwood Rowland, pokazani w 1976 roku, obliczyli, że freony stosowane w aerozolach, chłodnictwie i klimatyzacji niszczą warstwę ozonową.

Naukowcy odkryli, że CFC unosiły się w nienaruszonym stanie przez niższą atmosferę i były zbyt stabilne, by reagować z wirującym naparem chemikaliów wokół nich. Ale kiedy dotarli do środkowej stratosfery, powyżej większości warstwy ochronnej ozonu, intensywne promieniowanie słoneczne rozbiło cząsteczki CFC, uwalniając chlor. Dwie proste reakcje dały zaniepokojenie Rowlandowi i Molinie: Cl + O3 = ClO + O2 i ClO + O = Cl + O2. Oznacza to, że chlor (Cl) reagował z ozonem (O3), generując tlenek chloru (ClO), który z kolei reagował z atomem tlenu, aby uwolnić inny chlor; wynik netto był taki, że chlor niszczył ozon bez wyczerpywania się. Kiedy tej jesieni odkryliśmy reakcje łańcuchowe zachodzące w warstwie ozonowej, pamiętał Rowland, los CFC nagle zmienił się z naukowej ciekawości w troskę o środowisko.

Ta historia była częścią naszego wydania ze stycznia 2007 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Kolejna dekada była kontrowersyjna dla Rowlanda i Moliny, ponieważ wiele osób z ogółu społeczeństwa, przemysłu chemicznego, a nawet społeczności naukowej wyraziło sceptycyzm, że nietoksyczny gaz wytrysnął z puszki (na początku lat 70., jak wspomina Rowland, około dwóch – jedna trzecia CFC została wykorzystana jako propelenty w produktach aerozolowych, takich jak dezodoranty) może mieć znaczący wpływ na skład atmosfery, a tym bardziej na żywotność życia na Ziemi. Jeśli zszedłeś z ulicy, wydawało się absurdalne, że dezodoranty pod pachami mogą mieć globalny wpływ, mówi Rowland.

W 1978 roku Stany Zjednoczone zakazały stosowania CFC w większości zastosowań w sprayu. Jednak na początku lat osiemdziesiątych modele chemii atmosfery związane z CFC stawały się coraz bardziej złożone i pojawiały się różne pytania dotyczące nauki.

W 1985 r. Rowland i Molina zostali uniewinnieni. Brytyjscy naukowcy korzystający z instrumentów naziemnych zauważyli ziejącą dziurę w warstwie ozonowej nad Antarktydą. Następnie NASA poinformowała, że ​​nastąpiło przerzedzenie warstwy ozonowej na zaludnionych obszarach półkuli północnej. Te odkrycia dowiodły, że chemia Rowlanda i Moliny była poprawna. Dostarczyli także zaskakujących dowodów na to, że chemikalia przemysłowe, emitowane w dużej mierze przez uprzemysłowione skupiska ludności Ameryki Północnej i Europy, mogą zmienić atmosferę w skali globalnej.

Dyplomacja ozonowa

We wrześniu minie 20. rocznica Protokołu montrealskiego w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową, międzynarodowego porozumienia określającego harmonogram zamrażania, a następnie stopniowego wycofywania produkcji freonów (traktat z 1987 r., który nakazywał zmniejszenie o połowę produkcji freonów w krajach uprzemysłowionych przez 1998 został następnie zrewidowany, produkcja CFC została zakończona w Stanach Zjednoczonych do 1996 roku). Protokół montrealski jest powszechnie uważany za kamień milowy. Nawet prezydent Reagan, który nie był przyjacielem przepisów dotyczących ochrony środowiska, podczas podpisywania traktatu uznał to za monumentalne osiągnięcie.

Dwie dekady później postęp w kierunku międzynarodowego porozumienia w sprawie kontroli gazów cieplarnianych utknął w martwym punkcie i porównania są nieuniknione. Oczywiście istnieją różnice między CFC a gazami, w tym dwutlenkiem węgla, które powodują globalne ocieplenie. Co najważniejsze, produkcja energii, która uwalnia dwutlenek węgla, napędza gospodarki zarówno krajów bogatych, jak i biednych. Co więcej, podczas gdy CFC były produkowane przez garstkę dużych firm chemicznych, emisje dwutlenku węgla dotyczą wielu różnych gałęzi przemysłu i zastosowań. Ograniczenie emisji gazów cieplarnianych będzie znacznie trudniejsze i będzie wymagało zmian, które będą znacznie bardziej destrukcyjne gospodarczo.

Ale są też uderzające podobieństwa między CFC a gazami cieplarnianymi oraz wnioski, które można wyciągnąć z Protokołu Montrealskiego – w szczególności, jak skłonić wiele krajów, duże międzynarodowe korporacje i organy regulacyjne do uzgodnienia strategii kontroli. W swojej książce z 1991 roku Dyplomacja ozonowa , Richard E. Benedick, zastępca sekretarza stanu ds. środowiska, zdrowia i zasobów naturalnych za prezydenta Reagana, opisał kompromisy, które doprowadziły do ​​sukcesu Protokołu Montrealskiego, szczegółowo opisując niepewność naukową i techniczną oraz spory polityczne, z jakimi zmagali się negocjujący to. Zaznacza, że ​​wiele elementów jego historii, zwłaszcza walka polityczna i potrzeba osiągnięcia konsensusu w obliczu wątpliwości, powinny być znane osobom, które starają się osiągnąć porozumienie w sprawie gazów cieplarnianych. Jak pisze Benedick, główny negocjator USA w sprawie Protokołu Montrealskiego w poprawionym wydaniu z 1998 r., Szczególnie dla apologetów bezczynności na froncie klimatycznym, Protokół Montrealski może być przedstawiany jako albo zbyt prosty, albo niemożliwy do powtórzenia. Ale chociaż oczywiste jest, że kwestia zmiany klimatu jest bardziej skomplikowana i trudniejsza niż kwestia warstwy ozonowej, różnice mają raczej charakter ilościowy niż jakościowy.

Rzeczywiście, pod jednym ważnym względem wysiłek na rzecz redukcji gazów cieplarnianych jest zasadniczo podobny do wysiłku na rzecz redukcji CFC: w każdym przypadku ci, którzy chcą zmian, muszą motywować przemysł, zwłaszcza duże korporacje, do opracowania technologii potrzebnych do ich osiągnięcia. Jednym z najbardziej znaczących osiągnięć Protokołu Montrealskiego było to, że firmy chemiczne szybko dostrzegły szanse rynkowe, jakie stwarza porozumienie. Według jego konta, DuPont, gigant chemiczny z Wilmington, DE, który w połowie lat 80. wytwarzał mniej więcej połowę CFC produkowanych w Stanach Zjednoczonych, wydał w ciągu następnych kilku lat 500 milionów dolarów na opracowanie substytutów. Na początku lat 90. firma DuPont i jej rywale z branży, w tym jedni z największych światowych producentów chemikaliów, zaczęli dostarczać substytuty CFC producentom urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych, a także rozpoczęli masowe projekty budowlane, aby zbudować dodatkowe moce produkcyjne do ich produkcji. środki chemiczne.

Ponownie, różnice między CFC a gazami cieplarnianymi są zauważalne; nowe związki mogłyby w mniejszym lub większym stopniu bezpośrednio zastąpić CFC, ale nie ma łatwych substytutów spalania paliw kopalnych. Niemniej jednak wycofywanie CFC podkreśla jeden czynnik, który ma kluczowe znaczenie dla inwestowania przez przemysł w rozwój nowych technologii. Ogłaszając proste i jednoznaczne ramy czasowe zakończenia produkcji CFC, Protokół Montrealski umożliwił firmom racjonalne przewidywanie i rozwijanie rynków dla alternatyw.

Surowe ostrzeżenie

Czy taką prostotę można powielić w międzynarodowym porozumieniu o kontroli gazów cieplarnianych? Prawdopodobnie nie, biorąc pod uwagę złożoność zadania oraz ogromną różnorodność branż i technologii, które muszą być częścią rozwiązania. Ale nie należy też ignorować historii protokołu montrealskiego.

DuPont i inni producenci CFC byli ostatecznie motywowani perspektywą lukratywnego nowego rynku; mając taką zachętę, ich chemicy i inżynierowie chemicy wprowadzili do produkcji nowe technologie z niespotykaną szybkością. Chociaż znalezienie alternatywy dla spalania paliw kopalnych jest znacznie trudniejsze, możliwości biznesowe są również znacznie większe. Rynek niskoemisyjnych produktów energetycznych osiągnie wartość 500 miliardów dolarów do 2050 r., według opublikowanego niedawno przez brytyjskie Ministerstwo Skarbu przeglądu Sterna dotyczącego ekonomii zmian klimatycznych.

Skuteczność jakiejkolwiek strategii dotyczącej globalnego ocieplenia będzie zależeć od tego, jak dobrze stworzy ona nowe rynki. Tyle nauczono się z Protokołu Montrealskiego. Ale być może największa lekcja jest również jedną z najprostszych: kiedy nauka pokazuje nam nadciągającą katastrofę ekologiczną, musimy działać szybko i zdecydowanie, niezależnie od niepewności ekonomicznej lub technicznej.

David Rotman jest redaktorem Przegląd technologii.

Protokół montrealski w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową
16 września 1987 r.

ukryć