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ALCUNE NOTE SULLE EMISSIONI DEI FLUOROCARBURI
CFC, HCFC E HFC

François Billiard - Direttore Onorario dell'Istituto Internazionale del Freddo

INTRODUZIONE

Diversi studi sui fluorocarburi (CFC, HCFC e HFC) sono stati pubblicati recentemente: i dati AFEAS sulla produzione e le vendite nel 2002, l'IPCC/TEAP intitolato Salvaguardia dello strato dell'ozono e il sistema globale del clima, dati sulle emissioni dei gas ad effetto serra pubblicati dall'UNFCCC in occasione del COP-10 ed un inventario ed una previsione delle emissioni di refrigerante in Francia nel 2002.

L'autore espone alcuni dati pubblicati in questi documenti, li analizza e li commenta.

DATI AFEAS

L'AFEAS (Studio sull'accettabilita'  dal punto di vista ambientale di fluorocarburi alternativi), raccoglie i dati relativi alla produzione e alle vendite dei fluorocarburi (CFC, HCFC, HFC) e li pubblica dal 1976 (AFEAS 2005). Raffrontando i suoi dati con quelli dell'UNEP che sono generali, l'AFEAS ha visto che i suoi dati comprendono il 40% della produzione di CFC, il 73% di quella degli HCFC e il 97% di quella degli HFC. I produttori di fluorocarburi che non scambiano dati con l'AFEAS appartengono ai paesi che aderiscono all'Articolo 5 come la Cina e l'India.

L'analisi dei dati e i grafici pubblicati dall'AFEAS (AFEAS 2005) prova che le misure intraprese per proteggere l'ambiente  in questo settore hanno dato ottimi risultati:

- Le vendite a livello generale di fluorocarburi stanno diminuendo, con l'eccezione di quelle dell'HFC-134 a (Figura 1).

-La curva della produzione ODP - pesato (Figura 2) sta diminuendo continuamente dal 1988.

-La produzione GWP - pesato di fluorocarburi (Figura 3) sta diminuendo continuamente dal 1988.

 
Figura 3: Produzione GWP - pesato di CFC, HCFC e HFC in Mt CO₂ equivalenti dal 1980 al 2002.

L'IPCC (Pannello intergovernativo sul cambiamento climatico) per conto dell'UNFCCC (Convenzione delle Nazioni Unite sul Cambiamento climatico) e la TEAP ( Pannello per la definizione economica e tecnologica) per conto del Protocollo di Montreal, ha redatto una relazione speciale sulla Salvaguardia dello strato di ozono e sul sistema climatico mondiale: i dati sono relativi agli HFC e ai PFC.

Entrambi l' IPCC e il TEAP sono riconosciuti per la qualita'  dei loro studi basati su un approccio di carattere scientifico.

L'IPCC/TEAP ha pubblicato la sua relazione con un riassunto diretto ai politici nell'aprile del 2005 (IPCC/TEAP, 2005). Il valore di questa ricerca sta nel fatto che fornisce dati generali sulle forze radianti, sui dati e le emissioni non solo degli HFC ma anche delle sostanze dannose all'ozono (ODS): CFC e HCFC. Non e' il caso a livello dell'UNFCCC, che non si occupa dei CFC e degli HCFC.

I risultati principali che sono emersi in questa ricerca sono:  

1)      Forza radiante dei fluorocarburi (CFC, HCFC e HFC) sta evolvendo in modo favorevole  (Tabella 1). La forza radiante nel 2002 di 0.34 ± 0.3W. m^-2 rappresenta il 14% della forza radiante di tutti i gas ad effetto serra. L'IPCC/TEAP stima che nel 2015 il contributo dei CFC e degli HCFC diminuira'  del 10% e che quello degli HFC sara'  dell'1%. La forza radiante e' un concetto particolarmente utile in quanto rappresenta l'effetto serra aggiuntivo dei gas creati dall'uomo dal 1750 ad oggi. Da'  un quadro chiaro sul surriscaldamento della terra. La diminuzione lenta della forza radiante dell'ODS e' dovuta al periodo di vita molto lungo dei CFC (100 anni per il CFC-12, 45 anni per il CFC-11).

2)      I dati e le emissioni di fluorocarburi sono quelli per l'anno 2002 e sono quelli stimati per il 2015 (tabella 2). Il dato e' la quantita'  totale di sostanze contenute negli impianti esistenti, nei prodotti chimici e nelle schiume. Il dato dei fluorocarburi negli impianti di refrigerazione e di condizionamento d'aria, nelle pompe di calore e nelle schiume, che e' di 21.000 Mt CO₂ eq., e' dello stesso ordine di grandezza delle emissioni annuali di CO₂ dovute alla combustione di carburante fossile (carbone, petrolio, gas), il che rappresenta 24.100 Mt CO₂ equivalenti per anno.

La relazione afferma anche che la quantita'  totale globale dell'HFC-134a ora nell'atmosfera sia pari alla quantita'  nei banchi.

3)      Le emissioni di fluorocarburi sono diminuite da 7500 Mt CO₂ equivalenti per anno nel 1990 a 2500 Mt CO₂ equivalenti per anno nel 2002.

4)      La stima effettuata dall'IPCC dei dati CFC nel 2015 e' di 7000 Mt CO₂ equivalenti per anno nelle schiume e di 1000 Mt CO₂ equivalenti per anno negli impianti della refrigerazione e del condizionamento. Si potrebbe anche dire che non conterranno praticamente piu' CFC nel 2015.

5)      Secondo la relazione IPCC/TEAP, le emissioni di CFC diminuiranno molto tra il 2002 e il 2015 (Tabella 2). Tuttavia, diversamente dalle emissioni di CFC, secondo uno scenario Business-as-usual (BAU), le emissioni previste di HFC dovrebbero aumentare di tre volte. Conseguentemente, le emissioni di CFC, HCFC e di HFC tutte insieme non avrebbero una diminuzione considerevole (2500 Mt CO₂ equivalenti per anno nel 2002 e 2400 Mt CO₂ equivalenti per anno nel 2015), fatto che desta qualche preoccupazione. Come dato di fatto, la quantita'  di emissioni prefigura la forza radiante del futuro. Lo scenario BAU presuppone che tutte le misure esistenti, inclusi il protocollo di Montreal e le politiche nazionali, continueranno.

6)      La ricerca IPCC/TEAP  afferma che nel 2015, secondo lo scenario BAU, le emissioni HFC rappresenterebbero il 7% di tutti i gas ad effetto serra, per esempio 1200 Mt. CO₂ equivalenti per anno in confronto con i 17.000 Mt CO₂ equivalenti per anno. Questa cifra e' molto alta. L'IPCC/TEAP pensa che possiamo e dobbiamo ridurre le emissioni di HFC (scenario di riduzione) del 60%.

7)      La relazione considera che i costi di riduzione delle emissioni, a seconda delle applicazioni, siano da 0 a 300 dollari USA per tonnellata di riduzione di emissione di CO_{2 .}  Se consideriamo un costo medio di 50 dollari USA per tonnellata di CO₂, il costo totale della riduzione delle emissioni per la refrigerazione e il condizionamento (dei veicoli e negli edifici), secondo lo scenario della riduzione, sarebbe di 36 miliardi di dollari (720 Mt CO₂ eq. moltiplicati per 50 dollari per tonnellata di CO₂). L'industria  ha le risorse e intraprendera'  un investimento cosi' importante?

DATI UNFCCC

Nel dicembre del 2004, il COP-10  (Conferenza delle Parti) dell'UNFCCC a Buenos Aires ha fornito l'opportunita'  di consegnare ai delegati i dati piu' recenti sulle emissioni dei gas ad effetto serra presi in considerazione da questa convenzione e, da ora in poi, regolati dal Protocollo di Montreal (Tabella 3). 

*EIT: Paesi con economia in transizione  **Fonte: IEA
Tabella 3: Emissioni annuali dei gas ad effetto serra (in Mt CO₂ equivalente per anno) per i paesi dell'UNFCCC, nel 1990 e nel 2015.

Inoltre, l'UNFCCC ha pubblicato nell'ottobre del 2004 una sintesi presente in alcune riviste specializzate in comunicazioni nazionali dalle Parti incluse nell'Annex I dalla convenzione (paesi industrializzati e EIT).

Contiene, in particolare i dati sui fluorocarburi.

Questi dati richiamano alcuni commenti:

1) Guardando la Tabella 3, potremmo dire che la situazione e' soddisfacente, dato che i 40 paesi Annex I, i soli a dover affrontare normative molto restrittive, hanno ridotto le loro emissioni del 6,3% nel 2002, in raffronto con il 1990. Tuttavia, questo dato positivo e' la conseguenza della crisi economica nei paesi dell'Europa Orientale, soprattutto nel periodo 1990-1994 in questi paesi le emissioni GHG sono diminuite del 39,8%. Tuttavia, questa cifra nasconde un incremento dell'8,4% nelle emissioni GHG nei 24 paesi non EIT. Inoltre, tutti gli indicatori provano che sara'  molto difficile essere conformi all'obiettivo del meno 5% per il periodo 2008-2012 in raffronto con il 1990, soprattutto se si prende in considerazione il fatto che le economie dei paesi EIT si stanno espandendo dal 2001.

2) Le cifre relative alle emissioni fornite dall'UNFCCC differiscono da quelli dell'AFEAS. Come esempio, l'AFEAS stima che le emissioni di HFC-134a nel 2002 siano di 139 Mt CO₂ eq, e l'UNFCCC, secondo i dati nazionali, calcola una quantita'  di 83.6 Mt CO₂ eq. Cio' dimostra che l'analisi delle cifre sulle emissioni dei fluorocarburi e' molto incerta.

3) I dati nazionali sono stati aggiornati dai vari paesi anno dopo anno. Nei primi anni, la colonna sui gas contenenti fluoro non era completa, con l'eccezione solo di alcuni paesi. Oggi, 37 su 40 paesi hanno inviato i loro dati sui gas F al segretariato. Gli aggiornamenti successivi hanno raddoppiato il livello dei valori relativi alle emissioni di HFC. La globalizzazione delle emissioni di HFC, PFC e di SF rende difficile estrapolare solo i valori degli HFC.

4) L'analisi delle tabelle fornite dall'UNFCCC permette di illustrare le emissioni di gas contenenti fluoro come indica la Tabella 4.

Quando si analizzano questi dati, si riscontra una mancanza di omogeneita' . Soprattutto, diversi paesi, compresi il Giappone, la Polonia e la Repubblica Ceca non hanno inviato al segretariato i valori del 1990. Dunque, il cambiamento 1990-2002 e' sopravvalutato.

5) Nel 2002, secondo questi valori, gli HFC  rappresentavano l'1,1% di tutti i gas ad effetto serra. I gas contenenti fluoro considerati nel loro insieme (HFC, PFC e SF) rappresentavano l'1,7% delle emissioni totali GHG.

MERCATO ED EMISSIONI DEI FLUOROCARBURI IN FRANCIA

L'Ecole des Mines di Parigi ha pubblicato nell'agosto del 2004 le cifre del mercato, i dati e le emissioni di fluorocarburi in Francia nel 2002.

I risultati sono riportati nelle Tabelle 5 e 6. 

Questi dati richiamano un commento: 

1)      Ci si potrebbe chiedere perche' le vendite dei fluorocarburi abbiano continuato ad aumentare dal 1995. L'incremento di 2175 tonnellate tra il 1995 e il 2002 (23% del mercato nel 1995) e' equivalente all'aumento delle vendite di HFC per il condizionamento dei veicoli.

2)      Tuttavia, perche' vediamo in altri settori della refrigerazione e del condizionamento, una stabilizzazione delle vendite e non una diminuzione? Qual e' il vero impatto delle politiche e delle misure intraprese negli ultimi anni: un miglioramento nel confinamento, nel recupero e nel riciclaggio dei refrigeranti, una riduzione della carica di refrigerante negli impianti di refrigerazione, in particolare con l'utilizzo dei refrigeranti secondari, un maggiore impiego dei refrigeranti naturali- HC-600a nella refrigerazione domestica, l'ammoniaca e il CO₂ (in cascata) nella refrigerazione industriale e l'impiego di una  tecnologia diversa da quella a ciclo di compressione di vapore? E' cio' che viene detto diverso dalla realta' ?

3)      Si dice spesso che l'impatto indiretto correlato al consumo energetico degli impianti di refrigerazione sia preponderante nell'impatto complessivo sul clima. E' vero. Tuttavia, non poniamo troppa attenzione sul rendimento energetico a scapito dell'impatto diretto dovuto alle emissioni di refrigerante? Inoltre, le misure intraprese al fine di ridurre il consumo di energia sono insufficienti . L'LCCP (performance del ciclo vitale sul clima) non e' stato ancora standardizzato e il concetto di TEWI non viene utilizzato per raffrontare tra loro le varie soluzioni tecniche. Viene utilizzato soprattutto come argomentazione convincente. Se riflettiamo bene, oggi non siamo in grado di quantificare le emissioni di CO₂ dovute al consumo di energia negli impianti di refrigerazione, perche' questo consumo non viene valutato individualmente. Dunque, non siamo in grado di definire i progressi o le recessioni in questo settore.

4)      Le emissioni di fluorocarburi in Francia erano del 17% del totale dei refrigeranti negli impianti di refrigerazione nel 2002. Questa cifra e' troppo elevata e dimostra che vi e' ampio margine per ulteriori progressi in termini di confinamento e di recupero, il che presuppone la necessita'  di ottenere progressi significativi nei settori della formazione e della preparazione dei tecnici.

5)      Il livello di recupero e' di circa 1000 tonnellate rispetto alle emissioni di 8000 tonnellate. Quantita'  molto elevate di emissioni potrebbero essere evitate se il recupero fosse veramente utilizzato a livello di manutenzione e di smaltimento delle macchine.

6)      Sarebbe bene analizzare in altri paesi se i dati relativi alla Francia fanno parte di una tendenza generale.

I dati e i grafici pubblicati dall'AFEAS indicano un progresso spettacolare nell'impiego dei fluorocarburi per quanto riguarda l'impatto sullo strato dell'ozono e sul surriscaldamento del pianeta. Si vede anche, pero', che, quando le relazioni IPCC/TEAP, UNFCCC e quella dell'Ecole des Mines di Parigi vengono analizzate, ci sono tendenze preoccupanti, spesso diverse da come sono generalmente presentate. La difficolta'  riscontrata nelle azioni intraprese per raggiungere gli obiettivi del Protocollo di Kyoto richiedera' , senza dubbio, cambiamenti profondi entro il 2008 nei settori della refrigerazione e del condizionamento dell'aria.          

1.      AFEAS, 2005, Productions and Sales of Fluorocarbons - year 2002, www. afeas.org

2.      IEA, 2004, Key World Energy Statistics - CO₂ emissions for the year 2002, www.iea.org

3.      IPCC/TEAP, 2005, IPCC/TEAP Special Report: Safeguarding the ozone layer and the global climate system: issues related to HFCs and PFCs - Summary for Policymakers, 18 p.

4.      L. Palandre, S. Barrault, D. Clodic, 2004, Inventaires et pre'visions des e'missions de fluides frigorige'nes - Anne'e 2002 - Document 2 : Donne'es de base pour la France, Ecole des Mines de Paris - Centre d'Energe'tique

5.      UNFCCC - FCCC/CP/2004/5, 2004, Information on national greenhouse gas inventory data from Parties included in Annex I to the Convention for the period 1990-2002, including the status of reporting - Executive Summary

6.      UNFCCC - FCCC/CP/2004/INF.2, October 2004, Summary of information available from in-depth reviews of national communications from Parties included in Annex I to the Convention