Utsläppen av fluorerade gaser och deras utsläppsminskning
skriven av Pavel Makhnatch (under handledning av Rahmatollah Khodabandeh och Björn Palm)
Minskningen av utsläpp av fluorerade gaser (F-gaser) är överens om i hela världen och i EU finns det starka krav på sådan minskning inom F-gasförordningen. Från början av 2018 minskat mängden F-gaser som kan införas till EU avsevärt. Denna artikel reviderar orsakerna till sådana åtgärder och kollar om vi är på väg med planerade reduktionsmål.
Vad är F-gaser och varför att minska deras användning?
F-gaser eller fluorerade gaser är fluorkolväten (HFC), perfluorkolväten (PFC), svavelhexafluorid (SF6) och andra växthusgaser som innehåller fluor. De används främst inom produkter som kylskåp, luftkonditionering och skumisolering. Utsläppen från dessa produkter orsakas av gasläckage under produktens livslängd samt under tillverkningsprocessen. De flesta F-gaserna är kraftfulla växthusgaser som kan vara tusentals gånger starkare än koldioxid för att bidra till klimatförändringen.
F-gaser står endast för cirka 2,5% av EU:s totala utsläpp av växthusgaser [9], men utsläppen har ökat med 60% sedan 1990 - i motsats till alla andra utsläpp av växthusgaser som minskat [1]. Under dessa omständigheter förutspådde flera scenarier en betydande ökning av HFC-utsläppen, om inget skulle göras för att begränsa dem (upp till 28-45% av koldioxidutsläppen år 2050 i olika scenarier) [2]. Det är värt att säga att dessa prognoser inte längre är helt giltiga eftersom åtgärder för att minska F-gasutsläpp redan har tagits av ett antal länder över hela världen, såväl som i global överenskommelsen.
Hur styrs F-gasutsläppen?
Mekanismerna för att minska F-gasutsläppen är föremål för ett antal regionala och internationella regler. F-gaser var faktiskt ett av ett antal växthusgaser som reglerades av Kyotoprotokollet. Med tanke på ökade utsläpp av HFC och deras globala värmepotentialvärden (GWP) såg emellertid separata lagstiftningar att reglera specifikt utsläpp av HFC. Till exempel var det så kallade EU:s MAC-direktiv och F-gasförordningen redan på plats från 2006.
Syftet med den nuvarande F-gasförordningen är att skydda miljön genom att minska utsläppen av fluorerade växthusgaser. Reduktionen underlättas av ett antal åtgärder, varav viktigast är en uppsättning föreskrivna kvantitativa gränser för utsläppande på marknaden av F-gaser, tillsammans med andra åtgärder. Mängden F-gaser som släpps ut på den europeiska marknaden bör minskas med 79% fram till 2030 år. Dessutom bör betydande minskning ske nästa år.
Europeiska unionen är emellertid inte den största källan till utsläpp av HFC-gaser. Enligt uppgifter från Världsbanken (år 2010 värden), USA och Kina är de största utsläppsländerna av HFC, följt av hela EU och Japan [11]. Bland EU-länderna är de största förorenande länderna Tyskland och Frankrike (2010 data), Figur 2.
Det stora globala engagemanget för att stoppa klimatförändringen genom att kontrollera den globala användningen av HFC har uppnåtts enligt Kigali-ändringen av Montrealprotokollet. Avtalet innehåller specifika mål och tidtabeller för att ersätta HFC med mer miljövänliga alternativ, bestämmelser om att förbjuda eller begränsa länder som har ratificerat protokollet eller dess ändringar från handel med kontrollerade ämnen med stater som ännu inte ratificerar det och ett avtal av rika länder för att hjälpa till med att finansiera övergången av fattiga länder till alternativa säkrare produkter [3]. Ett antal länder inför nu regionala bestämmelser för att följa de beslut som överenskommits i Kigali-ändringen. Nedläggningsschemat som överenskommits med den europeiska F-gasförordningen är ambitiös nog för att kunna uppfylla kraven av Kigali-ändringen i förväg.
Är vi på rätt spår med utsläppsminskning enligt EU:s F-gasförordningen?
Mängden fluorerade gaser (vid stor utsträckning köldmedier) som får introduceras in till den europeiska marknaden är begränsad av F- gasförordningen. Under de kommande åren måste det minskas avsevärt genom att följa det föreskrivna nedläggningsschemat. Denna mängd mäts i massa av CO2-ekvivalent (CO2-ekv), vilket är åtgärden som tar hänsyn till skillnaden i växthuseffekt (GWP) för olika köldmedier.
Den första kvotminskningen skedde 2016, där minskningen av 7% av genomsnittet 2009-2012 var nödvändigt. Med tanke på de rapporterade uppgifterna om F-gaser som levererades i EU under de senaste åren (Figur 3), kan man se den betydande ökningen av det medföljande köldmedier 2014 jämfört med alla andra år. Det här är effekten av det lagrande köldmedier före kraven i F-gasförordningen ägde rum 2015.
Om jämfört med baslinjen 2009-2012 genomsnitt var en liten minskning av den tillförda köldmedier redan uppnåtts 2015. Det är mest sannolikt på grund av användningen av stora mängder av köldmedier som importeras i EU tidigare (år 2014). Ungefär 6% av den totala F-gasförsörjningen under 2015 var köldmedier som var förladdad i utrustning. Fram till den 1 januari 2017 var det undantaget från F-gasförordningen nedläggning, men bör redovisas inom kvotsystemet nu [4]. Det fanns också indikationer på köldmedier som importeras illegalt till EU och därmed inte ingår i kvoten. Vissa uppskattningar visar att mängden av sådan olaglig import kan vara så hög som 10 miljoner ton koldioxidekvivalent år 2015 [5].
Medan det fanns stora fluktuationer i köldmediumförsörjningen under de senaste åren visar den senaste statistiken att de totala utsläppen av F-gaserna i EU i 2015 minskar med cirka 5% från 2014 års nivåer. Detta kan vara resultatet av kraven i F-gasförordningen som underlättar användningen av köldmedier med lägre GWP [7] och främjar läckageminimering. Liknande minskning har skett i Sverige. Den högsta utsläppsminskningen sågs i Spanien (-45% 2015 till 2014 år), där regeringen nu tillämpar kraftiga skatter på HFC-kylmedel (€20/ton CO2-ekv., d.v.s. €75,68/kg av R404A [8]) . Frankrike, som för närvarande är den högsta emittern av F-gaser i EU, har uppnått enbart 1% minskning [9]. För att uppnå större minskningar planerar Frankrike att införa skatt på HFC, vilket ryktas till €30,5/ton CO2-ekv. (runt €120/kg av R404A) [10].
Vad gaser som råder i nuvarande F-gaser försörjning?
Kylning, luftkonditionering och uppvärmning är den mest relevanta tillämpningskategorin för F-gaser. Cirka 75% (både i ton och CO2-ekv.) av den totala tillförseln av F-gaser år 2015 var avsedd att användas som köldmedier. De gaser som primärt används som köldmedier är R134a, R125, R32 och R143a (Figur 4). Dessa gaser är beståndsdelarna i de vanligaste köldmedier i EU, inklusive R404A (R125/143a/134a 44%/52%/4%), R410A (R125/32 50%/50%) och ren R134a. Marknadsandelen för det omättade R1234yf har ökat till 3% fluorerade köldmedier (från 1% år 2014).
Kombinerade R125- och R143a-försörjning (i CO2-ekv.) står för ¾ av totalt HFC-utbud i kyl-, luftkonditionerings- och värmekategori. Tillsammans med en liten mängd R134a är dessa gaser komponenter i R404A-köldmedium som används i kommersiella kylsystem i Sverige. Det är därför incitamenten att minska användningen av R404A är så stor.
Användningen av fluorerade gaser, inklusive många vanliga köldmedier, kommer att minskas betydligt i framtiden. Kylindustrin måste därför överväga att använda alternativa köldmedier och/eller alternativa kylsystemlösningar. Det finns nya kompromisser som bör göras under övergången till nya miljövänliga kylsystem.
Källor:
[1] European Commission, "Fluorinated greenhouse gases," 23 08 2017. [Online]. Available: ec.europa.eu/clima/policies/f-gas_en.
[2] G. J. M. Velders, D. W. Fahey, J. S. Daniel, M. McFarland and S. O. Andersen, "The large contribution of projected HFC emissions to future climate forcing," Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 106, no. 27, pp. 10949-10954, 2009.
[3] United Nations Environment, "The Kigali amendment to the Montreal Protocol: another global commitment to stop climate change," Dec 2016. [Online]. Available: goo.gl/CvqDCk.
[4] European Parliament and the Council of the European Union, "Regulation (EU) No 517/2014 of the European parliament and the council of 16 April 2014 on fluorinated greenhouse gases and repealing regulation (EC) No 842/2006," Off. J. Eur. Union, no. 150, p. 195–230, 2014.
[5] Honeywell refrigerants, "Honeywell Launches Authorised Dealers Program To Provide Trusted Sources Of F-Gas Compliant Refrigerants In Europe," Apr 2016. [Online]. Available: goo.gl/SiiDGs.
[6] EEA Report, "Fluorinated greenhouse gases 2015," Publications Office of the European Union, Luxemburg, 2016.
[7] A. Mota-Babiloni, P. Makhnatch and R. Khodabandeh, "Recent investigations in HFCs substitution with lower GWP synthetic alternatives: focus on energetic performance and environmental impact," International Journal of Refrigeration, vol. 82, pp. 288-301, 2017.
[8] Agremia, "Tarifa a aplicar en 2.017 en impuesto sobre gases fluorados," 2017. [Online]. Available: goo.gl/3RXnkw.
[9] Cooling post, "European HFC emissions fall," 11 Jun 2017. [Online]. Available: www.coolingpost.com/world-news/european-hfc-emissions-fall/.
[10] Cooling post, "France to impose tax on HFCs," 7 Jul 2017. [Online]. Available: www.coolingpost.com/world-news/france-to-impose-tax-on-hfcs/.
[11] The World Bank, "HFC gas emissions," 2017. [Online]. Available: data.worldbank.org/indicator/EN.ATM.HFCG.KT.CE.