Herinnering aan het Montreal Protocol

Tot het begin van de jaren zeventig kon worden gezegd dat, net als de politiek, alle chemie lokaal was. Dat veranderde op dramatische wijze met een reeks ontdekkingen over de wereldwijde effecten van een familie van chemicaliën die chloorfluorkoolwaterstoffen of CFK's worden genoemd. Deze verbindingen hadden een sleutelrol gespeeld in de chemische revolutie van het midden van de eeuw, waardoor innovaties als veilige koeling, goedkope aerosoldeodorants en wijdverbreide airconditioning mogelijk werden. Voor het eerst op de markt gebracht door DuPont in de vroege jaren 1930 onder de handelsnaam Freon, leken CFK's de perfecte industriële chemische stof: niet-toxisch, niet-ontvlambaar en geurloos. Maar in 1973 begonnen een paar chemici aan de Universiteit van Californië, Irvine – Sherwood Rowland en zijn postdoctorale collega Mario Molina – het lot te onderzoeken van de CFK-gassen die in de atmosfeer werden uitgestoten. Molina begon in oktober van dat jaar met het onderzoek naar CFK's en tegen Kerstmis hadden de onderzoekers hun antwoord: de CFK's werden afgebroken in de atmosferische ozonlaag, die 15 kilometer boven de aarde begint, ongeveer 30 kilometer later eindigt en veel absorbeert. van de dodelijke ultraviolette straling van de zon.

Chemici Mario Molina (linksboven) en Sherwood Rowland, getoond in 1976, berekenden dat CFK's die worden gebruikt in spuitbussen, koeling en airconditioning de ozonlaag aantasten.

De onderzoekers ontdekten dat de CFK's intact door de lagere atmosfeer omhoog zweefden, te stabiel om te reageren met het kolkende brouwsel van chemicaliën om hen heen. Maar toen ze de middenstratosfeer bereikten, boven het grootste deel van de beschermende ozonlaag, brak de intense zonnestraling de CFK-moleculen uit elkaar, waarbij chloor vrijkwam. Twee simpele reacties baarden Rowland en Molina zorgen: Cl + O3 = ClO + O2 en ClO + O = Cl + O2. Dat wil zeggen, chloor (Cl) reageerde met ozon (O3), waarbij chloormonoxide (ClO) ontstond, dat op zijn beurt reageerde met een zuurstofatoom om een ​​ander chloor vrij te maken; het netto resultaat was dat het chloor ozon vernietigde zonder zichzelf uit te putten. Toen we de kettingreacties in de ozonlaag ontdekten, herinnerde Rowland zich dit najaar, veranderde het lot van CFK's plotseling van een wetenschappelijke curiositeit in een zorg voor het milieu.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van januari 2007

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Het volgende decennium was een controversieel decennium voor Rowland en Molina, aangezien velen in het grote publiek, de chemische industrie en zelfs de wetenschappelijke gemeenschap sceptisch waren over het feit dat een niet-toxisch gas uit een blikje werd gespoten (begin jaren zeventig herinnert Rowland zich, ongeveer twee jaar geleden) -derde van de CFK's werden gebruikt als drijfgassen in aerosolproducten, zoals deodorants) een significante invloed kunnen hebben op de samenstelling van de atmosfeer - laat staan ​​op de levensvatbaarheid van het leven op aarde. Als je van de straat kwam, leek het belachelijk dat onderarmdeodorants een wereldwijd effect zouden kunnen hebben, zegt Rowland.

In 1978 verbood de Verenigde Staten het gebruik van CFK's in de meeste spuitbussen. Maar in het begin van de jaren tachtig werden modellen van de atmosferische chemie met CFK's steeds complexer en ontstonden er verschillende vragen over de wetenschap.

In 1985 werden Rowland en Molina in het gelijk gesteld. Britse wetenschappers die instrumenten op de grond gebruikten, zagen een gapend gat in de ozonlaag boven Antarctica. Vervolgens meldde NASA dat de ozonlaag over de bevolkte gebieden van het noordelijk halfrond dunner werd. Deze bevindingen bewezen dat de chemie van Rowland en Molina correct was geweest. Ze leverden ook opzienbarend bewijs dat industriële chemicaliën, grotendeels uitgestoten boven de geïndustrialiseerde bevolkingscentra van Noord-Amerika en Europa, de atmosfeer op wereldschaal zouden kunnen veranderen.

Ozon Diplomatie

In september zal het 20-jarig jubileum zijn van het Montreal Protocol inzake stoffen die de ozonlaag afbreken, een internationale overeenkomst die een schema vastlegde voor het bevriezen en vervolgens geleidelijk stopzetten van de productie van CFK's (het verdrag van 1987, dat de halvering van de productie van CFK's in industriële landen oplegde door 1998, werd vervolgens herzien; de productie van CFK's werd in 1996 in de Verenigde Staten beëindigd). Het Montreal Protocol wordt algemeen beschouwd als een mijlpaal. Zelfs president Reagan, geen vriend van milieuregelgeving, noemde het een monumentale prestatie toen hij het verdrag ondertekende.

Twee decennia later is de vooruitgang in de richting van een internationale overeenkomst over het beheersen van broeikasgassen in een impasse geraakt en zijn vergelijkingen onvermijdelijk. Er zijn natuurlijk verschillen tussen CFK's en de gassen, waaronder koolstofdioxide, die de opwarming van de aarde veroorzaken. Het belangrijkste is dat de energieproductie waarbij koolstofdioxide vrijkomt, de economieën van zowel rijke als arme landen aandrijft. Bovendien, terwijl CFK's werden geproduceerd door een handvol grote chemische bedrijven, zijn bij de uitstoot van kooldioxide veel verschillende industrieën en toepassingen betrokken. Het terugdringen van broeikasgassen zal veel moeilijker zijn en veranderingen vereisen die economisch veel meer ontwrichtend zijn.

Maar er zijn ook opvallende overeenkomsten tussen CFK's en broeikasgassen, en er kunnen lessen worden getrokken uit het Montreal Protocol, met name hoe meerdere landen, grote internationale bedrijven en regelgevers het eens kunnen worden over een controlestrategie. In zijn boek uit 1991 Ozon Diplomatie , Richard E. Benedick, plaatsvervangend adjunct-staatssecretaris voor milieu, gezondheid en natuurlijke hulpbronnen onder president Reagan, beschreef de compromissen die hebben geleid tot het succes van het Protocol van Montreal, en beschrijft de wetenschappelijke en technologische onzekerheden en de politieke geschillen waarmee degenen die onderhandelden het. Hij wijst erop dat veel elementen van zijn verhaal, met name de politieke strijd en de noodzaak om bij twijfel een consensus te bereiken, bekend moeten zijn bij degenen die proberen een akkoord over broeikasgassen te bereiken. Zoals Benedick, de hoofdonderhandelaar van de VS over het Montreal Protocol, in de herziene editie van 1998 schrijft: Vooral aan apologeten van passiviteit op het klimaatfront, kan het Montreal Protocol worden afgeschilderd als ofwel te eenvoudig of niet reproduceerbaar. Maar hoewel het duidelijk is dat de kwestie van klimaatverandering ingewikkelder en moeilijker is dan die van de ozonlaag, zijn de verschillen eerder kwantitatief dan kwalitatief.

In één belangrijk opzicht is de inspanning om broeikasgassen te verminderen in wezen vergelijkbaar met de inspanning om CFK's te verminderen: in elk geval moeten degenen die verandering willen, de industrie, met name grote bedrijven, motiveren om de technologieën te ontwikkelen die nodig zijn om dit te bereiken. Een van de meest opvallende prestaties van het Montreal Protocol was dat chemische bedrijven snel de marktkansen zagen die door de overeenkomst werden gecreëerd. Volgens haar verslag heeft DuPont, de chemiereus uit Wilmington, DE die in het midden van de jaren tachtig ongeveer de helft van de in de Verenigde Staten geproduceerde CFK's produceerde, de komende jaren $ 500 miljoen uitgegeven om vervangingsmiddelen te ontwikkelen. Tegen het begin van de jaren negentig waren DuPont en zijn industriële rivalen, waaronder enkele van 's werelds grootste chemische fabrikanten, begonnen met het leveren van CFK-vervangers aan fabrikanten van koeling en airconditioning, en ze hadden enorme bouwprojecten gelanceerd om extra capaciteit op te bouwen om deze te produceren. Chemicaliën.

Nogmaals, de verschillen tussen CFK's en broeikasgassen zijn opmerkelijk; de nieuwe verbindingen zouden min of meer rechtstreeks CFK's kunnen vervangen, maar er zijn geen gemakkelijke alternatieven voor de verbranding van fossiele brandstoffen. Desalniettemin benadrukt de uitfasering van CFK's één factor die cruciaal is voor de industrie om te investeren in de ontwikkeling van nieuwe technologieën. Door een eenvoudig en ondubbelzinnig tijdschema aan te kondigen voor het einde van de CFC-productie, stelde het Montreal Protocol bedrijven in staat om rationeel markten voor alternatieven te voorspellen en te ontwikkelen.

Een strenge waarschuwing

Kan een dergelijke eenvoud worden gedupliceerd in een internationale overeenkomst om broeikasgassen te beheersen? Waarschijnlijk niet, gezien de complexiteit van de taak en de grote diversiteit aan industrieën en technologieën die deel moeten uitmaken van de oplossing. Maar evenmin mag de geschiedenis van het Montreal Protocol worden genegeerd.

DuPont en de andere CFK-producenten werden uiteindelijk gemotiveerd door het vooruitzicht van een lucratieve nieuwe markt; gegeven een dergelijke stimulans, brachten hun chemici en chemische ingenieurs nieuwe technologieën met ongekende snelheid in productie. Hoewel het veel moeilijker is om alternatieven te vinden voor het verbranden van fossiele brandstoffen, zijn de zakelijke kansen ook veel groter. Volgens de Stern Review on the Economics of Climate Change, onlangs gepubliceerd door de Britse schatkist, zal de markt voor koolstofarme energieproducten tegen 2050 $ 500 miljard bedragen.

De effectiviteit van elke strategie tegen het broeikaseffect zal afhangen van hoe goed het nieuwe markten creëert. Dat is veel geleerd van het Montreal Protocol. Maar misschien is de grootste les ook een van de eenvoudigste: wanneer de wetenschap ons een dreigende milieuramp laat zien, moeten we snel en resoluut handelen, ongeacht de economische of technische onzekerheden.

David Rotman is de redacteur van Technologie recensie.

Het Montreal-protocol inzake stoffen die de ozonlaag afbreken
16 september 1987

zich verstoppen