Kom ihåg Montrealprotokollet

Fram till början av 1970-talet kunde man säga att liksom politiken var all kemi lokal. Det förändrades på ett dramatiskt sätt med en serie upptäckter om de globala effekterna av en familj av kemikalier som kallas klorfluorkolväten eller CFC. Dessa föreningar hade spelat en nyckelroll i den kemiska revolutionen från mitten av århundradet, vilket möjliggjorde innovationer som säker kylning, billiga aerosoldeodoranter och utbredd luftkonditionering. Först kommersialiserats av DuPont i början av 1930-talet under varumärket Freon, verkade CFC vara den perfekta industriella kemikalien: ogiftig, icke brandfarlig och luktfri. Men 1973 började ett par kemister vid University of California, Irvine-Sherwood Rowland och hans postdoktor Mario Molina-att utforska ödet för de CFC-gaser som släpptes ut i atmosfären. Molina påbörjade undersökningen av CFC i oktober samma år, och till jul hade forskarna sitt svar: CFC höll på att bryta ner i atmosfärens ozonskikt, som börjar 15 kilometer över jorden, slutar ungefär 30 kilometer senare och absorberar mycket av solens dödliga ultravioletta strålning.

Kemister Mario Molina (ovan till vänster) och Sherwood Rowland, visade 1976, beräknade att CFC som används i aerosoler, kylning och luftkonditionering förstörde ozonskiktet.

Forskarna fann att CFC:erna svepte upp genom den nedre atmosfären intakta, för stabila för att reagera med den virvlande bryggningen av kemikalier runt dem. Men när de väl nådde mitten av stratosfären, ovanför större delen av det skyddande ozonskiktet, bröt den intensiva solstrålningen isär CFC-molekylerna och frigjorde klor. Två enkla reaktioner gav Rowland och Molina oro: Cl + O3 = ClO + O2 och ClO + O = Cl + O2. Det vill säga klor (Cl) reagerade med ozon (O3), vilket genererade klormonoxid (ClO), som i sin tur reagerade med en syreatom för att frigöra ytterligare ett klor; nettoresultatet var att kloret förstörde ozon utan att utarma sig självt. När vi upptäckte kedjereaktionerna i ozonskiktet, mindes Rowland i höstas, gick CFC:s öde plötsligt från en vetenskaplig nyfikenhet till en miljöoro.

Den här historien var en del av vårt januarinummer 2007

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Nästa årtionde var ett kontroversiellt för Rowland och Molina, eftersom många i allmänheten, den kemiska industrin och till och med vetenskapssamfundet uttryckte skepsis mot att en giftfri gas sprutades ut ur en burk (i början av 1970-talet, minns Rowland, ungefär två -tredjedelar av CFC användes som drivmedel i aerosolprodukter, såsom deodoranter) kan ha en betydande inverkan på atmosfärens sammansättning – mycket mindre på livsdugligheten för livet på jorden. Om du kom från gatan, verkade det löjligt att underarmsdeodoranter kan ha en effekt på ett globalt sätt, säger Rowland.

1978 förbjöd USA användningen av CFC i de flesta sprayburkar. Men i början av 1980-talet blev modeller av atmosfärisk kemi som involverade CFC mer och mer komplexa, och olika frågor uppstod kring vetenskapen.

1985 fick Rowland och Molina rätt. Brittiska forskare som använde markbaserade instrument såg ett gapande hål i ozonskiktet ovanför Antarktis. Därefter rapporterade NASA att det skedde en uttunning av ozonskiktet över de befolkade områdena på norra halvklotet. Dessa fynd bevisade att Rowland och Molinas kemi hade varit korrekt. De gav också häpnadsväckande bevis för att industrikemikalier, som till stor del släpps ut över de industrialiserade befolkningscentra i Nordamerika och Europa, kan förändra atmosfären på global skala.

Ozondiplomati

I september kommer det att firas 20-årsjubileum av Montrealprotokollet om ämnen som bryter ner ozonskiktet, ett internationellt avtal som satte en tidsplan för frysning och sedan utfasning av produktionen av CFC (1987 års fördrag, som gav mandat att halvera CFC-produktionen i industriländer genom att 1998, reviderades därefter; CFC-produktionen avslutades i USA 1996). Montrealprotokollet anses allmänt vara en milstolpe. Till och med president Reagan, ingen vän av miljöbestämmelser, förklarade att det var en monumental bedrift när han undertecknade fördraget.

Två decennier senare har framstegen mot ett internationellt avtal om kontroll av växthusgaser hamnat i ett dödläge, och jämförelser är oundvikliga. Det finns förstås skillnader mellan CFC och de gaser, inklusive koldioxid, som orsakar den globala uppvärmningen. Det viktigaste är att energiproduktionen som frigör koldioxid driver ekonomierna i både rika och fattiga länder. Dessutom, medan CFC producerades av en handfull stora kemiföretag, involverar koldioxidutsläpp många olika industrier och tillämpningar. Att bromsa växthusgaser kommer att bli mycket svårare och kräver förändringar som är mycket mer ekonomiskt störande.

Men det finns också slående likheter mellan CFC och växthusgaser, och lärdomar att dra från Montrealprotokollet – särskilt hur man får flera länder, stora internationella företag och tillsynsmyndigheter att komma överens om en kontrollstrategi. I sin bok från 1991, Ozondiplomati , Richard E. Benedick, biträdande biträdande utrikesminister för miljö, hälsa och naturresurser under president Reagan, beskrev de kompromisser som ledde till framgången för Montrealprotokollet, och beskrev de vetenskapliga och tekniska osäkerheterna och de politiska tvister som de som förhandlade stod inför. Det. Han påpekar att många delar av hans berättelse, särskilt de politiska striderna och behovet av att nå konsensus inför tvivel, borde vara bekanta för dem som försöker nå en överenskommelse om växthusgaser. Som Benedick, USA:s chefsförhandlare om Montrealprotokollet, skriver i 1998 års reviderade utgåva, Speciellt till apologeter för passivitet på klimatfronten, kan Montrealprotokollet framställas som antingen för enkelt eller inte replikerbart. Men även om det är uppenbart att klimatförändringsfrågan är mer komplicerad och svårare än ozonskiktets, är skillnaderna kvantitativa snarare än kvalitativa.

I ett viktigt avseende liknar ansträngningen att minska växthusgaserna i grunden ansträngningen att minska CFC: i varje fall måste de som vill ha förändringar motivera industrin, särskilt stora företag, att utveckla den teknik som behövs för att åstadkomma det. En av de mest anmärkningsvärda framgångarna med Montrealprotokollet var att kemiföretagen snabbt såg marknadsmöjligheterna som skapades av avtalet. DuPont, den Wilmington, DE-baserade kemikaliejätten som i mitten av 1980-talet tillverkade ungefär hälften av de CFC som producerades i USA, spenderade 500 miljoner dollar under de närmaste åren för att utveckla substitut. I början av 1990-talet hade DuPont och dess industrikonkurrenter, som inkluderade några av världens största kemiska tillverkare, börjat leverera CFC-ersättning till kyl- och luftkonditioneringstillverkare, och de hade lanserat massiva byggprojekt för att bygga ytterligare kapacitet för att producera dessa kemikalier.

Återigen är skillnaderna mellan CFC och växthusgaser anmärkningsvärda; de nya föreningarna skulle mer eller mindre direkt kunna ersätta CFC, men det finns inga lätta substitut för förbränning av fossila bränslen. Trots utfasningen av CFC belyser en faktor som är avgörande för att industrin ska kunna investera i utvecklingen av ny teknik. Genom att tillkännage en enkel och otvetydig tidsram för slutet av CFC-produktionen gjorde Montrealprotokollet det möjligt för företag att rationellt förutsäga och utveckla marknader för alternativ.

En sträng varning

Kan en sådan enkelhet dupliceras i ett internationellt avtal för att kontrollera växthusgaser? Förmodligen inte, med tanke på uppgiftens komplexitet och den stora mångfalden av industrier och teknologier som behöver vara en del av lösningen. Men inte heller historien om Montrealprotokollet bör ignoreras.

DuPont och de andra CFC-tillverkarna motiverades i slutändan av utsikterna till en lukrativ ny marknad; Med tanke på ett sådant incitament skyndade deras kemister och kemiingenjörer in ny teknik i produktion med oöverträffad hastighet. Även om det är mycket svårare att hitta alternativ till förbränning av fossila bränslen är affärsmöjligheterna också mycket större. Marknaden för energiprodukter med låga koldioxidutsläpp kommer att nå 500 miljarder dollar år 2050, enligt Stern Review on the Economics of Climate Change, som nyligen släpptes av det brittiska finansdepartementet.

Effektiviteten av en strategi för global uppvärmning kommer att bero på hur väl den skapar nya marknader. Så mycket lärde man sig av Montrealprotokollet. Men den kanske största lärdomen är också en av de enklaste: när vetenskapen visar oss en hotande miljökatastrof måste vi agera snabbt och beslutsamt, oavsett de ekonomiska eller tekniska osäkerheterna.

David Rotman är redaktör för Teknikgranskning.

Montrealprotokollet om ämnen som bryter ned ozonskiktet
16 september 1987

Dölj