Problem ujawnił się podczas rutynowych pomiarów w Obserwatorium Taunus. Stacja pomiarowa, która od 2023 roku jest częścią międzynarodowej sieci AGAGE, zarejestrowała najwyższe stężenia SF₆ spośród wszystkich europejskich punktów monitoringu. Szczególnie intrygujące było to, że wartości szczytowe pojawiały się podczas napływu powietrza z południa, co nie pasowało do żadnego znanego wzorca emisji.
Zagadkowe stężenia prowadzą do Heilbronnu
Badacze z Frankfurtu we współpracy z europejskimi partnerami postanowili rozwikłać tę zagadkę. Wykorzystując próbki powietrza z sieci ICOS w Karlsruhe, gdzie stężenia SF₆ okazały się jeszcze wyższe, zastosowali zaawansowane modelowanie inwersyjne i atmosferyczne modele transportu. Ta metoda pozwoliła im przestrzennie zlokalizować źródło emisji.
Czytaj także: To pierwsza taka cząsteczka w historii. Potrafi pochłaniać gazy cieplarniane z powietrza i wody
Wyniki wskazały jednoznacznie na region Heilbronn w południowo-zachodnich Niemczech. Emisje z tego obszaru wynoszą około 30 ton rocznie, co stanowi mniej więcej jedną trzecią całkowitych emisji SF₆ w Niemczech. To odkrycie stoi w wyraźnej sprzeczności z oficjalnymi niemieckimi inwentaryzacjami gazów cieplarnianych.
Okna dźwiękoszczelne to nie wszystko
Dotychczasowe niemieckie raporty zakładały, że większość emisji sześciofluorku siarki pochodzi z utylizacji starych okien dźwiękoszczelnych. SF₆ był używany jako gaz izolacyjny w tego typu oknach aż do 2006 roku, kiedy to zakazano jego używania. Według oficjalnych szacunków, gaz miał ulatniać się do atmosfery podczas demontażu i wyrzucania starych okien.
Tymczasem nowe pomiary pokazują zupełnie inny obraz. W regionie Heilbronn znajduje się jedyny znany badaczom w Europie zakład zajmujący się produkcją i recyklingiem SF₆. To odkrycie zmienia całkowicie perspektywę na źródła emisji tego gazu w Niemczech. Okazuje się, że emisje podczas produkcji, użytkowania i recyklingu substancji lotnych są często znacznie wyższe niż wcześniej zakładano w modelach teoretycznych.
Precyzyjne lokalizowanie źródeł emisji ma kluczowe znaczenie dla skutecznej redukcji gazów cieplarnianych. Nie da się rozwiązać problemu emisji i podjąć odpowiednich działań zaradczych, nie rozumiejąc skąd one faktycznie pochodzą.
Globalna skala problemu
Niemieckie odkrycie, choć istotne lokalnie, stanowi niewielką część globalnego problemu. Światowe emisje SF₆ wynoszą około 8000 ton rocznie, z czego same Chiny odpowiadają za około 5000 ton. Emisje z regionu Heilbronnu, choć znaczące dla Niemiec, to zaledwie ułamek procenta w skali globalnej.
Sześciofluorek siarki jest używany na całym świecie przede wszystkim jako gaz izolacyjny i ochronny w rozdzielnicach elektrycznych w inżynierii średniego i wysokiego napięcia. Ten bezbarwny, bezzapachowy i nietoksyczny gaz charakteryzuje się niezwykłą stabilnością chemiczną, co czyni go idealnym do zastosowań przemysłowych. Ta sama stabilność sprawia jednak, że pozostaje w atmosferze przez tysiące lat.
Czytaj także: Z trujących gazów robią coś o ogromnej wartości. Nowy katalizator bije rekordy
Badania prowadzone przez zespół z Frankfurtu pokazują znaczenie przejścia od teoretycznych modeli bottom-up do opartych na rzeczywistych pomiarach atmosferycznych metod top-down. Dotychczasowe oceny emisji opierały się głównie na założeniach teoretycznych, które jak widać, mogą znacząco odbiegać od rzeczywistości. Międzynarodowa sieć stacji pomiarowych AGAGE odgrywa kluczową rolę w walidacji i uzupełnianiu oficjalnych danych o emisjach gazów cieplarnianych.