Quelles sont les principales sources d'émissions de gaz fluorés?

Les gaz fluorés sont utilisés dans des produits tels que les réfrigérateurs, les climatisations, les mousses et les aérosols. Les émissions provenant de ces produits sont causées par une fuite de gaz pendant le processus de fabrication et pendant la vie du produit. Les gaz fluorés sont également utilisés dans la production de métaux et de semi-conducteurs.

Les émissions des trois principaux gaz fluorés (les hydrofluorocarbures (HFC), les perfluorocarbures (PFC) et l'hexafluorure de soufre (SF6)) sont presque toutes générées par les humains, principalement par l'activité industrielle. À l'exception du tétrafluorure de carbone (CF4), les gaz fluorés n'ont pas de source naturelle.

Les émissions dues à l'activité humaine ont entraîné une augmentation des niveaux dans l'atmosphère de presque zéro en 1750 à 89 parties par billion (ppb) pour les HFC et 6,7 ppb pour le SF6 en 2009. Les niveaux de PFC ont augmenté de 34,7 ppb à l'époque pré-industrielle à 82 ppb en 2009. Les activités humaines créent des émissions de gaz fluorés depuis longtemps, beaucoup plus rapidement que la Terre ne peut les éliminer, ce qui augmente les taux mondiaux.

Schéma 1:Source: The 2010 Assessment of the Scientific Assessment Panel, UNEP. [Evaluation de 2010 du Groupe d'Evaluation Scientifique, PNUE.]

Sources des HFC

Les HFC constituent la plus grande source d'émissions de gaz fluorés. C'est aussi la source d'émissions de gaz à effet de serre à la croissance la plus rapide. La plupart des HFC sont contenus dans les équipements et dans les produits. Les fuites de gaz causent des émissions au cours de la fabrication, de la maintenance et de l'utilisation normale. Si l'élimination n'est pas faite correctement, les HFC continuent de s'échapper du produit jusqu'à ce qu'il soit vide.

Tableau 1:

Les réfrigérateurs et les climatiseurs forment la source d'émissions d'HFC la plus importante. Ces appareils utilisent des HFC comme réfrigérant, qui fuit petit à petit. Les réfrigérateurs commerciaux, comme ceux utilisés dans les supermarchés, libèrent des quantités d'HFC considérables dont les taux d'émission atteignent 5% à 22% par an.

Les climatiseurs mobiles utilisés dans les voitures et autres véhicules sont les systèmes responsables de la plus grande quantité d'émissions de HFC. Le fait que ces appareils soient installés en masse dans les véhicules du monde entier (80% des voitures particulières et des véhicules commerciaux) est cumulé à leur haut taux de perte de réfrigérant. Le taux d'émission annuel des systèmes de climatisation mobile est d'environ 8%, et les pertes de réfrigérant après 5 ans sont d'au moins 40%.

Les mousses sont une source considérable d'émission d'HFC. Ces gaz sont utilisés dans la production de mousses en tant qu'agents d'expansion. Les HFC créent de minuscules bulles dans les mousses, mais sont enfermés à l'intérieur : les émissions peuvent avoir lieu à tout moment, de la fabrication à l'élimination.

Les émissions d'HFC sont également produites par les aérosols. Les HFC sont utilisés comme gaz propulseurs dans les aérosols pour créer une brume de particules liquides. À chaque fois que le spray est utilisé, il libère aussi ces gaz directement dans l'atmosphère. D'autres sources moins importantes existent, comme les protections contre les incendies et les dissolvants.

Le HFC-134a, le HFC-23, le HFC-125 et le HFC-152a composent la majorité des émissions d'HFC. Le HFC-134a est utilisé dans la réfrigération et la climatisation, avec des émissions égales à 149000 tonnes par an. Le HFC-23 est émis parallèlement à la production de HCFC-22. Les émissions de HFC-23 sont à hauteur de 8700 tonnes par an. Le HFC-125 est également utilisé dans la réfrigération et la climatisation, avec 22000 tonnes d'émissions annuelles. Le HFC-152a est utilisé comme agent d'expansion des mousses et dans les aérosols, avec 50000 tonnes d'émissions par an.

Sources des PFC

Les PFC sont une source considérable d'émissions de gaz fluorés. Ces gaz sont créés au cours de la production de l'aluminium et des semi-conducteurs. Le PFC-14 (CF4) et le PFC-116 (C2F6) représentent la majorité des émissions de PFC.

Les émissions de CF4 et de C2F6 proviennent parfois du processus de fusion de l'aluminium. Elles sont causées par des perturbations, comme lorsque les niveaux d'alumine sont trop bas. L'industrie de l'aluminium produit 12000 tonnes de CF4 et 900 tonnes de C2F6 chaque année, ce qui en fait la plus grande source d'émissions de PFC.

Le C2F6 est également utilisé directement comme réactif d'attaque et nettoyant dans la fabrication de semi-conducteurs. La partie des gaz qui ne réagissent pas avec les matériaux pendant le processus est généralement libérée dans l'atmosphère. Les émissions de C2F6 de cette industrie génèrent 1800 tonnes par an.

Moins de 0,1% des émissions totales de PFC sont d'origine naturelle. De petites quantités de CF4 se trouvent dans la fluorine, le granit et des dépôts naturels de gaz. Les réactions géochimiques dans la lithosphère sont responsables de ces émissions. On estime que les sources naturelles produisent 10 tonnes de CF4 par an.

Sources de SF6

Le SF6 est une autre source importante des émissions de gaz fluorés. Ce gaz est principalement utilisé par le secteur de l'électricité comme isolant et comme interrupteur d'arc. L'autre source principale d'émissions de SF6 provient de son utilisation comme gaz de couverture dans la production de magnésium. Les émissions totales de SF6 sont de 7160 tonnes par an.

Le SF6 est largement utilisé dans le matériel de transmission et de distribution de l'électricité. Les émissions se produisent au cours de fuites et de pertes pendant l'entretien. Le SF6 est également utilisé comme gaz de couverture pour protéger le magnésium en fusion de l'oxydation. Les émissions ont lieu pendant le processus de production lorsque le gaz est libéré dans l'atmosphère.

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