Hyppää pääsisältöön

F-kaasut ja niiden päästöt

Fluoratut kasvihuonekaasut (F-kaasut) ovat ilmastoa voimakkaasti lämmittäviä kaasuja, joita käytetään mm. lämmönsiirto- ja kylmäaineina jäähdytys-, ilmastointi- ja lämpöpumppulaitteistoissa. F-kaasuihin kohdistuvan EU-sääntelyn vaikutuksesta F-kaasujen päästöt ovat kääntyneet Suomessa jo laskuun.

F-kaasut ja niiden vaihtoehtoja

F-kaasut ovat usean kemiallisen yhdisteen muodostama ryhmä kasvihuonekaasuja. Niihin kuuluvat fluorihiilivedyt (HFC-yhdisteet), perfluorihiilivedyt (PFC-yhdisteet), rikkiheksafluoridi (SF6) ja typpitrifluoridi (NF3). F-kaasuja käytetään pääosin kylmä- ja ilmastointilaitteissa, lämpöpumpuissa, sähköisissä kytkinlaitteistoissa, palontorjunnassa, solumuovien valmistuksessa sekä aerosoleina ja liuottimina. F-kaasuille on vaihtoehtoja monissa käyttötarkoituksissa. 

F-kaasuilla on korvattu otsonikerrosta heikentäviä aineita, joiden käytöstä on luovuttu otsonikerroksen suojelusopimuksen Montrealin pöytäkirjan myötä. Ensimmäisen ja toisen sukupolven kylmäaineet, CFC:t ja HCFC:t tuhosivat otsonikerrosta ja aiheuttivat ilmaston lämpenemistä. Niitä seuranneet HFC:t eivät tuhoa otsonikerrosta, mutta ne ovat voimakkaita kasvihuonekaasuja. 

Joihinkin HFC- ja HFO- aineisiin (vetyfluoriolefiinit) liittyy ilmakehävaikutusten ohella niiden hajoamistuotteiden pysyvyys ja kertyvyys vesiekosysteemeissä ja niiden suolojen myrkyllisyys. Niinpä niistä ollaan siirtymässä asteittain haitattomampiin kylmäaineisiin.

Nk. luonnolliset kylmäaineet eivät tuhoa otsonikerrosta ja niiden ilmastoa lämmittävä vaikutus on lähes olematon. Tällaisia ovat esimerkiksi hiilidioksidi, vesi, ammoniakki ja hiilivedyt, kuten isobutaani, propaani, propyleeni ja ilma. Lisätietoa F-kaasuille vaihtoehtoisista aineista löytyy komission sivuilta.

Kuva
Kuvio siirtymästä kohti haitattomampia kylmäaineita. Montrealin pöytäkirjalla rajoitettiin otsonikerrosta heikentävien ja voimakkaiden kasvihuonekaasujen CFC- ja HCFC-yhdisteiden käyttöä. Niistä siirryttiin HFC-yhdisteisiin, jotka eivät tuhoa otsonikerrosta, mutta ovat voimakkaita kasvihuonekaasuja. HFC-yhdisteistä ollaan siirtymässä kohti ilmastoystävällisiä ja kemikaaliturvallisia vaihtoehtoja, jotka eivät heikennä otsonikerrosta, eivät lämmitä ilmastoa ja joista ei synny vaarallisia hajoamistuotteita.
Montrealin pöytäkirjan ja EU-lainsäädännön ansiosta tapahtunut ja edelleen tapahtuva siirtymä kohti haitattomampia kylmäaineita. ODP= otsonia tuhoava vaikutus (Ozone Depleting Potential). GWP= Kaasun lämmitysvaikutus verrattuna hiilidioksidiin. Hiilidioksidin GWP=1. (Global Warming Potential). © Suomen ympäristökeskus

F-kaasujen ominaisuudet

Ilmakehän F-kaasut ovat peräisin ihmistoiminnasta, eikä kaasuilla ole luontaisia päästölähteitä. Kaasujen päästöt ovat verrattain vähäisiä, mutta niiden ilmakehää lämmittävä vaikutus on suuri suhteessa muihin kasvihuonekaasuihin. Lämmitysvaikutusta kuvataan hiilidioksidiin suhteutetulla GWP-indeksillä (Global Warming Potential). Hiilidioksidin GWP-arvo on 1. GWP-indeksillä mitattuna F-kaasut ovat satoja tai jopa kymmeniä tuhansia kertoja hiilidioksidia voimakkaampia kasvihuonekaasuja.

F-kaasujen rakenne ja ominaisuudet

F-kaasuja ovat fluorihiilivedyt (HFC-yhdisteet), perfluorihiilivedyt (PFC-yhdisteet), rikkiheksafluoridi ja typpitrifluoridi. Rikkiheksafluoridi (SF6) on molekyyli, jonka keskustassa olevaa rikkiatomia ympäröi kuusi fluoriatomia. Typpitrifluoridi (NF3) on molekyyli, joka koostuu yhdestä typpiatomista ja kolmesta sitä ympäröivästä fluoriatomista. HFC- ja PFC-yhdisteiden rakenne taas vaihtelee yhdisteestä toiseen. Yhteistä HFC- ja PFC-yhdisteille on yhdestä tai useammasta hiiliatomista koostuva runko, johon kiinnittyy vety- ja fluoriatomeja (HFC-yhdisteet) tai ainoastaan fluoriatomeja (PFC-yhdisteet).

Tavallisimpia Suomessa käytettyjä F-kaasuja

Taulukossa on lueteltu tavallisimpia Suomessa käytettyjä F-kaasuja, niiden GWP-arvot sekä yleisimmät käyttötarkoitukset. GWP-arvot ovat IPCC:n viidennen arviointiraportin mukaisia.

Yhdisteen nimi GWP-arvo Käyttötarkoitus
HFC-23 (CHF3) 12 400 kylmäaine matalissa lämpötiloissa; prosessikaasu puolijohteiden valmistuksessa
HFC-32 (CH2F2) 677 kylmäaine; komponentti kylmäaineseoksissa
HFC-125 (CHF2CF3) 3 170 komponentti kylmäaineseoksissa ja sammutteessa
HFC-134a (CH2FCF3) 1 300 kylmäaine; komponentti kylmäaineseoksissa ja sammutteessa; ponnekaasu aerosoleissa ja solumuovien valmistusprosessissa
HFC-143a (CF3CH3) 4 800 komponentti kylmäaineseoksissa
HFC-152a (CH3CHF2) 138 komponentti kylmäaineseoksissa; aerosolien ponnekaasu
Tetrafluorimetaani (CF4) 6 630 prosessikaasu puolijohteiden valmistuksessa; sähkönjakelulaitteiden eristekaasu
Heksafluorietaani (C2F6) 11 100 komponentti kylmäaineseoksissa; prosessikaasu puolijohteiden valmistuksessa
Perfluoripropaani (C3F8) 8 900 komponentti kylmäaineseoksissa; prosessikaasu puolijohteiden valmistuksessa
Rikkiheksafluoridi (SF6) 23 500 sähkönjakelulaitteiden eristekaasu; prosessikaasu puolijohteiden valmistuksessa; merkkiainekaasu; hiukkaskiihdyttimien eristekaasu

 

F-kaasujen päästöt ja päästölähteet

Suomessa F-kaasujen päästöt ovat peräisin kylmä- ja ilmastointilaitteista, aerosoleista, solumuovituotteista, sähkönjakelulaitteista ja joukosta muita pienempiä päästölähteitä. Päästöt syntyvät laitteiden ja tuotteiden valmistuksen, käytön ja käytöstä poiston yhteydessä. Laitteiden erilaisten ominaispiirteiden ja käyttötapojen vuoksi kaasua pääsee ilmakehään eri tavoin ja vaihtelevia määriä.

F-kaasujen päästölähteet

Suomen F-kaasujen päästöt vuonna 2021 olivat 0,9 miljoonaa tonnia hiilidioksidiekvivalenttia (Mt CO2-ekv.), kun kasvihuonekaasujen kokonaispäästöt Suomessa olivat noin 47,9 Mt CO2-ekv. F-kaasujen osuus Suomen kasvihuonekaasujen kokonaispäästöistä oli 1,8 prosenttia vuonna 2021. F-kaasujen osuus kasvihuonekaasujen päästöistä on pieni, mutta pidemmällä aikavälillä F-kaasujen päästötaso on noussut voimakkaasti ollen nyt 16-kertainen vuoteen 1990 verrattuna. F-kaasupäästöjen huippu on kuitenkin jo saavutettu 2010-luvun taitteessa ja päästöt ovat sen jälkeen kääntyneet hienoiseen laskuun. Vuoden 2021 päästölaskennassa F-kaasujen päästömäärän arvioitiin laskeneen seitsemän prosenttia vuoden 2020 päästöarviosta. Suomen ympäristökeskus vastaa F-kaasupäästöjen laskennasta Suomen kasvihuonekaasuinventaariossa.

Fluorattujen kasvihuonekaasujen päästöjen kasvun taustalla on useita tekijöitä. 1990-luvun lopulla F-kaasujen käyttö lisääntyi voimakkaasti, kun niillä alettiin korvaamaan otsonikerrosta heikentäviä aineita. Lisäksi F-kaasupäästöjä on kasvattanut mm. kylmä- ja ilmastointilaitteiden määrän kasvu.

Valtaosa Suomen F-kaasujen päästöistä on peräisin kylmä- ja ilmastointilaitteista. Seuraavaksi suurimpana päästölähteenä ovat aerosolien ja yksikomponenttisten saumaeristeiden käyttö. Muiden lähteiden osuus päästöistä on vähäisempi. Taulukossa on esitetty päästöjen jakautuminen eri päästölähteiden välillä vuonna 2021.

Päästölähde Päästömäärä (Mt CO2-ekv.)
Kylmä- ja ilmastointilaitteet 0,81
Aerosolit ja saumaeristeet 0,02
Sähkönjakelulaitteet 0,02
Solumuovit 0,004
Muut lähteet 0,01
Yhteensä 0,86

 

F-kaasupäästöjen kehitys

F-kaasupäästöjen tulevaisuuden kehitystä ennakoivia projektioita päivitetään Suomen ympäristökeskuksessa säännöllisesti uusimpien vuosi-inventaariotietojen sekä kansainvälisen kirjallisuuden pohjalta. Tarkemmin ennakoitua päästökehitystä kuvataan Keskipitkän aikavälin ilmastopolitiikan suunnitelmassa.

Julkaisija

Suomen ympäristökeskus (Syke)