Ooit waren vooral chloorfluorkoolwaterstoffen (cfk’s) in gebruik als ‛koudemiddel’ om energie te verplaatsen in airco’s, koelinstallaties of warmtepompen. Qua fysische eigenschappen waren ze perfect, maar chemisch vielen ze achteraf tegen: wanneer ze ontsnapten uit een lekkend koelcircuit, bleken ze de beschermende ozonlaag rond de aarde af te breken. In 1987 leidde dit tot het roemruchte Montrealprotocol, dat geleidelijke afbouw van de productie voorschreef en zo de invoering van alternatieven afdwong.

Chloorvrije fluorkoolwaterstoffen lagen het meest voor de hand. Pas veel later groeide het besef dat deze hfk’s wel ‛ozonvriendelijk’ zijn, maar qua broeikaseffect niet voor cfk’s onderdoen. De meest bekende variant, R134a, zit qua ‛global warming potential’ (GWP) 1.340 keer boven het niveau van CO₂. In Kigali, Rwanda, zijn daarom in 2016 aanvullende afspraken gemaakt die ook de hfk-productie aan banden leggen. Op termijn is dus opnieuw een andere koelstof nodig.

Een van de initiatiefnemers van die maatregel was Guus Velders, hoogleraar aan de Universiteit Utrecht en senior wetenschapper bij het RIVM. Hij legt uit dat cfk’s en hfk’s vijf tot vijftig jaar in de atmosfeer kunnen blijven hangen: ‛C-F-bindingen zijn heel stabiel, al gaat de afbraak iets sneller als er ook waterstof bij zit.’ Een chemisch elegante oplossing is het inbouwen van een C=C-binding die overgevoelig is voor hydroxylradicalen (OH). Zo verdwijnt R1234yf, een recent alternatief voor R134a in auto-airco’s, binnen een paar weken uit de atmosfeer. Dat houdt het GWP beperkt tot 4.

Pro-actief aanpassen

Grotere koelinstallaties kunnen ook werken met goedkopere gassen zoals propaan, ammoniak en zelfs CO₂, terwijl in de meeste koelkasten al jaren isobutaan zit. Maar terwijl je voor R1234yf vrijwel niets aan je airco hoeft te verbouwen, vragen fluorloze alternatieven een aangepast installatie-ontwerp. En in Atmospheric Chemistry and Physics suggereren Velders en collega’s nu dat de industrie die aanpassingen al daadwerkelijk doorvoert.

Niet dat ze in de keuken mochten kijken, maar uit indirecte gegevens valt veel af te leiden. ‛We gebruiken productie- en consumptierapportages uit de EU en andere landen’, vertelt Velders. ‛Ook zijn er gegevens over concentraties in de atmosfeer. De snelheid waarmee hfk’s worden afgebroken is redelijk bekend, en zo kun je de mondiale emissie afleiden.’

De jongste gegevens stammen uit 2017-2019. Toen waren de Kigali-afspraken nog niet eens van kracht, maar je ziet toch al dat de emissies minder stijgen dan voorheen gedacht. Opvallend genoeg betreft het vooral R143a, een verbinding die circuleert in industriële koelinstallaties. ‛Bedrijven zien beperkingen aankomen en investeren er nu al niet meer in’, vermoedt Velders. Dat de afspraken in een land als China pas veel later zullen ingaan dan bij ons, maakt minder uit dan je zou verwachten: ‛Verschillende markten moeten bedienen, is heel vervelend. Het is veel handiger als je dingen maakt die je kunt verkopen in de VS, in Europa, in Japan én in eigen land.’ Dat er al alternatieven op de plank lagen, heeft volgens hem ongetwijfeld geholpen.

Het betreft gassen die ook voor andere doeleinden worden gebruikt, en waarvan niemand een boekhouding bijhoudt. Welke het meest populair zijn, is dus niet na te gaan. Wel is bekend dat supermarkten soms al CO₂ of propaan gebruiken en dat dat laatste gas nu ook opduikt in airco’s en warmtepompen. ‛De industrie zoekt bij elke toepassing naar het best geschikte alternatief, ook qua toxiciteit, brandbaarheid en explosiegevaar’, verduidelijkt Velders.

Niet wéér

Hij verwacht niet nogmaals een omschakeling wegens voortschrijdend inzicht. ‛1234-achtige verbindingen zouden effect kunnen hebben op smogvorming, maar veel zal het niet zijn. Andere neveneffecten zijn niet bekend. Er ontstaan bij de afbraak schadelijke stoffen zoals trifluorazijnzuur, maar die lijken maar een heel kleine bijdrage te kunnen vormen aan wat er al in aquatische ecosystemen zit.’ Hooguit kan hij zich voorstellen dat er ‛iets’ weglekt bij de productie, wat bij fluorchemie niet voor het eerst zou zijn.

Brandbaarheid zou wel een punt kunnen zijn. Om die reden wees de Duitse auto-industrie ooit R1234yf af, maar achteraf lijkt het een drogreden. Velders besluit: ‛Als in een auto een halve kilo koudemiddel zit en tegelijk 50 liter benzine, waar heb je het dan over?’

Zie ook ons eerdere nieuwsbericht.