Global warming en het gat in de ozonlaag
Een eerste aandachtspunt bij koelmiddelen en milieu is de invloed van koelmiddelen op het gat in de ozonlaag. De ozonlaag beschermt ons, mens en dier, tegen schadelijke UV-straling. Een dunnere ozonlaag of een zogenaamd gat resulteert in een verhoogd aantal huidkankers maar bv. ook in een lagere opbrengst van gewassen. Boven Antarctica bevindt zich een enorm “gat” in de ozonlaag van verschillende miljoenen km². De NASA maakte hiervan reeds alombekende beelden (Figuur 1). Vele “oude” koelmiddelen waren erg berucht voor hun effect op de ozonlaag. Deze zijn nu reeds verboden. Ze werden vervangen door minder stabiele alternatieven die sneller afbreken in de atmosfeer. Het Montreal Protocol beschrijft hoe men wil komen tot een terugdringing van het gebruik van deze ozonlaagaantastende middelen. Vlaanderen volgt met zijn wetgeving dit protocol ongeveer letterlijk. Het effect van de koelmiddelen op de ozonlaag wordt aangegeven met de term ODP (Ozone Depletion Potential): een hogere waarde geeft aan dat het middel de ozonlaag meer aantast.
Figuur 1. Gat in ozonlaag boven Antarctica (Bron: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio)
Een tweede aandachtspunt bij koelmiddelen en milieu is het zogenaamde broeikaseffect. Onze aarde is omgeven door een dunne laag gassen die de atmosfeer vormen. Het is deze atmosfeer die de aarde onderscheidt van andere planeten van ons zonnestelsel en die zorgt voor de vereiste omstandigheden voor de diversiteit van het leven op aarde. Broeikasgassen kunnen zich opstapelen in deze atmosfeer en hebben de eigenschap om zich te gedragen als het glas van een broeikas: het binnengestraalde zonlicht wordt er omgezet in warmte, die gevangen blijft zitten in de atmosfeer: hierdoor warmt de aarde op, hetgeen global warming wordt genoemd. Een schema van de werking van broeikasgassen is weergegeven in Figuur 2. Een aantal koelmiddelen zijn beruchte broeikasgassen… Het effect op de global warming wordt aangegeven met de term GWP (Global Warming Potential) waarbij CO2 als referentie wordt gebruikt: hoe hoger de waarde, des te groter het broeikaseffect. Om hier paal en perk aan te stellen werd het Kyoto Protocol opgesteld. Dit protocol ligt aan de basis van de Europese en Vlaamse wetgeving.
Figuur 2. Schematische weergave van het effect van broeikasgassen op de aarde (Bron: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)
Indeling koelmiddelen
Koelmiddelen worden ingedeeld volgens hun chemische samenstelling. Chloorfluorkoolstofverbindingen of CFK's zijn koolwaterstoffen waarvanwaterstofatomen zijn vervangen door chloor en/of fluor. CFK's werden in de jaren na 1950 ontwikkeld en gebruikt als koelmiddel en als drijfgas voor spuitbussen. De chlooratomen in CFK's dragen bij tot het ontstaan van het gat in de ozonlaag. Intussen zijn deze CFK’s reeds meer dan 10 jaar verboden! De industrie heeft daarom alternatieven voor deze stoffen ontwikkeld. In hydrochlorofluorokoolwaterstoffen (HCFK's) is een deel van de waterstofatomen niet vervangen door chloor, hierdoor wordt de levensduur in de atmosfeer belangrijk verkort; ze tasten de ozonlaag minder aan dan CFK's. Deze HCFK’s worden daarom iets langer toegelaten door de wetgeving, maar zullen binnenkort ook verdwijnen. In de jaren negentig werden de HFK's ontwikkeld. HFK's tasten de ozonlaag niet aan. Ze dragen echter nog steeds bij aan het broeikaseffect. Er bestaan ook mengsels van koelmiddelen, de zogenaamde blends. Zodra er in een dergelijke blend één (H)CFK zit, wordt de blend in de wetgeving beschouwd als een (H)CFK en gelden dus de strenge richtlijnen.
Focus op ozonlaag: Uitfasering van HCFK’s
Vanaf 1 januari 2004 werden HCFK’s, waartoe de ons zeer vertrouwde R22 hoort, verboden in alle nieuwe installaties. Op 1 januari 2010 is het zover, dan wordt namelijk het gebruik van nieuwe HCFK's verboden voor het behoud en onderhoud van koel- en airconditioning installaties. Vanaf die datum zullen telers en veilingen moeten onderhouden en bijvullen met gerecycleerde HCFK. Op 1 januari 2015 zullen alle HCFK’s (ook gerecycleerd product) volledig verboden zijn. Bedrijven die nog steeds installaties bezitten die werken met het koudemiddel R22, moeten nu toch gaan denken aan omschakelen. Er zal op tijd moeten vervangen of omgebouwd worden om het risico op ongewenste productiestops te vermijden. Een samenvatting van de Vlaamse wetgeving is terug te vinden inTabel 1.
Tabel 1: Indeling van koelmiddelen, ODP, GWP en einde toelating (niet exhaustief)
Focus op global warming: controle van de lekdichtheid van installaties
Koelmiddelen worden niet enkel geviseerd omwille van hun effect op de ozonlaag. Ze dragen immers ook in minder of meerdere mate bij tot het broeikaseffect. De GWP-index geeft aan hoe belastend een middel is voor de opwarming van de aarde. In Vlaanderen ligt de nadruk nu voornamelijk nog op beperking van lekken van deze middelen naar het milieu. Ook hiervoor zijn er richtlijnen opgesteld, afhankelijk van het soort koelmiddel en de grootte van de koelinstallatie. Controle op lekdichtheid is verplicht vanaf 4 juli 2007. Zie Tabel2. Verder zijn er nog enkele richtlijnen zoals het verbod op broeikasgassen voor bepaalde toepassingen (niet van toepassing op tuinbouw) en de verplichte certificering van koeltechniekers.
Uit Tabel 1 blijkt dat niet alle middelen van één chemische groep even belastend zijn. Bv. R134A, met een GWP van 1300, is minder belastend dan R404A, met een GWP van 3260. In een aantal landen, waaronder Denemarken en Noorwegen worden er nu reeds verschillende taksen geheven op de middelen naargelang hun GWP, om de keuze voor een gunstiger middel te bevoordelen.
Tabel 2. Frekwentie lekdetectie
*Met uitzondering van hermetisch gesloten systemen kleiner dan 6kg HFK
Welk koelmiddel kiezen?
Welk koelmiddel men nu tenslotte het best kiest voor een bepaalde installatie hangt af van vele factoren. Simpelweg kijken naar de ODP en GWP zou snel leiden tot de conclusie dat de middelen onderaan Tabel 1 de beste keuze zijn. Immers ammoniak en andere middelen in deze categorie scoren zeer goed op gebied van milieu. Toch hebben ook deze middelen beperkingen. Hierna volgt slechts een zeer korte opsomming van de voor- en nadelen van de diverse groepen middelen. Voor een correct advies dient een teler contact op te nemen met een specialist ter zake.
CFK’s zijn verboden en dienen dus niet meer besproken te worden. HCFK’s waren en zijn nog steeds voor de tuinbouw koelmiddelen met zeer gunstige thermofysische eigenschappen en kunnen met allerlei soorten oliën worden gebruikt. Vervuiling van het systeem vormt ook niet direct een groot probleem. HFK’s hebben vergelijkbare thermofysische eigenschappen als CFK’s en HCFK’s en kunnen in die zin goed vervangen maar ze zijn minder goed verenigbaar met constructiemateriaal en oliën en gevoeliger voor vervuiling in het systeem. Koolwaterstoffen zoals R600 en R290 hebben als grootste nadeel hun ontvlambaarheid, hetgeen bijzondere veiligheidseisen stelt. CO2 wijkt sterkt af wat betreft temperatuur-druk-eigenschappen waardoor een gans andere (duurdere) installatie vereist is die het overwegen waard is voor een grote koelinfrastructuur maar vooralsnog niet voor een teler. Ammoniak (R717) stelt speciale eisen aan het constructiemateriaal: dit mag geen koper zijn. Het is erg toxisch en redelijk ontvlambaar. Ammoniak komt in aanmerking voor de grotere installaties van telers. Tenslotte zijn er nog nieuwere koelmiddelen in aantocht, die in de nabije toekomst op de markt zullen komen.Voor de omschakeling naar of nieuwbouw met koelmiddelen die HFK’s vervangen kan een teler subsidies aanvragen o.a. Vlif-steun, verhoogde investeringsaftrek en in bepaalde gevallen ecologiepremie.
Figuur 3. Gedeelte van ammoniak-CO2-systeem
Bronnen
- VERORDENING (EG) Nr. 2037/2000 VAN HET EUROPEES PARLEMENT EN DE RAAD van 29 juni 2000 betreffende de ozonlaag afbrekende stoffen
- VERORDENING (EG) Nr. 842/2006 VAN HET EUROPEES PARLEMENT EN DE RAAD van 17 mei 2006 inzake bepaalde gefluoreerde broeikasgassen
