NIEUW KOUDEMIDDEL R-1234YF
BLIJFT GEMOEDEREN BEDAREN

Europa verbiedt vanaf 2017 gebruik van R-134a

Sinds 1 januari 2017 mogen nieuwe voertuigen niet langer een klimaatbeheersingssysteem met een koudemiddel met Global Warming Potential (GWP) van meer dan 150 bevatten. Het milieuonvriendelijke R-134a wordt daardoor steeds verder naar de uitgang verwezen. Het alternatief, R-1234yf, deed de voorbije jaren heel wat stof opwaaien, maar lijkt intussen de meest courante oplossing te zijn voor het leeuwendeel van de autofabrikanten. Al blijven ook andere koudemiddelen zoals CO2 nog steeds in de ontwikkelingsfase. Tijd voor een stand van zaken.

KOUDEMIDDELEN

Om lucht te koelen, maakt airconditioning gebruik van een koudemiddel. Dat wordt in lagedrukgasvorm in de compressor getrokken, onder druk gezet en naar de condensor gestuurd. Daar wordt het gas opnieuw omgezet in vloeibare vorm onder hoge druk. Bij het verlaten van de condensor gaat de vloeistof nog door de filterdroger met een droogmiddel dat water uit de vloeistof haalt en het koudemiddel filtert. In de thermische expansieklep verandert het systeem van de hogedrukzijde naar de kant met lage druk. Daarna gaat de vloeistof naar de verdamper, die zich in de voertuigcabine bevindt. De vloeistof komt daar met een lage druk binnen aan een temperatuur van 0 °C. De warmte in de voertuigcabine is voldoende om het koelmiddel te laten koken (dankzij het lage kookpunt) en terug om te vormen tot gas. Dat gas neemt warmte met zich mee uit de verdamper en komt vervolgens opnieuw in de compressor, waar het hele proces opnieuw kan beginnen.

Van freon naar R-134a

De allereerste airco maakte gebruik van het koudemiddel R-12 (freon). Dat chloorfluorkoolwaterstof bleek echter heel schadelijk voor de ozonlaag. Als R-12 op een of andere manier in de atmosfeer terechtkwam, zou het 1.500 jaar duren vooraleer het helemaal opgelost en afgebroken is. Begin jaren 90 werd daarom gekozen voor een alternatief, R-134a. Dat koudemiddel bestaat uit fluor en ethaan, en heeft een kookpunt van -26,3 °C. Het heeft dus vrijwel dezelfde thermodynamische eigenschappen als freon, maar is milieuvriendelijker. Ter vergelijking, als R-134a in de atmosfeer terecht zou komen, zou het 'amper' 22 jaar duren om volledig opgelost en afgebroken te worden.

NIEUWE ONTWIKKELINGEN

Sinds 1 januari 2011 mag een auto met een klimaatbeheersingssysteem met een gefluoreerd broeikasgas met een GWP van meer dan 150 niet meer gehomologeerd worden. Dat zegt althans de Europese richtlijn 2006/40/CE. De GWP, oftewel Global Warming Potential, is de graadmeter voor hoeveel een stof bijdraagt aan het broeikaseffect. Hoe lager die waarde, hoe milieuvriendelijker de stof. De Vlaamse regering nam dit over en goot de Europese richtlijn in een wet. Dit hield in dat R-134a, met een GWP van 1.300, niet meer aan de normen voldeed.

R-1234yf

De auto-industrie kreeg lang de tijd om een milieuvriendelijk en alternatief koudemiddel op de markt te brengen. Honeywell en DuPont ontwikkelden een substantie met gelijklopende thermodynamische eigenschappen als R-134a, HFO 1234yf. Het aardopwarmingsvermogen van het nieuwe koudemiddel bedraagt 4 en het ozonafbrekende vermogen 0. Bovendien heeft R-1234yf een lagere levensduur in de atmosfeer, amper zeven tot acht dagen. Niemand werd verplicht om te kiezen voor R-1234yf als alternatief, maar aangezien het koudemiddel technisch gelijkaardig was aan R-134a, moest er bij deze keuze minimaal ontwikkeld worden. De compressor, de verdamper, het expansieventiel en de condensor hadden geen bijkomende aanpassingen nodig. Enkel de olie en de O-ringen verschillen en de leidingen liggen uit veiligheidsoverwegingen verder verwijderd van de warme delen van de motor.

Brandgevaar

Hoewel dit nieuwe gas een pak milieuvriendelijker is dan het oude gas, wezen verschillende automerken op een verhoogd brandrisico en stonden ze aanvankelijk weigerachtig tegenover de implementatie ervan. In combinatie met compressorolie zou het koudemiddel een verhoogd brandrisico hebben én bestaat het risico dat er bij ontbranding waterstoffluoride gevormd wordt, wat giftig is. De Europese Commissie onderzocht de zaak en oordeelde dat koudemiddel R-1234yf wel degelijk veilig is.

Achterpoortje

Veel autofabrikanten vonden echter een achterpoortje in de Europese richtlijn. Die stelt dat vanaf 1 januari 2011 alle nieuwe types van motorvoertuigen uitgerust moeten worden met een koudemiddel dat een GWP-waarde heeft onder de 150. In plaats van nieuwe modellen te produceren, plaatsten fabrikanten de homologatie van hun nieuwe wagens als addendum van de homologatie van het oude model, waardoor ze vooralsnog met het oude gas mochten blijven werken. Sinds 1 januari 2017 maakt de richtlijn echter komaf met dat achterpoortje. Vanaf dan geldt de regel immers voor alle voertuigen die ingeschreven worden of in verkeer worden gesteld. De autofabrikanten draaiden bij en het nieuwe koudemiddel werd gemeengoed in de nieuw gehomologeerde modellen. Tegen het einde van dit jaar zullen er in Europa ongeveer 18 miljoen auto's met R-1234yf rondrijden.

Prijsverschil

Een bijkomend nadeel is dat R-1234yf in de beginjaren ruim tien keer meer kostte dan R-134a. Dat prijsverschil is inmiddels gedaald, maar nog steeds geldt R-1234yf als het duurdere koudemiddel. Verwacht wordt dat de prijs van R-134a de komende jaren aanzienlijk zal stijgen en dat het nieuwe koudemiddel de omgekeerde beweging zal maken.

Geleidelijke overstap

In tegenstelling tot bij de overstap van R-12 naar R-134a werd er geen einddatum vastgelegd wat betreft het gebruik van het koudemiddel. De Europese richtlijn zorgt voor een geleidelijke overstap naar alternatieve koudemiddelen zoals R-1234yf, doordat ze het gebruik van het oude gas enkel bij nieuwe wagens verbiedt. Oudere wagens mogen gedurende hun ganse levensduur wel het koudemiddel R-134a blijven gebruiken. Hierdoor zullen werkplaatsen de komende jaren beide klimaatbeheersingssystemen over de vloer krijgen en bijgevolg de nodige investeringen moeten doen in een aangepast aircoservicestation.

ALTERNATIEVEN

R-744 (CO2)

R-744 is een klimaatbeheersingssysteem met CO2. Het is een milieuvriendelijk systeem en zal bij eventuele lekken niet voor een grote milieuschade zorgen. De GWP bedraagt 1. Het voornaamste probleem met dit koudemiddel zijn de hogere restdrukken. Daardoor moeten de componenten van het aircosysteem steviger en dus duurder worden. Hoewel het gas een pak goedkoper is, blijft hier de prijs voor het systeem een struikelblok. Vooral Mercedes-Benz en Volkswagen investeerden de voorbije jaren in de ontwikkeling van dit koelingssysteem met koolstofdioxide, maar de verregaande implementatie ervan lijkt nog niet voor meteen.In de wandelgangen valt te horen dat de ontwikkeling van een dergelijk klimaatbeheersingssysteem mogelijk in een stroomversnelling zal komen als het gebruik van koudemiddel R-134a ook voor grotere voertuigen zoals bussen aan banden wordt gelegd. Het koudemiddel R-1234yf lijkt in grotere hoeveelheden immers niet veilig genoeg voor een implementatie in dergelijke transporten.

R-444a (AC-5) en R-445a (AC-6)

Een SAE CRP (Cooperative Research Group) werkte een tijdlang aan twee koudemiddelmengels op basis van HFO 1234ze (e). De GWP van R-444a en R-445a bedraagt respectievelijk 92 en 130. Het brandrisico ten opzichte van R-1234yf ligt een pak lager en de mengsels hebben ook een doel als koelmiddel voor warmtepompen.