WARMTEPOMPEN
Install Magazine 989 – maart 2023
Sterk pleidooi voor natuurlijke koelmiddelen
Afsluitende bijeenkomst TRI-HP project
TRI-HP is een onderzoeksproject in het kader van Horizon2020 met als doel om trigeneratiesystemen (warmte, koude en elektriciteit) te ontwikkelen op basis van warmtepompen met natuurlijke koelmiddelen die gebruik maken van verschillende warmtebronnen. Het liep van 2019 tot 2023 en begin februari van dit jaar werd de afsluitende bijeenkomst gehouden in Brussel. In tegenstelling tot wat men zou verwachten, werd hier niet diep ingegaan op de technische resultaten van het onderzoek. De meeste aandacht ging uit naar de kwestie van natuurlijke koelmiddelen in warmtepompen, en hoe dit moest vertaald worden in de herziening van de F-gassenverordening
De toekomst is aan de natuurlijke koelmiddelen
Het doel van het TRI-HP project was om concepten voor trigeneratie (de productie van warmte, koude en elektriciteit) te ontwikkelen, op basis van een warmtepomp op natuurlijke koelmiddelen, waarbij er gebruik werd gemaakt van verschillende warmtebronnen (lucht, bodem, water...). Daarbij moest 80% van de hernieuwbare energie plaatselijk worden opgewekt, de kosten moesten 10-15% lager liggen dan beschikbare warmtepompsystemen met vergelijkbare prestaties, en de CO2-uitstoot moest 75% lager liggen dan conventionele toestellen op fossiele brandstoffen of netstroom. Dat leidde tot een innoverend systeem van koude-opslag in een ijsslurry met regeneratie via zonne-energie.
De korte voorstelling van deze resultaten vormde slechts de inleiding tot de eigenlijke kern van de discussie: de overschakeling van warmtepompen op natuurlijke koelmiddelen, en hoe de aanpassing van de F-gassenverordening daarin past. Een brede waaier van partijen kwam daarbij aan bod: kennisinstellingen, de industrie, de installatiesector, consumenten- en milieuverenigingen, en Europese instellingen. De algemene consensus was dat warmtepompen uiteindelijk helemaal, of zo goed als, zouden overschakelen op natuurlijke koelmiddelen. Alleen over het tempo en het precieze traject is er nog heel wat onenigheid.
Principieel of pragmatisch
Aan de ene kant is er het principiële standpunt: we weten dat het technisch mogelijk is om warmtepompen op natuurlijke koelmiddelen te laten werken, en dat dit een grote milieuwinst zou opleveren. De conclusie moet dat zijn dat we meteen moeten overschakelen op de meest ecologische technieken. Aan de andere kant staan de pragmatici. Die ontkennen de voordelen van natuurlijke koelmiddelen niet, maar wijzen erop dat de ontwikkeling van de toestellen, opstellen van normen en procedures, opleiding van de technici enzovoort... allemaal tijd kost. Ondertussen hebben we een performante oplossing in de vorm van laag-GWP synthetische koelmiddelen, met een geringe impact op het milieu. Laat ons daar het potentieel van maximaliseren vooraleer we volgende stap zetten.
De hele kwestie is in een stroomversnelling terecht gekomen door de energiecrisis en de nood om snel van fossiele brandstoffen af te raken. De vraag naar warmtepompen is gestegen als nooit tevoren en alle geledingen van de bedrijfskolom hebben het moeilijk om de bestellingen bij te houden. Die beweging vertragen of stilleggen kan contraproductief uitvallen. Tot die nieuwe, meer milieuvriendelijke, toestellen op de markt komen, valt er dan immers een gat in de bevoorrading, dat in het beste geval wordt opgevuld met condensatieketels, en in het slechtste met allerhande geïmproviseerde stooktoestellen.
Terug naar de natuur
De voorstanders van natuurlijke koelmiddelen gaan uit van het voorzorgsprincipe. Voor warmtepompen komen als koelmiddelen hoofdzakelijk CO2, propaan en ammoniak in aanmerking. Deze moleculen zijn al aanwezig op aarde, dus we zijn perfect op de hoogte van de risico’s en eventuele milieu-effecten die ze inhouden. Bij chemische koelmiddelen anderzijds, is er een lange geschiedenis van ‘wondermiddelen’ die, eenmaal ze in grote hoeveelheden in het leefmilieu terechtkomen, voor onverwachte neveneffecten zorgen. Volgens Michael Kauffeld van de Karlsruhe Universiteit van Toegepaste Wetenschappen bestaat dé wondermolecule niet, en heeft het dus ook geen zin nog maar eens een volgende generatie te ontwikkelen die dan onvermijdelijk weer tot complicaties zal leiden. Hij haalde als voorbeeld de HFO’s aan, die wel een oplossing bieden voor het broeikaseffect door hun lage GWP, maar dan weer voor PFAS-vervuiling zorgen.
Europese regelgeving
Kern van het debat is de herziening van de F-gassenverordening. Door de geplande aanscherping komen niet alleen de huidige hoog-GWP koelmiddelen zoals R410A in het vizier, maar ook de overgangskoelmiddelen zoals R32. Dat zou de industrie dwingen tot een versnelde overschakeling op natuurlijke koelmiddelen. Technisch is dat geen enkel probleem, maar dat vertegenwoordigt wel een aanzienlijke investering (men spreekt van twee miljard euro), en een versnelde afschrijving van de huidige productielijnen. Omdat de constructeurs aan het einde van de rit toch nog winst willen maken, zullen die kosten zich vertalen in hogere prijzen voor warmtepompen. De hoge prijs is nu net een van de belangrijkste drempels voor consumenten om voor deze techniek te kiezen.
Overigens is het onzeker wanneer en in welke vorm die herziening er zal komen. Om het vooropgestelde tijdsschema te halen, zou het werk in de Commissie moeten afgerond zijn tijdens het huidige Zweedse voorzitterschap, dat nog loopt tot 1 juli. Zo kan de zogenaamde trialoog tussen de Commissie, het Parlement en de Raad in het najaar beginnen, om dan eind dit jaar te landen. Arno Kaschl (DG Clima) toonde zich niet echt optimistisch dat de deadline gehaald zal worden.
Risico’s beheersen
Als we spreken over natuurlijke koelmiddelen in residentiële warmtepompen, dan hebben we het in de eerste plaats over propaan. Dat heeft uitstekende thermodynamische eigenschappen en maakt bovendien hogere afgiftetemperaturen mogelijk, wat een troef is in renovatie. Het grote nadeel is natuurlijk het risico op brand en explosie. Propaan is geen onbekend gas, en er bestaan voldoende manieren om dat risico perfect te beheersen. Dat betekent echter wel een extra last voor installateurs, die zullen moeten voldoen aan bijkomende keuringen en certificeringen. Er moet dus eerst een heel programma van normen en bijbehorende opleidingen worden opgezet, vooraleer propaantoestellen op grote schaal op de markt kunnen worden gebracht.
Veruit de meeste installatiebedrijven zijn kleine kmo’s, zodat dit zal wegen op hun bedrijfskosten. Ook voor de fabrikanten heeft dat gevolgen: ze zullen hun productielijnen moeten aanpassen om veilig te kunnen werken met grote hoeveelheden brandbare gassen in de fabriekshallen. Dit is volledig technisch haalbaar – de fabrikanten van witgoed zijn hen hierin voorgegaan met de overschakeling op koolwaterstoffen– maar vertegenwoordigt eveneens een extra kost. Vanuit de sector pleit men dus voor een realistische termijn om de overgang in te voeren. Willen we dat veilig doen, dan zijn er allerlei randvoorwaarden en die hebben hun prijs. Als een snelle overschakeling de leefbaarheid van de sector in het gedrang brengt, zijn we verder van huis.
Door Alex Baumans
Illustraties: TRI-HP
