Warmtepompen staan niet bekend om hun consumentvriendelijke afkortingen. Toch zijn de betekenis en relevantie van drie meest exotische afkortingen R410A, R32 en R290 eenvoudig uit te leggen. En nu we toch bezig zijn, verbinden we ze meteen aan de afkorting GWP. GWP staat voor Global Warming Potential.
R410A, R32 en R290 zijn koudemiddelen
Iedere warmtepomp werkt met een koudemiddel. Dat koudemiddel is nodig om warmte uit de bron (lucht of bodem) te halen en over te brengen aan het water van de cv-installatie. Afhankelijk van het vermogen zit er tussen 1 en 3 kilo koudemiddel in een warmtepomp. Het overgrote deel van de warmtepompen werkt met één van de koudemiddelen R410A, R32 en (in mindere mate) R290. Qua aanduiding lijken ze op elkaar, maar ze zijn niet hetzelfde:
- R410A en R32 worden in een laboratorium gemaakt en noemen we synthetische koudemiddelen. Ze vallen onder de zogeheten fluorkoolwaterstoffen, in de media vaak aangeduid als F-gassen (of HFK’s);
- R290 is de wetenschappelijk aanduiding voor een gas dat veel mensen wel kennen, namelijk propaan of (nog populairder) campinggas. Omdat propaan ook in de natuur voorkomt, noemen we R290 een natuurlijk koudemiddel. Propaan is géén F-gas.
Een warmtepomp op campinggas? We gingen toch juist ván het gas?
Voor de goede orde: een warmtepomp met propaan als koudemiddel verbruikt géén propaan zoals een cv-ketel aardgas verbrandt, maar heeft een gesloten circuit waarin propaan in vloeibare vorm steeds circuleert. Je bent hiermee dus wel degelijk gasloos.
GWP = Global Warming Potential
Ondanks de onmisbare werking van deze koelvloeistoffen in de warmtepomp hebben ze één groot nadeel. Als ze weglekken uit de warmtepomp hebben ze een (groot) negatief effect op de opwarming van de aarde. Dit risico op weglekken is aanwezig tijdens het gebruik (bij een onjuiste montage) en aan het einde van de levensduur, bij de demontage. De kans dat lekkage optreedt is niet groot, maar het effect op het klimaat áls het gebeurt is dat wel.
Vergeleken met het opwarmende effect van CO2 (het bekendste broeikasgas) kan R410A 2.000 keer meer warmte vasthouden in de atmosfeer. Ook kan R410A duizenden jaren lang in de atmosfeer aanwezig blijven. Het schadelijke opwarmende effect van een gas ten opzichte van CO2, wordt uitgedrukt in het Global Warming Potential (GWP). Het GWP van de drie genoemde koudemiddelen verschilt sterk van elkaar.
- GWP van het F-gas R410A is gelijk aan 2.088
- GWP van het F-gas R32 is gelijk aan 675
- GWP van het natuurlijk koudemiddel R290 (géén F-gas) is gelijk aan 3
EU-regelgeving beoogt F-gassen uit te faseren
De EU heeft zich, vanwege de negatieve impact van F-gassen op het milieu, ten doel gesteld om de productie en het gebruik van F-gassen terug te dringen. De regels en ambitie hiervoor zijn vastgelegd in de Europese F-gassenverordening EG 517/2014. In deze verordening is een uitfaseerschema opgenomen. Dit moet leiden tot een vermindering van de F-gassenemissies met 80% in het jaar 2030. Bij natuurlijke koudemiddelen vindt geen uitfasering plaats.
Het effect van de regelgeving: een switch naar koudemiddelen met lager GWP
R410A was jarenlang dé standaard als koudemiddel in warmtepompen. Binnen de nieuwe regels hebben fabrikanten echter quota opgelegd gekregen, waardoor zij in 2030 nog slechts 20% van de hoeveelheid F-gassen (in CO2-/GWP-equivalenten) op de markt mogen brengen ten opzichte van het niveau in 2015. Om in 2030 dezelfde hoeveelheid warmtepompen als in 2015 te kunnen verkopen moet het GWP van de koudemiddelen dus met 80% dalen.
Om die reden ontwikkelen de fabrikanten nu alternatieve koudemiddelen. R32 is hiervan het eerste tastbare resultaat. R32 behaalt een betere energie-efficiëntie met slechts 30% van het GWP van R410A tegen 15 procent lagere kosten. Binnen de genoemde quota voor F-gassen kan een fabrikant met R32 als koudemiddel dus 3 warmtepompen verkopen, in plaats van 1 warmtepomp met R410A. Op alle fronten een verbetering dus.
Zijn er dan helemaal geen uitdagingen met R32? Toch wel.
Er zitten nog wel haken en ogen aan het uitfaseren van R410A. Dat gaat met name over de brandveiligheidseisen in gebouwen. R410A is namelijk niet brandbaar. R32 is vanaf een bepaalde concentratie bij een directe vlam en een hoge temperatuur wél ontvlambaar. Die omstandigheden zijn onwaarschijnlijk, maar niet onmogelijk. Om die reden stelt de wet grenzen aan de maximaal hoeveelheid R32 die in een ruimte van gebouw aanwezig mag zijn.
Omdat grotere warmtepompen meer koelvloeistoffen bevatten, kan R32 vanaf een bepaald vermogen (nog) niet worden toegepast, omdat de brandveiligheidseisen dan aanpassingen aan de ruimte (bijv. sprinklers) voorschrijven. Daarom zie je dat R32 bij veel fabrikanten beschikbaar is voor vermogens tot 10kW. Daarboven zijn de split warmtepompen nog gevuld met R410A. Bij een monobloc zit de koelvloeistof volledig in de buitenunit, dus daar zijn op korte termijn wél grotere vermogens (>10kW) met R32 als koelvloeistof te verwachten.
En de propaan-warmtepomp?
Vanuit milieu-optiek zouden we de stap naar R32 wellicht moeten overslaan en ons meteen moeten richten op natuurlijke koudemiddelen zoals propaan (GWP = 3). De brandbaarheid van propaan is echter groter dan R32. De toegestane hoeveelheid propaan in de woning is daardoor nog kleiner dan die van R32. Dit begrenst het haalbare vermogen van een split-warmtepomp op 3kW. En voor zo’n klein vermogen zijn weinig toepassingsmogelijkheden.
Maar monobloc-techniek kan ook hier, net als bij R32, een oplossing bieden. Door de koelvloeistof volledig in de buitenunit te houden zijn vermogens te bereiken die wel een brede toepasbaarheid hebben. Vaillant introduceert in 2020 een nieuwe monobloc met propaan als koudemiddel in vijf versies van tussen de 4 en 15 kW op de markt. Al in 2018 bracht ook het Duitse Alpha Innotec ook een monobloc warmtepomp op propaan.
Monobloc warmtepompen zijn wel relatief grotere apparaten die niet overal zijn te plaatsen. Ook stelt het werken met propaan extra eisen aan de opleiding van de installateur, waardoor niet iedere installateur deze warmtepomp mag plaatsen of onderhouden.
