Met de hittegolf van vorige week ontstond op radio, televisie en in de kranten een levendige discussie over de voors en tegens van airconditioners. Een woord dat hierbij maar weinig viel, was ‘PFAS’, of preciezer: ‘TFA’. Tijd om deze olifant uit de hoek van de kamer te halen.
door Marianne Lankelma
Waar er tien jaar geleden nog geen 63.000 airco’s in Nederlandse woningen stonden, zijn dat er volgens het Centraal Bureau voor de Statistiek inmiddels ruim 1,7 miljoen. Verwacht wordt dat dat er in 2030 misschien wel 6,3 miljoen zijn.
Tijdens de hittegolf van vorige week steeg de vraag naar airco-installaties \'explosief\', vertelde brancheorganisatie Techniek Nederland aan RTL.Voor deze opmars van de airco was aandacht in onder andere NRC, De Volkskrant, De Telegraaf en op de NOS. “Met deze temperaturen lijk je wel gekke Henkie als je er géén neemt”, meende de NOS, daarbij ook stellend dat het “positieve gezicht van de airco hard nodig” is. Verschillende voor- en nadelen van airco’s (tot dusver voornamelijk in de context van woningen) kwamen op tafel, waarbij onder andere aandacht was voor de (langer bestaande) zorgen over de bijdragen van airconditioners aan de opwarming van de aarde.
F-gassen
Eén van de mechanismen waarlangs airco’s daaraan kunnen bijdragen is de uitstoot van F-gassen: gefluoreerde gassen die als koelmiddel gebruikt worden voor een breed scala aan toepassingen, waaronder de airconditioning van auto’s en huizen. De koudemiddelen zitten daarbij in een gesloten systeem, maar kunnen bij lekkage ontsnappen. Ook kunnen F-gassen vrijkomen wanneer ze worden geproduceerd, vervoerd, opgeslagen, in producten en apparatuur worden verwerkt, of daar juist uit worden verwijderd.
Eenmaal uitgestoten kunnen F-gassen lange tijd (variërend van enkele jaren tot eeuwen) blijven hangen in de onderste laag van de dampkring, de troposfeer. Aldaar dragen ze bij aan het broeikaseffect, soms in een honderden tot duizenden keren sterkere mate dan CO2. Op die manier geeft het gebruik van F-gassen als koelmiddel voor airconditioners aanzet tot een vicieuze cirkel van verdere opwarming.
Boemerangeffect
Behalve dit opwarmingseffect gaat de uitstoot van bepaalde koelmiddelen ook gepaard met een ander, (voor het bredere publiek) minder belicht ‘boemerangeffect’. Veel F-gassen die als koelmiddel gebruikt worden (of in het verleden gebruikt zijn en nog altijd in de atmosfeer rondhangen), betreffen namelijk PFAS-stoffen en kunnen via foto-oxidatie in de atmosfeer gedeeltelijk of volledig afbreken tot trifluorazijnzuur (TFA; het kleinste PFAS-molecuul). Afhankelijk van om welk F-gas het gaat kan dit afbraakproces dagen, jaren of meerdere decennia duren.
Vervolgens kan ook TFA tot vier maanden in de atmosfeer blijven hangen, maar veruit het grootste deel van de TFA daalt na een gemiddelde verblijftijd van 5 tot 9 dagen via neerslag (regen, mist, sneeuw) neer op de aarde.
TFA is biologisch zo goed als onafbreekbaar; de halfwaardetijd wordt geschat op zo’n 40.000 jaar bij een temperatuur van 15°C. Ook is TFA waarschijnlijk schadelijk voor aquatische organismen (met chronische effecten) en mogelijk schadelijk voor de voortplanting. Ondertussen is de stof zeer goed in water oplosbaar, waardoor het zich met gemak door de gehele waterkringloop beweegt. Ook zijn er aanwijzingen dat TFA in de atmosfeer kan bijdragen aan de vorming van aerosolen, waarmee TFA ook van invloed zou kunnen zijn op de vorming en het gedrag van wolken en daarmee op de verdere opwarming van de aarde.
Spijtige substituties
F-gassen hebben de afgelopen eeuw een evolutie doorgemaakt die met de kennis van nu (en soms ook: met de kennis van toen) getekend wordt door regrettable substitutions. De eerste generatie F-gassen, de alombekende chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK’s), werden in de jaren ’30 op de markt gebracht door DuPont. Nadat wetenschappers begin jaren ’70 ontdekten dat CFK’s de ozonlaag aantasten, werd met het in 1987 aangenomen Montreal Protocol wereldwijd afgesproken om CFK’s uit te faseren.
Dit leidde tot de introductie van gedeeltelijk gehalogeneerde fluorkoolwaterstoffen (HCFK’s) en later hydrofluorkoolwaterstoffen, HFK’s. Omdat dit sterke broeikasgassen bleken te zijn, werd vervolgens besloten om ook HFK’s aan banden te leggen, met het Kigali-amendement van het Montreal Protocol in 2016. Als het Montreal Protocol volledig tot uitvoering gebracht wordt, zou dat tegen het eind van deze eeuw moeten voorkomen dat HFK’s een bijdrage van mogelijk +0.5 °C aan de mondiale opwarming leveren.
Naast deze wereldwijde akkoorden schrijft ook de in 2014 ingevoerde Europese F-gasverordening voor dat HFK’s, via stapsgewijze afbouw, in 2050 uit de spreekwoordelijke schappen moeten zijn verdwenen. Hoewel er ook natuurlijke, niet-gefluoreerde koelmiddelen met een relatief laag aardwarmingspotentieel zijn, zoals CO2, ammoniak en propaan, heeft deze uitfasering van HFK’s in de EU (opnieuw) geleid tot een sterke toename in het gebruik van een nieuwe generatie F-gassen: ditmaal hydrofluorolefinen, kortweg HFO’s.
Het lagere aardwarmingspotentieel van HFO’s ten opzichte van HFK’s werd voor fabrikanten het ultieme selling point. Zo benadrukt Chemours op de verkooppagina van Opteon XP20, een koelmiddel voor airconditioners, de ‘environmental benefits’ waaronder een ‘laag aardopwarmingspotentieel’. Erg laag is die overigens niet, namelijk 1147 keer zo sterk als dat van CO2. Het middel is dan ook, hoewel het gepresenteerd wordt als ‘HFO-based’, een mengsel van HFK’s en HFO’s.
HFO-1234yf
Een HFO waar de ogen van veel wetenschappers momenteel op gericht zijn is HFO-1234yf, het meest gebruikte HFO en een koelmiddel dat met name gebruikt wordt voor airconditioners van auto’s en busjes. Sinds de F-gasverordening in 2014 van kracht werd, is de uitstoot van dit middel in Noordwest-Europa gestegen van minder dan 100 ton per jaar naar een jaarlijkse 1500 ton in 2023.
Hoewel er ook autofabrikanten zijn die voor bijvoorbeeld CO2 als koelmiddel gekozen hebben, wordt veelal HFO-1234yf gebruikt, ter vervanging van HFC-134a. Laatstgenoemde wordt uitgefaseerd vanwege zijn hoge aardopwarmingspotentieel (1430 keer zo sterk als dat van CO2).
HFO-1234yf heeft een aardopwarmingspotentieel kleiner dan dat van CO2 (<1), maar die medaille heeft een minder fraaie achterkant. In vergelijking tot HFK’s breken HFO’s in de atmosfeer namelijk veel sneller af tot TFA. Waar dit proces bij HFK’s jaren of decennia kan duren, kost dat bij HFO’s slechts enkele dagen. Zo ook in dit geval: terwijl HFC-134a in de atmosfeer voor ongeveer een vijfde afbreekt tot TFA (en daar zo’n 14 jaar over doet), wordt HFO-1234yf in de troposfeer volledig en binnen enkele dagen omgezet tot TFA.
Deze snellere en volledigere afbraak, schreven onderzoekers van de University of Bristol twee weken geleden, zou kunnen verklaren waarom HFO-1234yf de atmosferische depositie van TFA boven Europa nu al domineert, terwijl de wereldwijde uitstoot van HFC-134a momenteel nog altijd 22 keer hoger is dan die van zijn opvolger.
De piek komt nog
In 2021 wezen modelsimulaties van de University of Bristol erop dat volledige vervanging van HFC-134a door HFO-1234yf wereldwijd tot een 33-voudige toename van de hoeveelheid TFA in de troposfeer zal leiden, gebaseerd op de (mogelijk conservatieve) aanname dat de toekomstige consumptie van HFO-1234yf in elk geval eenzelfde hoogte zal bereiken als HFC-134a op zijn hoogtepunt in 2015. Lokaal kan deze toename volgens dit onderzoek nog veel groter worden, zoals een verwachte 250-voudige toename boven Europa.
Dat de ergste ‘TFA-buien’ vanuit de atmosfeer nog moeten komen, werd onlangs onderschreven door onderzoekers van Lancaster University. Tussen 2000 en 2022, schreven zij, is de uitstoot van TFA door CFK-vervangers waarschijnlijk al zo’n 3,5 keer groter geworden. Bepaalde F-gassen doen er echter decennia over om te degraderen tot TFA, waardoor de TFA-depositie vanuit deze bronnen pas “ergens tussen 2025 en 2100” zal pieken. Ook kwam deze studie tot de conclusie dat CFK-vervangers de “voornaamste atmosferische bron van TFA” zijn.
Zomermaanden
Ook opvallend zijn de topografische en seizoensgebonden verbanden die in dit kader zijn opgemerkt. Zo impliceert de snellere en volledigere afbraak van HFO’s tot TFA dat de gevormde TFA minder ver door de atmosfeer reist, waardoor (natte of droge) TFA-depositie in hogere mate plaatsvindt binnen (of nabij) de regio waar de HFO werd uitgestoten. Modelsimulaties laten zien dat ongeveer de helft van de door HFO’s gevormde TFA inderdaad neerdaalt binnen het gebied waar de uitstoot plaatsvond.
Meerdere studies hebben daarnaast aangetoond dat de hoeveelheid TFA in de atmosfeer en in hemelwater over het algemeen hoger ligt boven stedelijke omgevingen en tijdens de zomermaanden, wanneer er meer zonnestraling in de troposfeer is (resulterend in meer foto-oxidatie van F-gassen tot TFA) en de uitstoot hoger is, doordat bijvoorbeeld meer airconditioners in gebruik zijn.
Eind 2025 lieten modelleringen van de University of Bristol zien dat Europa in de zomermaanden koploper (in de minder goede zin van het woord) is wat betreft atmosferische TFA-gehalten. Ook merkten Canadese onderzoekers dat de atmosferische hoeveelheid TFA boven Toronto een scherpe daling vertoonde gedurende de coronapandemie, toen er minder autoverkeer was doordat veel mensen thuiswerkten.
Overigens schreven onderzoekers van onder andere HFO-fabrikant DuPont in 2009 al: “De HFO-1234yf uitstoot van automobiele airconditioning zal in het oosten van de VS naar verwachting leiden tot TFA-concentraties die minstens het dubbele zijn van de huidige TFA-uitstoot uit alle bronnen”. Over deze toename maakte het bedrijf zich echter geen zorgen, blijkt uit een iets latere publicatie. “Gezien de relatieve ongevoeligheid van aquatische organismen voor TFA”, aldus DuPont in 2012, “wordt niet verwacht dat de voorspelde concentraties TFA in de ontvangende waterlichamen aquatische systemen zullen aantasten”.
Lobbycampagnes
Zoals DuPont in de 20e eeuw nog lange tijd volhield dat aantasting van de ozonlaag door CFK’s niet aan de orde was (en campagne tegen het verbieden van CFK’s voerde) terwijl de wetenschap er allang over uit was, zo heeft ook de notie dat CFK-vervangers een significante bron van TFA zijn tot verzet van DuPont, dochterbedrijf Chemours en andere fabrikanten geleid.
Zo meende Chemours in 2018 nog dat “meer dan 95 procent van de TFA in de oceanen van natuurlijke oorsprong is”. Daarin kon het bedrijf rekenen op bijval van collega-fabrikanten uit de Europese F-gasindustrie (waaronder Honeywell, Daikin Chemical Europe, Arkema en Solstice), die zich verenigd hebben in de European FluoroCarbons Technical Committee. In de position papers die deze lobbyorganisatie de afgelopen jaren verspreidde, werd gepropageerd dat de bijdrage van HFO’s aan TFA in het milieu “extreem klein” is en dat de afbraak van HFK’s en HFO’s “geen risico voor de menselijke gezondheid of het milieu” zou vormen. Ook beweerden de bedrijven dat “antropogene bronnen niet verantwoordelijk zijn voor het merendeel van de TFA in de oceanen” en dat de oceaan zélf een “grote, natuurlijke bron van TFA” is.
Gekke Henkie
Het “verdient de voorkeur” om koelmiddelen met een laag aardwarmingspotentieel te gebruiken, zoals CO2, propaan of ammoniak, en “indien mogelijk F-gassen helemaal te vermijden”, schrijft de Europese Commissie op haar website.
Dat laatste wordt (op enkele uitgezonderde toepassingen na) ook beoogd met het welbekende PFAS-restrictievoorstel, dat Nederland in 2023 samen met vier andere landen indiende en waar het Europees Chemicaliënagentschap (ECHA) zich momenteel over buigt. Eind dit jaar verwacht de ECHA haar advies over het restrictievoorstel uit te brengen aan de Europese Commissie – de volgende stap in een reeks van hordes die nog genomen zouden moeten worden, eer het tot de voorgestelde PFAS-restricties komt.
Ondertussen noopt het lange ‘sorry track record’ van F-gassen tot een gesprek bij de dorpspomp en de koffieautomaat – niet alleen bij de Brusselse koffie, maar wellicht ook thuis, op het Binnenhof en in Hilversum. Zodat ook daar de vraag op tafel komt of we in het vizier hebben dat er boven ons hoofd een grote \'TFA-bui\' in de maak is, en dat onze aangenaam koele auto\'s daar een aandeel in hebben. En, om met de woorden van NOS te spreken, of we niet gekke Henkie zijn, door te blijven kiezen voor koelmiddelen die als PFAS naar de aarde terugkeren.
LEES OOK
H2O Actueel: Lobby van chemische industrie hield TFA uit de wind bij onderhandelingen Drinkwaterrichtlijn
