Der Zweck heiligt die (Kälte)Mittel

2014 verabschiedete die EU-Kommission den sogenannten F-Gas Phase-down mit dem Ziel, die Emissionen fluorierter Treibhausgase weiter zu reduzieren. Kern dieser Regelung ist die schrittweise Begrenzung der Verkaufsmengen von teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen (HFKW) bis 2030, um das CO2-Äquivalent der heutigen Verkaufsmengen verglichen mit dem Basisjahr 2015 auf ein Fünftel zu reduzieren. Ein Niveau, das für die Kälte- und Klimabranche eine Herausforderung darstellt, mittels alternativer Kältemittel aber erreichbar ist.

Die F-Gas-Verordnung sieht kein komplettes Verbot von Kältemitteln mit hohem GWP (Global Warming Potential = Treibhauspotenzial) vor, sondern eine Quotenregelung über einen Stufenplan. Nur wenige Kältemittel werden tatsächlich gänzlich verboten. Dazu gehört beispielsweise der Einsatz von Kältemitteln mit einem GWP > 750 in Single-Split-Anlagen mit einem Füllmengengewicht von weniger als 3 kg ab 2025, was auch das aktuell am häufigsten eingesetzte Kältemittel R-410A mit einschließt. In der stationären Kälteerzeugung im Supermarkt wird ab 2020 das Kältemittel R-404A verboten und ab 2022 gilt für zentrale Multipack-Systeme mit über 40 kW Leistung ein GWP-Limit von 150. Die Quoten zur Reduzierung, die basierend auf dem Jahr 2015 (100 %) festgelegt wurden, berechnen sich entsprechend nach den CO2-Äquivalenten der Kältemittelmenge (Kältemittelmenge x GWP). Die Reduktionsschritte (Bild 1) betragen in den Jahren:

• 2016 bis 2017: 93 %,
• 2018 bis 2020: 63 %,
• 2021 bis 2023: 45 %,
• 2024 bis 2026: 31 %,
• 2027 bis 2029: 24 % und
• 2030: 21 %.

Notwendige Maßnahmen zur Zielerreichung
Da die F-Gas-Verordnung eine stufenweise Reduktion der CO2-Äquivalente vorschreibt, bleibt es dem Markt überlassen, an welchen Stellschrauben er zuerst dreht, um die Ziele zu erreichen. Die europäische Interessensvertretung der Klimatechnik- und Wärmepumpen-Industrie „European Partnership for Energy and the Environment” (EPEE) zeigt auf, dass der Phase-down mittels umfangreicher Umstellungen in drei Bereichen umsetzbar ist:
1. Reduktion der Emissionen neuer Geräte durch die Verwendung von Kältemitteln mit niedrigem GWP und geringeren Füllmengen.
2. Reduktion des Einsatzes von Kältemitteln mit hohem GWP für Service und Wartung von bestehenden HLK-Anlagen (u. a. Verbot von Anlagen mit dem Kältemittel R-404A ab 2020).
3. Verstärkte Wiederaufbereitung und Wiederverwendung von Kältemitteln.

Preisanstieg und Verknappung durch starke Mengenreduktion
Von der F-Gas-Verordnung am stärksten betroffen ist die Kältetechnik, da hier bislang hauptsächlich R-404A mit einem hohen GWP von 3922 Verwendung findet. Doch auch die Klimatechnik mit Split-Geräten ist gefordert. Hier ist ein schneller Umstieg auf Kältemittel mit niedrigerem GWP insbesondere aufgrund der hohen Stückzahlen, die jährlich in Europa installiert werden, notwendig. Ein in der Praxis und Anwendung bereits erprobtes Kältemittel für den Einsatz in der Klimatechnik ist R-32, das heute von vielen Herstellern forciert wird. Ein rascher Umstieg auf bestehende Lösungen im Split-Bereich verschafft dem VRF-Bereich die benötigte Zeit für die Entwicklung neuer, für diesen Anwendungsbereich geeigneter Kältemittel mit geringem GWP.
Um zukunftsfähig zu wirtschaften und Marktanteile zu sichern, ist ein frühzeitiger Wechsel auf Systeme mit alternativen, umweltschonenden Kältemitteln für Planer und Anlagenbauer unerlässlich. Denn schon jetzt führt die Verordnung zu einer Verknappung und zu einem Preisanstieg bei Kältemitteln wie R-404A oder R-134a. Zum 1. Januar 2018 tritt die erste große Reduktion der zulässigen Verkaufsmenge an CO2-Äquivalente auf 63 % in Kraft. Mengenmäßig bedeutet das eine Reduktion der ursprünglich pro Jahr verkauften fluorierten Treibhausgase von durchschnittlich knapp 183 Mio. t auf nur noch 115 Mio. t, die auf den Markt gebracht werden dürfen. Es ist zu erwarten, dass sich die Verfügbarkeit der Kältemittel mit hohem GWP dadurch in den nächsten Jahren drastisch verschlechtern und die Preise ebenso drastisch ansteigen werden.

Der Anwendungsfall bestimmt die Kältemittelwahl
Je nachdem, welcher Anlagentyp – ob Kälteanlage, Klimagerät, Kaltwassersatz etc. – installiert werden soll, sind unterschiedliche Kältemitteleigenschaften gefragt. Bei der Auswahl des geeigneten Kältemittels muss deshalb individuell entschieden und Investitions-, Installations- sowie Betriebskosten der jeweiligen Anlagen kritisch hinterfragt und bewertet werden. Denn das richtige Zusammenspiel zwischen Kältemittel und Systemdesign ist entscheidend für die Gesamteffizienz der Anlage. Für die Kältemittel-Auswahl ist die gesamte Klima- und Wärmepumpenleistung im Lebenszyklus der Produkte entscheidend. Daher wird z. B. das Unternehmen Daikin weiterhin auf unterschiedliche Kältemittel setzen und jeweils das Kältemittel einsetzen, das die Aspekte Sicherheit, Umweltverträglichkeit, Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz in dem jeweiligen Anwendungsbereich am besten erfüllt.

Regulierungen am Kältemittelmarkt
Die ersten Regulierungen des Kältemittelmarktes wurden mit dem Montreal-Protokoll 1989 beschlossen. In Deutschland trat diese internationale Vereinbarung mit der FCKW-Halon-Verbots-Verordnung von 1991 und der Chemikalien-Ozonschichtverordnung 2006 in Kraft. Sie sahen ein Verwendungsverbot von HFCKWs und damit ein ODP (Ozone Depletion Potential = Ozonabbaupotenzial) von 0 vor, um den Abbau der Ozonschicht einzudämmen. Im ersten Schritt reagierten Kältemittelhersteller mit einem Wechsel von chlorhaltigen hin zu fluorhaltigen Kältemitteln. Die EU-Verordnungen 517/2014 bringt eine weitere Verschärfung für halogenierte Kältemittel mit sich. Seit dem 1. Januar 2015 ist der Einsatz von R-22 verboten, ab 2020 folgt ein Verbot für R-404A und R-507. Die sich stetig ändernden gesetzlichen Regelungen führen dazu, dass sich der Markt ständig in Bewegung befindet. Kältemittelhersteller arbeiten kontinuierlich an der Entwicklung neuer sicherer, energieeffizienter und umweltfreundlicher Lösungen.

Sichere Handhabung von 2L Kältemitteln
Die Klassifizierungsnorm ISO 817 aus dem Jahr 2014 stuft Kältemittel nach ihrer Entflammbarkeit in vier Klassen ein. Einige Kältemittel mit niedrigem GWP wie beispielsweise R-32, Ammoniak und HFO-Kältemittel sind in Klasse 2L eingestuft und gelten damit als schwer entflammbar. Die Klassen unterteilen sich in:

• Klasse 1 – keine Flammenausbreitung,
• Klasse 2L – schwere Entflammbarkeit,
• Klasse 2 – entflammbar und
• Klasse 3 – leichte Entflammbarkeit.

In der GHS-Klassifizierung, die auch auf dem Sicherheitsdatenblatt und den Gasflaschenetiketten abgedruckt ist und vor allem als Grundlage für internationale Transportbestimmungen dient, sind viele 2L-Kältemittel bislang in Kategorie 1 (entzündbare Gase) eingeordnet. Die Brennbarkeit galt für viele Anwender bisher als wesentliche Barriere für deren Einsatz. Hersteller weisen jedoch darauf hin, dass das Risiko in der Praxis sehr gering ist. In den meisten Klimaanlagen und Wärmepumpen-Anwendungen können 2L-Kältemittel gefahrlos verwendet werden. Voraussetzung ist – wie bei allen Kältemitteln – dass die Anweisungen der Gerätehersteller und der Lieferanten von Kältemittelgasflaschen sowie die europäischen und nationalen Sicherheitsbestimmungen eingehalten werden. Grundsätzlich gilt, dass im Umgang mit 2L-Kältemittel für ausreichend Belüftung bei allen Arbeiten gesorgt werden soll. So ist sichergestellt, dass sich kein brennbares Luft-Kältemittel-Gemisch bilden kann. Bei der Befüllung darf keine Luft ins System gelangen und nach dem Befüllen muss überprüft werden, ob der Druck im System der Temperatur des Kältemittels entspricht.

Fazit
Die F-Gas-Verordnung erfordert in den kommenden Jahren eine drastische Reduktion der Menge an CO2-Äquivalenten am Kältemittelmarkt. Kältemittel in der Gewerbekälte müssen bereits ab 2018 durchschnittlich einen GWP von 750 vorweisen, ab 2020 muss dieser bis unter 500 sinken. Das führt dazu, dass das heute vorzugsweise eingesetzte Kältemittel R-404A langsam vom Markt verschwinden wird.
R-134a wird spätestens ab 2022 folgen. Kältemittelgemischen mit geringer Brennbarkeit wird in Zukunft in der Gewerbekälte ein Marktanteil von 25 % vorausgesagt. In kleineren und mittleren Split-Klimaanlagen müssen ab dem Jahr 2018 Kältemittel eingesetzt werden, die durchschnittlich einen GWP von 1500 haben – ab 2022 sogar nur mehr einen GWP von 750. Ein frühzeitiger Umstieg auf umweltfreundliche Kältemittel ist dadurch unumgänglich. 

Autor: Volker Weinmann – Beauftragter Politik, Umwelt und Verbände bei Daikin Airconditioning Germany GmbH

Bilder: Daikin

www.daikin.de