Alle F-Gase mit einem GWP über 2500 werden definitiv ab 2020 verboten.

Diese Regelung betrifft vor allem das Kältemittel R404A, welches einen Anteil von 46 % an den globalen F-Gasen ausmacht und mit dem GWP von 3780 den angestrebten Wert von 2500 weit überschreitet.

Für stationäre Kälteanlagen (gewerblich oder industriell) mit einer Kältemittelfüllmenge mit einem CO2-Äquivalent von mehr als 40 t gilt ab dem 1. Januar 2020 ebenfalls ein Verbot.

Dies hat beispielsweise für Kunden aus dem Einzelhandel Konsequenzen, denn viele Supermarktkälteanlagen werden derzeit noch mit R404A betrieben.

Kälteanlagen mit einer Füllmenge von mehr als 13 kg R404A dürfen dann nicht mehr gebaut werden.

Für Kälteanlagen, die mit Tieftemperaturen unter -50 °C arbeiten, wird die Verwendung von Kältemitteln über dem GWP 2500 weiterhin erlaubt sein.

Für Split-Geräte bis 3 kg Kältemittel-Füllmenge gilt ab dem 1. Januar 2025 ein Verbot für die Verwendung von F-Gasen mit einem GWP über 750 .

Eine Alternative für diesen Anwendungsbereich ist beispielsweise das Kältemittel R32, das Daikin Ende 2013 als erster Hersteller auf dem europäischen Markt eingeführt hat (siehe Nachgefragt).

Das Einkomponenten-Kältemittel R32 eignet sich vor allem für die Verwendung in Split-Klima- und Wärmepumpensystemen.

Vorteile von R32 sind, dass das Treibhauspotenzial GWP mit 675 gering ist und unter der von der EU festgelegten Verbotsgrenze von 750 liegt.

Es weist im Kühl- sowie auch im Heizbetrieb die besten Leistungdaten und die niedrigsten Emissionen (indirekt und direkt) über den gesamten Lebenszyklus auf .

Produkte mit R32 können im Vergleich zu R410A-Anwendungen höhere Effizienzniveaus sowohl unter Teillast- als auch unter Volllastbedingungen erreichen.

Die Verbote einzelner Kältemittel werden auch Auswirkungen auf den Service und die Wartung von Bestandsanlagen mit einer Füllmenge von mehr als 40 t CO2-Äquivalent haben.

Ab 2020 dürfen für den Service die meisten neuen Kältemittel mit einem GWP über 2500 nicht mehr eingesetzt werden, nur noch recycelte Ware und Retrofit (Austausch von alten oder defekten Verdichtern durch Verdichter neuester Technologie) sind dann erlaubt.

Ab 2030 wird auch der Einsatz recycelter Ware von Kältemitteln über GWP 2500 verboten sein.

Alle Bestandsanlagen müssen dann entweder erneuert oder das Kältemittel ausgetauscht werden.

Da die Hersteller sich an die Quoten im Rahmen der Reduzierung der Verkaufsmengen halten müssen, werden sie eher hohe Mengen an Kältemitteln mit einem niedrigen GWP auf den Markt bringen.

Dies wird vermutlich zur Folge haben, dass Kältemittel mit einem hohen GWP wie R404A automatisch vom Markt verschwinden werden und sich in der Übergangszeit deutlich verteuern.

Als Reaktion auf die neue F-Gas-Verordnung beurteilen Hersteller zurzeit etliche Stoffe als Kältemittel der sogenannten nächsten Generation: Neben R32 gehören dazu HFO-Kältemittel, die auch ein niedriges GWP aufweisen, sowie natürliche Kältemittel wie CO2 und Propan.

Dabei zeigt sich, dass es nicht das perfekte Kältemittel gibt, das an alle Anwendungen angepasst werden kann.

Vielmehr wird es auch in Zukunft mehrere effiziente Kältemittel geben müssen, um die von der EU anvisierten CO2-Reduktionsziele zu erreichen.

Bei der Auswahl und Beurteilung neuer Kältemittel geht es neben der Einhaltung rechtlicher Rahmenbedingungen auch darum, Faktoren wie Sicherheit, Energieeffizienz, Umweltverträglichkeit, Lebenszyklus-Performance (Energieverbrauch über die Lebenszeit) und Kosten zu vergleichen.

Nur so kann für den jeweiligen Anwendungsfall das ideale Kältemittel gefunden und angeboten werden.

Meist steht bei der Bewertung der Umweltwirkung eines Kältemittels nur das GWP im Vordergrund.

Viel wichtiger ist es jedoch, die Summe der Auswirkungen der CO2-Emissionen zu betrachten: Also nicht nur die direkten Emissionen, sondern auch die indirekten Emissionen während der Herstellung des Kältemittels, bei Freiwerden des Kältemittels durch Leckagen und die Emissionen, die durch den Energieverbrauch der Klimaanlagen während des Betriebs entstehen.

Dabei haben die indirekten Emissionen einen viel größeren Einfluss auf die Umwelt und schlussendlich auch auf die Betriebskosten der Anlage.

Denn das eingesetzte Kältemittel beeinflusst in hohem Maß die Effizienz der Anlage und somit auch die indirekten Emissionen.

Wie sich der Einsatz von unterschiedlichen Kältemitteln in der Praxis auf die direkten und indirekten CO2-Emissionen einer Kälteanlage auswirkt, zeigt sich im folgenden Beispiel, in dem ein klassischer Discounter auf 14 Jahre betrachtet wird.

Ein durchschnittlicher Discounter hat einen Kältebedarf für Normalkühlung von 39 kW und benötigt zusätzlich 6 kW Tiefkühlleistung.

Um eine Anlage in ihrer Umweltverträglichkeit beurteilen zu können, müssen alle Arten der Emissionen (direkte und indirekte) betrachtet werden.

Bei einer R744-Anlage, bei der mit einer vernachlässigbar geringen direkten Emission gerechnet werden kann, ist durch die erhöhte Leistungsaufnahme allerdings eine höhere indirekte Emission zu erwarten.

Auf 14 Jahre gerechnet sind dies 832 603 kg äquivalente CO2-Emissionen.

Besonders bei Anlagen mit dem Kältemittel CO2 (R744) spielen die klimatischen Bedingungen vor Ort eine wichtige Rolle.

Der Einsatz dieser Anlagen bietet sich vor allem im Norden Europas an, da hier durchschnittlich niedrigere Außentemperaturen vorherrschen.

Der jeweilige Stromverbrauch der Anlage spiegelt sich in den Betriebskosten wider, welche in Bild 3 dargestellt sind.

Es zeigt sich, dass bei einer Anlage mit dem natürlichen Kältemittel CO2 (R744) mit dem GWP 1 zwar keine direkten Emissionen verursacht werden, jedoch aufgrund des erhöhten Stromverbrauchs (hohe indirekte CO2-Emissionen) mit höheren Betriebskosten zu rechnen ist.

Zukünftig können auch effizientere CO2-Anlagen gebaut werden.

Jedoch sollte hierbei auch der Kosten-Nutzen-Aspekt im Vordergrund stehen, da diese CO2-Anlagen meist teurer in der Anschaffung sind.

Mit den neuen Regeln zur F-Gas-Verordnung herrscht nun die seit Langem dringend benötigte Planungssicherheit.

Die Umsetzung der Verordnung soll 2017 noch einmal überprüft und beurteilt werden, um gegebenenfalls einzelne Punkte anzupassen.

Die Neuregelungen stellen Betreiber wie Industrie vor eine große, aber dennoch lösbare Herausforderung.

Anlagenbetreiber, die heute schon auf Nummer sicher gehen wollen und bereits vor dem Verbot der Kältemittel ihre alten Anlagen austauschen möchten, können von Systemen profitieren, die energieeffizienter sind und mit weiterhin zulässigen, umweltfreundlicheren Kältemitteln wie z. B. R410A oder R32 arbeiten.

Bei der Wahl des Kältemittels sollten die Investitions-, Installations- sowie Betriebskosten der jeweiligen Anlagen kritisch hinterfragt werden.

Denn das richtige Zusammenspiel zwischen Kältemittel und Systemdesign ist entscheidend für die Effizienz der Systeme.

Nur so lässt sich ein detailliertes Bild der tatsächlichen Auswirkung eines Klima- oder Wärme¬pumpensystems auf die Erderwärmung erstellen und ein noch wirkungsvollerer Beitrag zur Reduktion der CO2-Emissionen leisten.

Autor: Jochen Eisenhofer, Leiter Vertrieb Industrie, Daikin Airconditioning Germany GmbH