AUSWIRKUNGEN DER F-GASE-VERORDNUNG - IHK Rhein-Neckar
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AUSWIRKUNGEN
DER F-GASE-
VERORDNUNG
AUTOR: DR. J. MEYER, UMWELTTECHNIK BW GMBH // STAND: MÄRZ 2019
UMWELTTECHNIK BW GmbH
Friedrichstraße 45
70174 Stuttgart
1. Vorgeschichte und Regeln
Bisher gebräuchliche Kältegase (FCKW und HFKW) sind umweltschädlich, sobald sie in die Atmosphäre gelangen. Dies
erfolgt im Allgemeinen durch Leckagen, bei nicht sachgerechter Entsorgung oder bei der Wartung.
Kältegase, die im molekularen Aufbau Kohlenwasserstoff, Fluor und Chlor-Atome (FCKW) enthalten, tragen wesentlich zum
Abbau der Ozonschicht bei, daher ist ihr Einsatz seit einigen Jahren (z. B. R22, R12) bereits verboten (Montreal-Protokoll).
Kältegase, die Kohlenwasserstoff und zusätzlich nur Fluor-Atome (HFKW bzw. F-Gase) enthalten, richten zwar keinen
Schaden in der Ozonschicht an, sind aber klimaschädlich. Die Schädlichkeit hinsichtlich des Klimas wird mit dem GWP-Wert
(Global Warming Potential) bewertet. Kohlendioxid mit GWP=1 stellt hierbei den Bezugswert dar. In Tabelle 1 findet man die
chemische Zusammensetzung und die GWP-Werte für einige häufig genutzte Kältegase.
Kategorie Bezeichnung Name Formel GWP (100 Jahre)
Bezugspunkt für GWP R744 Kohlenstoffdioxid CO2 1
Teilhalogenierte (Fluor und Chlor) HFKW-23 Trifluormethan CHF3 14.800
Kohlenwasserstoffe (HFKW, HFCHW) HFKW-32 Difluormethan CH2F2 675
HFKW-125 Pentafluorethan CF3 -CHF2 3.500
HFKW-134a Tetrafluorethan CF3 -CH2F 1.430
HFKW-143a Trifluorethan CF3-CH3 4.470
HFKW-152a Difluorethan CHF2-CH3 124
HFKW-227ea Heptafluorpropan CF3-CHF-CF3 3.220
HFKW-236fa Hexafluorpropan CF3-CH2-CF3 9.810
HFKW-245fa Pentafluorpropan CF3-CH2-CHF2 1.030
HFKW-Gemische R404A 125 (44%), 134a (4%), 143a (52%) 3.922
An Stelle der Formel die
Zusammensetzung R407C 32 (23%), 125 (25%), 134a (52%) 1.774
R410A 32 (50%), 125 (50%) 2.088
Tabelle 1: Ausgewählte Kältegase, Chemische Zusammensetzung und GWP-Wert,
Quelle: https://www.oekorecherche.de/
Im Kyoto-Protokoll (Verpflichtungsperioden: 2008–2012 und 2013–2020) wurde international vereinbart, ihren Einsatz zu
reduzieren. Die Umsetzung erfolgte über eine durch die EU geänderte F-Gase-Verordnung (EU-Nr. 517/2014), die seit
Beginn des Jahres 2015 in Kraft ist. Darin wurde festgelegt, dass bis 2030 der Einsatz der betroffenen Gase um ca. 80
Prozent reduziert werden muss. Es gibt einen detaillierten Plan (Abbildung 1) mit Reduktionsstufen und einem teilweisen
Verbot des Inverkehrbringens (Tabelle 2) von bestimmten Kältegasen für bestimmte Anwendungen.
AUSWIRKUNGEN DER F-GASE-VERORDNUNG // © Umwelttechnik BW GmbH // Stand: März 2019 SEITE 2 / 11
Abbildung 1: Reduktion der CO2-Äquivalente von Klimagasen entsprechend F-Gase-Verordnung,
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Verordnung_(EU)_Nr._517/2014_über_fluorierte_Treibhausgase
Unter CO2-Äquivalenten versteht man die mit dem GWP-Faktor multiplizierte Verbrauchsmenge. Die vorgeschriebene Re-
duktion bezieht sich auf den Einsatz von F-Gasen innerhalb der gesamten EU. Das heißt, es gibt keine regionalen, branchen-
oder stoffbezogenen Quoten. Wenn also bestimmte Regionen bevorzugt oder zum Beispiel F-Gase mit hohen GWP nach wie
vor in großen Mengen verkauft werden, kann das zu Engpässen in anderen Regionen oder bei anderen Kältegasen führen.
Einschneidend sind auch die Verbote für das Inverkehrbringen von verschiedenen Kältegasen in bestimmten Anlagenklassen,
die zeitlich abgestuft greifen. Die Tabelle 2 gibt einen Überblick über die geplanten Verbote für einige gebräuchliche Kälte-
gase. Bei Anlagen, die mit größeren Mengen Kältegase gefüllt sind, müssen regelmäßig Dichtheitsprüfungen durchgeführt
werden. Die Prüfintervalle entsprechend den eingesetzten Mengen für einige wichtige Gase sind in Tabelle 5 aufgeführt.
Personen oder Betriebe, die an Anlagen mit F-Gasen folgende Tätigkeiten ausführen, müssen zertifiziert sein:
Installation
Wartung
Instandhaltung
Reparatur
Stilllegung
Dichtheitskontrollen
Rückgewinnung
AUSWIRKUNGEN DER F-GASE-VERORDNUNG // © Umwelttechnik BW GmbH // Stand: März 2019 SEITE 3 / 11
Stoff GWP Termin Verbote/Hinweise
R22 1.500 01.01.2015 Vollständig, auch für aufbereitetes Kältemittel ODP 0,055
Neuware. Füllmenge ≥40 t CO2-Äquivalent Füllmengengrenze: 10,2 kg!
R404A 3.922 ab 01.01.2020
Ab 01.01.2030 für aufbereitetes/recyceltes Kältemittel zu Service- und Wartungszwecken.
Neuware. Füllmenge ≥40 t CO2-Äquivalent Füllmenge: 10,04 kg!
R507A 3.985 ab 01.01.2020
Ab 01.01.2030 für aufbereitetes/recyceltes Kältemittel zu Service- und Wartungszwecken.
Neuware. In Haushaltskühlschränken | Ab 01.01.2020 in mobilen Klimageräten.
Ab 01.01.2022 in hermetischen, gewerblichen Geräten („steckerfertig“) und Anlagen > 40 kW.
R134a 1.430 ab 01.01.2015
Ausnahme Kaskaden mit CO2.
Ab 01.01.2025 in Monosplit-Klimageräten > 3 kg Füllgewicht.
Neuware. In mobilen Klimageräten | Ab 01.01.2022 in hermetischen, gewerblichen Geräten („steckerfertig“)
E407A 2.107 ab 01.01.2020 und Anlagen > 40 kW.
Ab 01.01.2025 in Monosplit-Klimageräten > 3 kg Füllgewicht
Neuware. In mobilen Klimageräten. Ab 01.01.2022 in hermetischen, gewerblichen Geräten („steckerfertig“)
R407C 1.774 ab 01.01.2020 und Anlagen > 40 kW.
Ab 01.01.2025 in Monosplit-Klimageräten > 3 kg Füllgewicht.
Neuware. In mobilen Klimageräten. Ab 01.01.2022 in hermetischen, gewerblichen Geräten („steckerfertig“)
R407F 1.825 ab 01.01.2020 und Anlagen > 40 kW.
Ab 01.01.2025 in Monosplit-Klimageräten > 3 kg Füllgewicht
Neuware. In mobilen Klimageräten. Ab 01.01.2022 in hermetischen, gewerblichen Geräten („steckerfertig“)
R410A 2.088 ab 01.01.2020 und Anlagen > 40 kW.
Ab 01.01.2025 in Monosplit-Klimageräten > 3 kg Füllgewicht
Neuware. In mobilen Klimageräten. Ab 01.01.2022 in hermetischen, gewerblichen Geräten („steckerfertig“)
R413A 2.053 ab 01.01.2020 und Anlagen > 40 kW.
Ab 01.01.2025 in Monosplit-Klimageräten > 3 kg Füllgewicht
Neuware. In mobilen Klimageräten. Ab 01.01.2022 in hermetischen, gewerblichen Geräten („steckerfertig“)
R417A 2.346 ab 01.01.2020 und Anlagen > 40 kW.
Ab 01.01.2025 in Monosplit-Klimageräten > 3 kg Füllgewicht
Neuware. Füllmenge ≥ 40 t CO2-Äquivalent Füllmengengrenze: 12,73 kg!
R422A 3.143 ab 01.01.2020
Ab 01.01.2030 für aufbereitetes/recyceltes Kältemittel zu Service- und Wartungszwecken.
Neuware. Füllmenge ≥ 40 t CO2-Äquivalent Füllmengengrenze: 14,66 kg!
R422D 2.729 ab 01.01.2020
Ab 01.01.2030 für aufbereitetes/recyceltes Kältemittel zu Service- und Wartungszwecken.
Neuware. In mobilen Klimageräten ab 01.01.2022 in hermetischen, gewerblichen Geräten („steckerfertig“)
R427A 2.138 ab 01.01.2020 und Anlagen > 40 kW.
Ab 01.01.2025 in Monosplit-Klimageräten > 3 kg Füllgewicht.
Neuware. In mobilen Klimageräten! Ab 01.01.2022 in hermetischen, gewerblichen Geräten („steckerfertig“)
R437A 1.805 ab 01.01.2020 und Anlagen > 40 kW.
Ab 01.01.2025 in Monosplit-Klimageräten > 3 kg Füllgewicht.
Tabelle 2: Verbote für das Inverkehrbringen von bestimmten Kältegasen in bestimmten Anlagen,
Quelle: www.kaeltefischer.de „Verwendungsverbote und Dichtheitsprüfungen durch die neue F-Gase-Verordnung VO(EG) 517/2014“, S. 3
AUSWIRKUNGEN DER F-GASE-VERORDNUNG // © Umwelttechnik BW GmbH // Stand: März 2019 SEITE 4 / 112. Marktpreise für HFKW steigen stark – Verfügbarkeit sinkt
Im Jahr 2018 wurde von teilweise drastischen Steigerungen der Preise1 und von Lieferengpässen2 bei Kältegasen in der
Fachpresse berichtet. In den folgenden beiden Abbildungen 2 und 3 findet man den Preistrend für größere Gebinde (meist
zehn Kilogramm). Deutlich zu sehen ist, dass sich die Preise für Kältegase mit hohem GWP-Wert teilweise mehr als verdop-
pelt haben und es im heißen Sommer 2018 zu drastischen Preissteigerungen gekommen ist. Weitere Preissteigerungen im
kommenden Sommer sind wahrscheinlich.
Preisentwicklung Kältegase, hoher GWP-Wert
60 Trend,
Preis (€/kg)
quadratisch
interpoliert
50
R134a
40
R407c
30
R410a
20
R404a
10
0
Abbildung 2: Preisentwicklung ausgewählter Kältegase mit hohem GWP-Wert in den letzten Jahren; Netto-Einkaufspreise für zertifizierte Betriebe,
Quelle: Online-Shop Fa. EUROREFRIGERANT SRL, MAGNAGO – Italien
Die Preise (siehe Abbildung 3) für Kältegase mit niedrigem GWP-Wert dagegen sind konstant geblieben bzw., wie etwa bei
dem neu auf dem Markt gekommenen Kältegas R1234yf, eher gesunken.
1 Thiele, Kerstin; „Preisexplosion beim Kältemittel R134a“; KRAFTHAND; 3-4/2018
2 Frommann, Achim; „F-Gase-Verordnung: Deutliche Verteuerung bei bestimmten Kältemitteln“; Klima-Kälte 4-2018
AUSWIRKUNGEN DER F-GASE-VERORDNUNG // © Umwelttechnik BW GmbH // Stand: März 2019 SEITE 5 / 11Preisentwicklung Kältegase, niedriger GWP-Wert
Trend, quadratisch interpoliert
20,0 130
Preis (€/kg)
Preis (€/kg)
19,5 125
19,0 120
115
18,5
110 R32
18,0
105
17,5
100 R290
17,0
95
16,5 90 R1234YF
16,0 85 rechte Skala
15,5 80
Abbildung 3: Preisentwicklung ausgewählter Kältegase mit geringem GWP-Wert in den letzten Jahren; Netto-Einkaufspreise für zertifizierte Betriebe,
Quelle: Online-Shop Fa. EUROREFRIGERANT SRL, MAGNAGO – Italien
3. Offizielle Empfehlungen Umweltbundesamt
Am 2. Februar 2018 fand eine Informationsveranstaltung des Bundesministeriums für Umwelt zusammen mit den wichtigsten
Verbänden des Kälteanlagenbaus und des Kältehandwerkes zur F-Gase-Verordnung statt.
Folgende Empfehlungen wurden von Kerstin Martens, Umweltbundesamt, gegeben:
Neuanlagen
Umstieg auf natürliche Kältemittel
Kältemittelfreie Kühltechnik (Sorptionskälteanlagen)
Bestandsanlagen
Anlagendichtheit prüfen und verbessern
Auf Kältemittel mit kleinerem GWP-Wert umrüsten
Ersatz von Altanlagen durch Neuanlagen
Bei Außerbetriebnahme der Anlage auf sorten-
reines Recycling des Kältemittels achten
AUSWIRKUNGEN DER F-GASE-VERORDNUNG // © Umwelttechnik BW GmbH // Stand: März 2019 SEITE 6 / 114. Anlagentechnik muss zum Kältegas passen Die physikalischen Eigenschaften eines Kältegases bestimmen wesentlich die thermodynamischen Parameter des Kälte- prozesses. Entscheidend ist die Abhängigkeit der Siedetemperatur vom Druck (Dampfdruckkurve) und die volumetrische Kältespeicherfähigkeit. Ein Kaltdampfprozess hat zwei Druckniveaus (Verdampfungsdruck und Kondensationsdruck) und zwei Temperaturniveaus, welche von den physikalischen Eigenschaften des Kältegases stark beeinflusst werden. Daher kann nicht jedes Kältegas in jede Anlage gefüllt werden. Aufgrund unterschiedlicher Eigenschaften eines alternativen Kältegases können konstruktive oder steuerungstechnische Auslegungsgrenzen überschritten werden. Dabei kann es zu Betriebs- störungen, Leistungsminderungen oder einem Versagen der Anlage kommen. Beispielsweise arbeitet eine Kälteanlage mit Kohlendioxid als Kältegas im überkritischen Prozess auf einem wesentlich hö- heren Druckniveau (ca. 120 bar) als eine Anlage mit R134a oder R404a /ca. 20 bar). Alle Komponenten der Kälteanlage, Kompressor, Kältemittelleitungen, Vorratsbehälter, Armaturen und Steuerung müssen darauf ausgelegt werden. 5. Fazit Jeder Betrieb ist mittlerweile gefordert, die bestehenden Bestimmungen der F-Gase-Verordnung in seinem Bereich um- zusetzen, das heißt bestehende Kälteanlagen entsprechend den Vorgaben prüfen zu lassen und dann entsprechend zu handeln. 5.1. Bau von Neuanlagen Bei Neuanlagen sollte man am besten mit natürlichen Kältemittel (nicht halogenierte Kältemittel, siehe hierzu (Tabelle 3) oder zumindest mit Kältegasen, die einen niedrigen GWP-Wert (unter 800) aufweisen, planen. Bis 2030 wird der durchschnittliche GWP-Wert aller in der EU betriebenen Kälteanlagen auf ca. 400 abgesenkt werden. Daher macht es keinen Sinn, Kältemittel zu verwenden, die einen deutlich höheren GWP-Wert haben. Für große Anlagen bietet sich Ammoniak (R717) und Kohlen- dioxid (R744), für kleinere Anlagen Propan (R290) an. Bei Pluskälte über 8 °C oder höher und der Verfügbarkeit von Abwärme (aus Prozessen oder BHWK) ist eine Sorptions- kälteanlage empfehlenswert. Es gibt zwei Arten der Sorption, die chemische Sorption, auch Absorption genannt, und die physikalische Sorption, auch Adsorption genannt. Bei den von Kälteanlagenbauern angebotenen Absorptionsanlagen wird typischerweise die Stoffpaarung Ammoniak/Wasser oder Lithiumbromid/Wasser verwendet. Für Adsorptionsanlagen werden die Stoffpaarungen Zeolith/Wasser oder Silikagel/Wasser verwendet. AUSWIRKUNGEN DER F-GASE-VERORDNUNG // © Umwelttechnik BW GmbH // Stand: März 2019 SEITE 7 / 11
5.2. Betrieb von Altanlagen
Altanlagen können teilweise auf ein Kältemittel mit niedrigerem GWP-Wert umgerüstet werden. Die Tabelle 3 gibt Hinweise,
welche Ersatzkältemittel möglich und verfügbar sind. Eine Umrüstung auf ein anderes Kältegas sollte ein Kälteanlagenbauer
planen.
„Low GWP" Alternativen für HFKW-Kältemittel
Aktuelle HFKW-
Kältemittel ASHRAE Hersteller- Zusammensetzung (bei GWP5 AR4 Sicherheits-
Kennzeichnung Bezeichnung Gemischten) (AR5) gruppe
R450A Solstice® N-13 Honeywell R1234ze(E)/134a 604 (547) A1
R513A Opteon ® XP10 Chemours R1234yf/134a 631 (573) A1
R513B - Daikin Chem. R1234yf/134a 596 (540) A1
R134a R456A AC5X3 Mexichem R32/1234ze€/134a 687 (627) A1
GWP 14301
R1234yf verschiedene - 4 (Anhang:
Abbildung 4: GWP-Werte ausgewählter Kältemittel, blaue Querbalken: rechnerisch zulässige durchschnittliche GWP-Werte entsprechend
Phase-Down, Quelle: Dr. de Graaf, Daniel; „Natürliche Kältemittel: was sonst?“; LANLine; 3/2017; S. 50ff.
AUSWIRKUNGEN DER F-GASE-VERORDNUNG // © Umwelttechnik BW GmbH // Stand: März 2019 SEITE 9 / 11Industrielle Bezeichnung Chemische Bezeichnung Chemische Formel/ Zusammensetzung GWP (100 a)
Halogenfreie Stoffe
Methan CH4 25
R170 Ethan CH3-CH3 6
R290 Propan CH3-CH2-CH3 3
R600 n-Butan CH3-CH2-CH2-CH3 4
R600a i-Butan (Isobutan) (CH3)2-CH-CH3 3
R601 n-Pentan CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 5
R601a i-Pentan (Isopentan) (CH3)2-CH-CH2-CH3 5
RE170 Dimethylether (DME) CH3-O-CH3 1
R610 Diethylether CH3-CH2-O-CH2-CH3 4
R611 Methylformiat HCOOCH3 25
R702 Wasserstoff H2 6
R717 Ammoniak NH3 0
R718 Wasser H 2O 0
Dimethylether/Ammoniak- R717 (NH3): 60 %
R723 1
Gemisch RE170 (CH3-O-CH3): 40 %
R744 Kohlendioxid CO2 1
R1150 Ethen (Ethylen) CH2=CH2 4
R1270 Propen (Propylen) CH2=CH-CH3 2
Tabelle 3: GWP-Werte natürlicher Kältemittel (halogenfrei), Quelle: Umweltbundesamt, Mai 2017
AUSWIRKUNGEN DER F-GASE-VERORDNUNG // © Umwelttechnik BW GmbH // Stand: März 2019 SEITE 10 / 11Dichtheitsprüfungen
Übersicht Kältemittel/Füllmengen – Prüfzyklen
ab 5 t 50 t bis 500 t ≥ 500 t Füllmengen-
CO2 Äqu. CO2 Äqu. CO2 Äqu. grenze für ein
Gemisch-Zusammensetzung Einsatzverbot
Kälte-
GWP-Wert Dichtheitsprüfungen bei CO2-Äqu. >
mittel
40 t ab dem
Stoff 1 % Stoff 2 % Stoff 3 % Stoff 4 % alle 12 alle 6 alle 3 Monate Jahr 2020 (1)
Monate ab Monate ab ab
GWP < 2.500,
R134a 1.430 R134a 100 - - - - - - 3,5 kg 34,97 kg 349,65 kg daher keine
Grenze
R404A 3.922 R125 44 R134a 4 R143a 52 - - 1,27 kg 12,75 kg 127,50 kg 10,20 kg
GWP < 2.500,
R407A 2.107 R32 20 R125 40 R134a 40 - - 2,37 kg 23,73 kg 237,30 kg daher keine
Grenze
R407B 2.804 R32 10 R125 70 R134a 20 - - 1,78 kg 17,83 kg 178,35 kg 14,27 kg
GWP < 2.500,
R407C 1.774 R32 23 R125 25 R134a 52 - - 2,82 kg 28,19 kg 281,87 kg daher keine
Grenze
GWP < 2.500,
R407D 1.627 R32 15 R125 15 R134a 70 - - 3,07 kg 30,73 kg 307,27 kg daher keine
Grenze
GWP < 2.500,
R407E 1.552 R32 25 R125 15 R134a 60 - - 3,22 kg 32,22 kg 322,22 kg daher keine
Grenze
GWP < 2.500,
R407F 1.825 R32 30 R125 30 R134a 40 - - 2,74 kg 27,40 kg 274,05 kg daher keine
Grenze
GWP < 2.500,
R410A 2.088 R32 50 R125 50 - - - - 2,40 kg 23,95 kg 239,52 kg daher keine
Grenze
GWP < 2.500,
R413A 2.053 R134a 88 R218 9 R600a 3 - - 2,44 kg 24,35 kg 243,52 kg daher keine
Grenze
GWP < 2.500,
R417A 2.346 R125 46,6 R134a 50 R600 3,4 - - 2,13 kg 21,31 kg 213,12 kg daher keine
Grenze
R422A 3.143 R125 85,1 R134a 11,5 R600a 3,4 - - 1,59 kg 15,91 kg 159,08 kg 12,73 kg
R422D 2.729 R125 65,1 R134a 31,5 R600a 3,4 - - 1,83 kg 18,32 kg 183,21 kg 14,66 kg
GWP < 2.500,
R427A 2.138 R32 15 R125 25 R134a 50 R143a 10 2,34 kg 23,38 kg 233,84 kg daher keine
Grenze
GWP < 2.500,
R437A 1.805 R125 19 R134a 78,5 R600 1,4 R601 0,6 2,77 kg 27,70 kg 276,97 kg daher keine
Grenze
R507A 3.985 R125 50 R143a 50 - - - - 1,25 kg 12,55 kg 125,47 kg 10,40 kg
(1) Bis 2030 als aufgearbeitete oder recycelte Kältemittel noch für Instandhaltung oder Wartung erlaubt.
Tabelle 5: CO2-Äquivalente für Dichtheitsprüfungsintervalle und Befüllungsverbot bei Neuanlagen. Quelle: www.kaeltefischer.de
„Verwendungsverbote und Dichtheitsprüfungen durch die neue F-Gase-Verordnung VO(EG) 517/2014“, S. 4
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