Kältemittel in Europa: Die Zeit drängt

Dr. Heinz Jürgensen, Direktor für Anwendungstechnik und Sonderprojekte bei BITZER, erklärt im Interview, wie wichtig gerade jetzt die Wahl des richtigen Kältemittels ist und spricht über den Umgang mit natürlichen Kältemitteln.

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• Herr Jürgensen, welche Regularien zählen derzeit in Bezug auf Kältemittel in Europa zu den wichtigsten?

  Dr. Heinz Jürgensen: In der EU ist das ganz klar die Revision der F-Gase-Verordnung 517/2014. Etwas später sind wir dann auch außerhalb des europäischen Wirtschaftsraums vom Kigali Amendment des Montreal Protokolls betroffen, dem schon 139 Länder (Stand Oktober 2022) beigetreten sind. Noch im Entwurf befindet sich ein Vorschlag zur Begrenzung von PFAS (Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen) über die EU-REACH-Chemikalien-Verordnung.

• Wie drängend und dringend sind diese Regularien?

  Jürgensen: Die Revision der F-Gase-Verordnung geht in Kürze in den Trialog, also in die Verhandlungen zwischen Europäischem Parlament, Europäischem Rat und Europäischer Kommission. Der Umweltausschuss des Europäischen Parlaments hat erst kürzlich seine Stellungnahme zum Entwurf der Kommission abgegeben und wir erwarten demnächst die Stellungnahme des Europäischen Rates. Das Ende der Revisionsverhandlungen wird im zweiten Quartal 2023 erwartet. Die ersten einschneidenden Maßnahmen der Überarbeitung sollen dann bereits ab Januar 2024 gelten. Das ist früher, als nach dem Text der aktuellen Verordnung ursprünglich erwartet.

• Wie trifft die Revision der F-Gase-Verordnung Anwender?

  Jürgensen: Der Entwurf der Kommission, der im April 2022 veröffentlicht wurde, will die zulässigen Emissionsmengen noch stärker senken. Hersteller und Betreiber können davon ausgehen, dass neues oder recyceltes Kältemittel für Wartungen und Reparaturen an bestehenden Kälteanlagen noch ein paar Jahre verfügbar sein werden. Für neue Anlagen können dann nur noch Kältemittel mit Treibhauseffekt (GWP) nahe Null eingesetzt werden, damit Bestandsanlagen noch mit den knappen und teuer werdenden fluorierten Stoffen, wie R454C, R455A oder R1234yf, immer weniger noch mit R513A, R450A, R448A oder R449A, gewartet werden können.

  Ich möchte nochmal auf die oben erwähnte Stellungnahme des Umweltkomitees des Europäischen Parlaments zurückkommen. Dort heißt es, dass die Kältetechnik ab 2024 oder, je nach Anwendung, spätestens ab 2027 gar keine neu hergestellten fluorierten Stoffe mehr benötigt. Das ist nochmal eine wesentliche Verschärfung. Mit Blick auf die laufenden Verhandlungen ist es noch schwer abzuschätzen, was das Ergebnis sein wird. Nach bisherigen Umfragen sprechen sich viele EU-Staaten aber für eine Verschärfung der Verordnung aus. Die vorgeschlagenen Regelungen zu PFAS können noch einmal die Lösungsmöglichkeiten verringern, da sie viele fluorierte Kältemittel betreffen, auch die neueren ungesättigten Verbindungen mit niedrigem Treibhauspotenzial, wie R1234yf oder R1234ze. Gerade diese Stoffe sind bisher zur Reduzierung des Gesamttreibhauseffektes gedacht.

• Wie viele Anlagen sind davon betroffen?

  Jürgensen: Wir können von einer mindestens siebenstelligen Zahl an Kälte- und Klimaanlagen sowie Wärmepumpen in der EU ausgehen mit Leistungen von einzelnen kW bis in den MW-Bereich. Die allermeisten davon sind nicht so konstruiert, dass die sich auf langfristig verfügbare Kältemittel umstellen lassen.

• Die F-Gase- Verordnung gilt nur auf EU-Basis. Und wie sieht es weltweit aus?

  Jürgensen: Die umliegenden Länder, Staaten und Regionen beobachten gespannt, was in der EU vor sich geht und lernen dann hoffentlich daraus. Weltweit wird das Kigali Amendment des Montrealer Protokolls auch zur Reduzierung von Emissionen der fluorierten Treibhausgase führen. Die Stufenpläne sind gegenüber der EU-Verordnung jedoch etwas zeitversetzt. Viele Staaten haben bereits ihre entsprechenden Maßnahmenpläne erarbeitet.

• Woher rühren aus Ihrer Sicht die Berührungsängste vieler Unternehmen hinsichtlich einer Umstellung auf natürliche Kältemittel?

  Jürgensen: Mein Eindruck ist, dass sich viele Betreiber von Kälteanlagen – vor allem kleinere Supermärkte, Restaurants, Bäcker, Schlachter – nicht bewusst sind, wie schnell und tiefgreifend sie diese Änderungen betreffen. Sie sind wenig in den Informationsfluss rund um die F-Gase-Verordnung und andere die Kältemittel betreffende Regularien integriert. Für sie ist die Kälteanlage ein Werkzeug, das möglichst effizient und kostengünstig funktionieren sollte. So fehlt letztlich die Nachfrage des Marktes nach langfristigen Lösungen. Womöglich wird der Zeithorizont der Regularien nicht als drängend wahrgenommen, aber das ist er. Wenn man sich heute fragen würde, was an Kältemitteln in 15 oder 20 Jahren noch verfügbar ist, um die Anlage weiter zu warten und zu betreiben, würde die Nachfrage nach CO₂-, Propan- oder Ammoniak-Lösungen sicherlich steigen.

• Kohlendioxid, Propan, Ammoniak – was sollte man über diese natürlich vorkommenden Stoffe als Kältemittel in Kürze unbedingt wissen?

  Jürgensen: Propan oder R290 als Kältemittel ist gut für die Gewerbekälte geeignet. Es siedet bei -42 °C und kann Verdampfungstemperaturen von -40 °C und höher abdecken. Der Stoff kann beim Verdichten große Temperaturhübe problemlos abdecken – ähnlich wie R404A. Der Kohlenwasserstoff Propan ist sehr leicht entzündlich und erfordert deswegen eine Erweiterung der Gefährdungsbeurteilung sowie die Umsetzung entsprechender Maßnahmen, um Gefahren zu vermeiden. Insbesondere bei Wartung und Reparatur ist eine aufmerksame und strenge Handhabung der Sicherheitsregeln erforderlich.

  Wir bei BITZER haben Propan zum Beispiel bei Hubkolbenverdichtern seit vielen Jahren im Einsatz und können vom 2-Zylinder- bis hin zum 8-Zylinder-Verdichter die gesamte Leistungspalette abdecken. Auch Kompaktschraubenverdichter für den Klimabereich oder die Prozesskühlung sowie halbhermetische Schraubenverdichter für Verbundanlagen funktionieren mit Propan und dem ähnlichen Kältemittel Propen.

  Kohlendioxid oder R744 als Kältemittel ist bereits recht verbreitet. Es ist nicht brennbar, hat dafür aber eine deutlich höherer Drucklage. Gegendrücke von 90 bis 130 bar sind möglich. Das bedeutet, dass hier die gesamte Anlagenkonstruktion aber auch die Regelung und Wartung anders ist. Für die zweistufigen CO₂-Anlagen hat BITZER speziell angepasste Verdichter für die Tiefkühl- sowie für die Normalkühlstufen im Portfolio. In diese Art der Anlagenkonstruktion ist zunächst eine umfassende Einarbeitung notwendig. In der SCHAUFLER Academy bieten wir beispielsweise auch Schulungen zu diesem Thema. Vor allem, wenn mittlere bis höhere Leistungen in der Gewerbekälte benötigt werden, sind Anlagen mit CO₂-Verdichtern durchaus wettbewerbsfähig.

  Ammoniak kommt typisch in großen Anlagen mit über 100 kW Leistung als Kältemittel zum Einsatz, in der Regel jedoch nicht bei Publikumsverkehr. Die bewährte Anlagentechnik für Ammoniak mit Stahlrohren, überfluteten Verdampfern und nicht löslichen Ölen lässt sich nicht als Lösung für typische Gewerbekälteanwendungen übertragen. Außerdem sind auch hier in Bezug auf die Sicherheit einige Besonderheiten zu beachten. In Großkälteanlagen ist wegen der großen Füllmenge auch der deutliche Preisvorteil von Ammoniak im Vergleich zu anderen Kältemitteln ein Argument. In diesem Anwendungsbereich hat BITZER jahrelange Erfahrung und auch neue hocheffiziente Schraubenverdichter im Portfolio.

• Birgt die Regulatorik rund um Kältemittel Ihrer Meinung nach auch Chancen?

  Jürgensen: Es ist wohl kaum machbar, mit einem Kältemittel alle Anwendungen abzudecken. Das Wichtigste ist, dass die Kälteanlage anwendungsspezifisch und für das richtige Kältemittel der Zukunft ausgelegt ist, um in Summe über die Nutzungsdauer so wenig Emissionen wie möglich zu verursachen. Dennoch bieten neue Verdichter und Komponenten auch ein hohes Maß an Energieeffizienz und somit Kosteneinsparpotenziale.

  Bei BITZER haben wir seit 1987 beispielsweise Propan-Verdichter im Portfolio und entwickeln diese seither weiter. Bei den Ammoniak-Schrauben-Verdichtern sind tatsächlich unsere neuesten, großen Schraubenverdichter in der Leistungsklasse die effizientesten, die wir im Markt kennen. Bei Kohlendioxid sind das ganz eigene Konstruktionen. Dadurch, dass man bei Kohlendioxid häufig zweistufig fahren muss, haben wir speziell angepasste Verdichter für die niedere Druckstufe und die höhere Druckstufe, sodass wir da auch die günstig mögliche Kombination aus Motor, Druckverlust und Konstruktion der Zylinderköpfe, Ventilplatten so hinbekommen, dass sie für die jeweiligen Arbeitsbereich hoch optimiert sind.