F-Gase-Verordnung: Die Uhr tickt
Vor allem die Gewerbekälte muss agieren!
Die Europäische F-Gase Verordnung (EG) Nr. 517/2014 sieht eine stufenweise Reduktion des Verbrauchs von fluorierten Kohlenwasserstoffen (H-FKW) bis zum Jahr 2030 um 79 % vor. Dieser Artikel fasst die Situation zwei Jahre nach Inkrafttreten dieser Neuregelung zusammen, beschreibt Maßnahmen, die zum Erreichen der Ziele erforderlich sind und zeigt mögliche Lösungen sowie Beispiele erfolgreicher Umsetzungen auf.
Zentraler Punkt der am 1. Januar 2015 in Kraft getretenen Neuregelung der Europäischen F-Gase-Verordnung (EG) Nr. 517/2014 ist der Phasedown, d. h. die Deckelung und schrittweise Reduktion des Verbrauchs an H-FKW mit hohem Treibhauspotenzial (GWP, Global Warming Potential) innerhalb der Europäischen Union. Ziel ist es, die Menge der am Markt verfügbaren H-FKW, umgerechnet in CO2-Äquivalente, bis zum Jahr 2030 um 79 % zu senken. Den Basiswert bildet die von 2009 bis 2012 durchschnittlich in Verkehr gebrachte Menge an CO2-Äquivalenten (183 Mt). Dazu kommen nach jüngsten Schätzungen 22 Mio. t für vorbefüllte Anlagen, die seit dem 1. Januar 2017 im Phasedown berücksichtigt werden müssen.
Auch wenn 2030 noch weit entfernt scheint, gibt es zwei entscheidende Stichtage, die für Betreiber von Kälte- und Klimaanlagen von großer Bedeutung sind (Bild 1). Der erste signifikante Einschnitt steht 2018 bevor, wenn der H-FKW-Verbrauch – unter Einbeziehung der vorbefüllten Anlagen – um 44 % gegenüber 2015 verringert werden muss. Bis 2021 soll die verbrauchte Menge sogar um insgesamt 60 % gesenkt werden. Zudem gilt ab 1. Januar 2020 für Anlagen mit einer Füllmenge von mehr als 40 t CO2-Äquivalent ein Serviceverbot für H-FKW mit einem GWP-Wert von 2500. Dies betrifft den Großteil der gewerblichen Kälteanlagen.
Gapometer
Mit der Gapometer-Studie hat der europäische Verband für Kälte-Klima-Wärmepumpentechnik EPEE (European Partnership for Energy and the Environment, www.epeeglobal.org) ein Werkzeug entwickelt, das die Maßnahmen aufzeigt, die erforderlich sind, um die Phasedown-Vorgaben der F-Gase-Verordnung zu erfüllen. Außerdem lassen sich damit die Fortschritte bei der Umsetzung messen sowie gegebenenfalls Lücken (englisch „gaps“) zwischen den Vorgaben und der Realität identifizieren.
Das Gapometer verdeutlicht, dass drei Hauptgebiete abgedeckt werden müssen, um die in der F-Gase-Verordnung festgelegte Reduktion der verfügbaren Menge an CO2-Äquivalenten zu erreichen (Bild 2). Zunächst müssen bei Neuanlagen konsequent Kältemittel mit einem deutlich verringerten GWP eingesetzt werden. Für bestehende Kälteanlagen gilt, dass sie – bei entsprechender Restlaufzeit – auf Alternativen mit deutlich niedrigerem GWP umgestellt werden müssen. Und zuletzt müssen in höherem Maße rückgewonnene H-FKW zum Einsatz kommen. Dafür sind eine höhere Sorgfalt (Sortenreinheit) bei der Entnahme der Kältemittel und eine hohe Investition in Recyclingzylinder erforderlich. Erst dann werden zurückgewonnene Kältemittel in ausreichender Menge zur Verfügung stehen.
Gewerbekälte ist besonders gefordert
Darüber hinaus analysiert die Gapometer-Studie, wie sich die Menge an CO2-Äquivalenten auf die verschiedenen Anwendungsbereiche aufteilt und welche Rolle sie bei der Umsetzung der Ziele der F-Gase-Verordnung spielen (Bild 3). So sollten alleine in der Gewerbekälte die verwendeten CO2-Äquivalente von 90 Mio. t bis 2018 um mehr als die Hälfte reduziert werden. Daher ist zeitnahes Handeln gefordert, bevor es zu großen Engpässen im Kältemittelangebot kommt und sich die Preise für H-FKW mit hohem GWP vervielfachen. Erste Preisanstiege sind bereits heute spürbar.
Abhilfe schaffen vor allem der frühzeitige Einsatz von R-404A-Alternativkältemitteln mit verringertem GWP in Neuanlagen sowie die konsequente Umstellung von Bestandsanlagen auf Low-GWP-Kältemittel. Laut Gapometer-Studie sollten bis Ende 2017 mehr als die Hälfte aller Kälteanlagen im Lebensmitteleinzelhandel von R-404A auf eine Alternative mit verringertem GWP umgerüstet worden sein. In Zahlen ausgedrückt sind dies mehr als 50.000 Märkte.
Breites Angebot an Kältemittelalternativen mit verringertem GWP
Einige Hersteller von Kältemitteln haben auf diese neuen Marktanforderungen reagiert und neue Substanzen entwickelt, die dazu beitragen, die Anforderungen der F-Gase-Verordnung zu erfüllen und sich für unterschiedlichste Anwendungsbereiche eignen. So bietet Chemours mit seinen „Opteon XP“- und „Opteon XL“-Serien heute ein breites Angebot an Kältemitteln mit verringertem GWP für den Retrofit bestehender Anlagen, für Umbauten sowie für Neuanlagen. Tabelle 1 gibt einen Überblick über die verfügbaren Typen sowie ihre typischen Einsatzgebiete.
„Opteon XP40“ (R-449A) ist das Flaggschiff unter den nicht entflammbaren (Sicherheitsklasse A1) Ersatzkältemitteln für R-404A. Es wurde seit seiner Kommerzialisierung 2014 von vielen großen Komponentenherstellern freigegeben und hat sich erfolgreich im Markt etabliert. Mit seinem GWP von 1397 (gemäß Assessment Report AR4, der die Grundlage für die F-Gase-Verordnung (EG) Nr. 517/2014 bildet) ermöglicht es eine Reduktion von 64 % gegenüber R-404A. Damit ist es auch nicht von den in der F-Gase-Verordnung ab 1. Januar 2020 vorgesehenen Verboten von Kältemitteln mit einem GWP von mehr als 2500 bzw. 1500 betroffen und stellt eine langfristige Lösung dar.
„Opteon XP40“ (R-449A) besitzt ähnliche thermodynamische Eigenschaften wie R-404A. So lässt sich der Retrofit einer bestehenden Anlage einfach und unkompliziert durchführen, denn er erfordert keine technischen Änderungen. Lediglich die Anlagenparameter müssen abhängig von den Betriebsbedingungen geringfügig angepasst werden.
Europaweit in zahlreichen Anwendungen im Einsatz
Das Kältemittel kommt inzwischen in mehreren tausend Kälteanlagen in zahlreichen Anwendungsbereichen (z. B. Gewerbekälte, Industriekälte, Lagerung, Klimatisierung, Verflüssigungssätze) mit unterschiedlichen Verdichtertypen, Betriebsarten und Technologien (Normalkälte, Tiefkühlung, Kaskadensysteme) zum Einsatz. Messungen der Energieverbräuche vor und nach der Umstellung haben ergeben, dass „Opteon XP40“ (R-449A) auf Grund seiner höheren Energieeffizienz, je nach Betriebsbedingungen, deutliche Energieeinsparungen ermöglicht.
Im Lebensmitteleinzelhandel wurden bereits zahlreiche Projekte in Deutschland, Spanien, Italien, Frankreich, Großbritannien, Österreich und den Niederlanden erfolgreich realisiert. So hat die niederländische Handelsgruppe Ahold im Rahmen ihres selbst auferlegten Programms zur Senkung der CO2-Emissionen zwischen September 2014 und Juni 2015 die Kälteanlagen in mehr als 175 Supermärkten von R-507A auf „Opteon XP40“ (R-449A) umgestellt.
Während des Rollouts führte das Unternehmen gemeinsam mit P.W. Vlaskamp B.V. Refrigerants Consultancy, Dordrecht, eine Reihe von Messungen durch, um den Einfluss des Retrofits auf den Energieverbrauch der Kälteanlagen zu bestimmen. Die Auswertungen haben ergeben, dass die Kälteanlagen mit „Opteon XP40“ (R-449A) im Jahresdurchschnitt etwa 8 % weniger Energie verbrauchen, wobei der Einspareffekt im NK-Bereich deutlich höher ausfiel als im TK-Bereich. Hochgerechnet auf die Gesamtzahl der umgestellten Systeme bedeutet dies eine Senkung der gesamten, aus Leckagen und dem Energieverbrauch resultierenden CO2-Emissionen von rund 57.000 t/a.
Die errechneten CO2-Vermeidungskosten (Abatement Costs: der Betrag, der investiert werden muss, um eine Tonne CO2 einzusparen), lagen bei 0 € und damit deutlich unter dem Wert anderer Alternativen. Sie basieren auf den auf eine Mindestrestlaufzeit der Kälteanlagen von fünf Jahren hochgerechneten Aufwendungen für den Energieverbrauch abzüglich der Wartungsausgaben und der Investitionskosten. Vlaskamp ermittelte außerdem, dass sich auf Grund der entfallenden CO2-Vermeidungskosten die gesamten Investitionskosten für die Umstellung in etwa vier Jahren amortisiert haben werden und ab diesem Zeitpunkt sogar Gewinne für den Betreiber Ahold geschrieben werden.
Auch andere große Handelsketten in Europa, z. B. Waitrose in Großbritannien, Eroski in Spanien oder die Rewe-Gruppe in Deutschland und Österreich haben inzwischen damit begonnen, die Kälteanlagen in ihren Verbrauchermärkten auf „Opteon XP40“ (R-449A) umzurüsten bzw. haben entsprechende Projekte erfolgreich abgeschlossen.
Fazit
Mit den „Opteon XP“- und „Opteon XL“-Serien von Chemours stehen Betreibern von Kälteanlagen und Serviceunternehmen kosteneffiziente und zukunftssichere Lösungen zur Verfügung, die die Anforderungen der F-Gase-Verordnung erfüllen. Für gewerbliche und andere auf R-404A basierende Kälteanlagen empfiehlt sich ein frühzeitiger Retrofit auf ein Kältemittel mit verringertem GWP wie „Opteon XP40“ (R-449A), das sich bereits in zahlreichen Installationen in ganz Europa bewährt hat. Es lässt sich mit vergleichsweise geringem Kosten- und Zeitaufwand implementieren und ermöglicht zudem eine Senkung des Energieverbrauchs und damit der Betriebskosten für die Restlaufzeit von Bestandsanlagen.
