This conference paper gives a detailed overview of the international online-event ‚Green Cooling Summit‘ which took place from 25. to 27. May 2021. The central issue was the HFC phase down according to the Kigali Amendment to the Montreal Protocol and how it can be implemented with natural refrigerants. Talks adressing this issue were given by representatives of parties to the Montreal protocol as well as by industry and research representatives. In addition to the description of talk and discussion contents, key messages are highlighted in the text and summarized in a compact manner ahead of the description. Recordings of the talks are linked in the respective texts, so they can be followed entirely in retrospect. Further conference material is available under the given link. Veröffentlicht in Dokumentationen | 06/2022.
On 16 September 1987, 24 States and the European Community signed the Montreal Protocol. It initiated the mandatory phase-out of chlorofluorocarbons (CFCs) and thus stopped the further destruction of the ozone layer by these substances. The switch to alternatives to CFCs with their high global warming potential also contributes to climate protection. Due to the worldwide implementation of the Montreal Protocol, ozone-depleting substances such as CFCs are hardly used today. Atmospheric concentrations of these substances are slowly declining due to natural decomposition processes and the size of the “ozone hole” over Antarctica is also becoming smaller. Because CFCs and other halogenated substances are also very effective greenhouse gases that heat up the climate up to 14,000 times more effective than carbon dioxide ( CO2 ), the Montreal Protocol has contributed not only to protecting the ozone layer but also to climate protection. With the Kigali Amendment for the worldwide phase-down of climate-damaging hydrofluorocarbons (HFCs), which has been agreed on in October 2016, the Montreal Protocol was extended to a new group of substances. In a background paper on the 30th anniversary of the Montreal Protocol, the German Environment Agency describes the history of this important international agreement from the discovery of the “ozone hole” to its signing and implementation. In addition, the paper provides information on the HFC use today and on environmentally friendly substitutes and techniques, especially for refrigeration and air conditioning. Veröffentlicht in Hintergrundpapier.
Umstieg auf natürliche Kältemittel schnell nötig Der Einsatz klimaschädlicher fluorierter Kälte- und Treibmittel muss laut F-Gas-Verordnung in der Europäischen Union bis 2030 deutlich abnehmen. Ersetzt werden die Gase oft durch kurzlebige fluorierte Stoffe mit niedrigerem Treibhauspotential. Diese bilden jedoch als Abbauprodukt Trifluoressigsäure (TFA). Aktuelle Regenwassermessungen im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) zeigen, dass die TFA-Konzentrationen gegenüber den 1990er Jahren bereits heute stark zugenommen haben. TFA ist hochmobil, gilt als wassergefährdend und gelangt bis ins Grund- und Trinkwasser. Derzeit ist keine Methode bekannt, mit der TFA mit verhältnismäßigen Mitteln aus dem Wasserkreislauf entfernt werden könnte – auch nicht bei der Trinkwasseraufbereitung. Das UBA empfiehlt daher, natürliche Kältemittel wie Kohlendioxid oder Kohlenwasserstoffe zu verwenden. Fluorierte Kälte- und Treibmittel gelangen u.a. aus Kälte- und Klimaanlagen, Kunststoffschäumen und Sprays in die Atmosphäre . Bereits heute sind dort die kurzlebigeren fluorierten Kälte- und Treibmittel wie R1234yf, R1234ze(E) und R1233zd(E) immer öfter und in steigenden Mengen nachweisbar. Beim atmosphärischen Abbau fluorierter Gase entsteht unter anderem Trifluoressigsäure (TFA). Eine Studie im Auftrag des UBA hat für die EU die mengenmäßige Entwicklung der fluorierten Kälte- und Treibmittel und deren atmosphärischer Abbauprodukte bis zum Jahr 2050 modelliert. Für Europa wird für das Jahr 2050 ein drei- bis vierfacher Anstieg der TFA-Fracht aus Kältemittelemissionen auf bis zu 50.000 Tonnen prognostiziert. Haupttreiber ist der Ersatz des F-Gases R134a durch das Kältemittel R1234yf, das im Vergleich zu R134a etwa 5 Mal mehr TFA bildet. Zur Einschätzung des TFA-Eintrages durch den Niederschlag wurden in der UBA-Studie erstmals über zwei Jahre Proben von 8 Messstellen des Deutschen Wetterdienstes analysiert. Die mittleren monatlichen TFA-Niederschlagkonzentrationen erreichten bis zu 4,87 Mikrogramm pro Liter. Die TFA-Einträge über ein Jahr betrugen für den Messzeitraum 2018/19 von 190 g/km² und 2019/20 von 276 g/km². Das ist ein mindestens drei bis vierfacher Anstieg im Vergleich zum Zeitraum 1995/96 mit 54 bis 69 g/km². Im Jahr 2050 sind nach der Modellrechnung alleine durch das Kältemittel R1234yf TFA-Einträge über die Niederschläge von 2,5 kg/km2 für Europa und bis zu 4 kg/km2 jährlich für Deutschland zu erwarten, was einer Verzehnfachung der heutigen TFA-Einträge entspräche. „Wenn Hersteller und Betreiber jetzt auf Systeme mit natürlichen Stoffen mit niedrigem Treibhauspotential, wie Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid oder Ammoniak umstellen, können sowohl die Einträge von TFA deutlich verringert als auch das Klima geschützt werden“, so UBA-Präsident Dirk Messner. Webkonferenz zu natürlichen Kältemitteln 25.–27. Mai 2021 (in englischer Sprache). Hier können Sie sich anmelden , die Teilnahme ist kostenlos. Der Ausstieg aus den fluorierten Treibhausgasen begann in Europa im Jahr 2006 mit der F-Gas Verordnung. Die internationale Staatengemeinschaft hat sich im Jahr 2016 mit dem Abkommen von Kigali im Montrealer Protokoll zur Reduktion bestimmter fluorierter Treibhausgase verpflichtet. Details zum Prozess und den Empfehlungen des UBA dazu finden Sie in der aktuellen Pressemitteilung des UBA.
Am 25. November 2017 endete in Montreal, Kanada, das 29. Treffen der Vertragsparteien des Montrealer Protokolls über ozonschichtschädigende Stoffe. Die Vertragsstaaten feierten in Montreal die Ratifikation der 2016 verabschiedeten "Kigali Amendment", der Erweiterung des Montrealer Protokolls auf Regelungen zur Reduktion klimaschädlicher fluorierter Treibhausgase. Der Gebrauch klimaschädlicher Kältemittel wird zukünftig weltweit eingeschränkt. Die entsprechende Vereinbarung hat bereits ein Jahr nach ihrer Verabschiedung in der ruandischen Hauptstadt Kigali die nötige Zahl von Ratifikationen erreicht und kann nun 2019 in Kraft treten. Die Bundesregierung hatte am 16. November 2017 in New York als eine der ersten Vertragsparteien die völkerrechtliche Ratifikationsurkunde für die Kigali- Vereinbarung hinterlegt. Während der Vertragsstaatenkonferenz des Montrealer Protokolls kam es zu weiteren Ratifikationen der Kigali-Vereinbarung. Mittlerweile haben diese mehr als 20 Staaten vorgenommen (Mindestanzahl für die Gültigkeit). Damit können deren Regelungen, die wichtig sind, um die Pariser Klimaziele zu erreichen, nun definitiv am 1. Januar 2019 in Kraft treten.
Die Online-Konferenz"Green Cooling Summit" vom 25. bis 27. Mai 2021 brachte verschiedene Akteursgruppenaus der Kälte-und Klimatechnikbranche zusammen und vermittelteein umfassendes Bild zum Thema nachhaltige Kühlung. Veranstalter waren das Umweltbundesamt, die Deutsche Gesellschaft für internationale Zusammenarbeit (GIZ) und das Bundesministerium für Umwelt Naturschutz und nukleare Sicherheit.Der "Summit" bot einenÜberblick zur Frage, wie der HFKW Phase-down gemäß des Beschlusses von Kigali zum Montrealer Protokoll am besten mit der Nutzung vonnatürlichen Kältemitteln und verbesserter Energieeffizienz umgesetzt sowie politisch und technisch beschleunigt werden kann. Seitens der Vortragenden und Teilnehmenden wurde ein breites Kompetenzspektrum abgebildet. Sie repräsentierten politische Entscheidungsträger, Wissenschaftler, technische Beraterund Hersteller nachhaltiger Kühl-und Klimatechniken. Die Konferenz erstreckte sich über drei Tage, wobei jeder Tag einem anderen Schwerpunktthema gewidmet war. Der erste Tag konzentrierte sich auf die politischen Ansätze zur Umsetzung des HFKW Phasedown mit natürlichen Kältemitteln. Nachhaltige Kühl-und Klimatechniken sowie die sichere Nutzung natürlicher Kältemittel standen am zweiten Tag im Fokus. Am letzten Tag wurden neueste Forschungsergebnisse zu verschiedenen Themen, welche für Kühlung und Klimatisierung relevant sind, vorgestellt und diskutiert. Während der Konferenz konnten die Teilnehmenden auf die begleitende Veranstaltungsplattform zugreifen, dieu.a.mit einer virtuellen Messe,einer Kontaktvermittlungsoption und einer Auswahl an Videos zu klimafreundlichen Kühltechniken aufwartete. Die Einblicke und gute-Praxis-Beispiele, welche auf der Konferenzpräsentiert wurden, boten eine gute Grundlage die derzeitige Praxis im Kälte-/Klimabereich einer kritischen Überprüfung zu unterziehen und ermöglichten den Teilnehmerinnen und Teilnehmern, sich ein Bild von nachhaltigen Kühlungskonzepten, Standards und politischen Ansätzen zu machen. Insgesamt zeigten die Vorträge und Diskussionen, dass natürliche Kältemittel eine ökonomisch tragfähige und ökologisch nachhaltige Option darstellen, teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) und teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HFCKW) zu ersetzen und damit das HFKW Phase-down gemäß des Beschlusses von Kigali zum Montrealer Protokoll einzuhalten. Es wurde jedoch auch deutlich, dass die bloße Einhaltung des Beschlusses nicht ausreichend ist, um einen ausreichend wirksamen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Folgerichtig haben manche Staaten und Unternehmenbereits angekündigt, über die Ziele des Beschlusses von Kigali hinauszugehen, zum Beispiel der Inselstaat Grenada, der anstrebt, die erste HFKW-freie Insel der Welt zu werden. Der belgische Lebensmitteleinzelhändler Colruyt plant eine vollständige Umstellung seiner Märkte auf natürliche Kältemittel bereits bis zum Jahr 2030. Der überwiegende Teil der Vortragenden und Podiumsdiskussionsteilnehmenden stimmten darin überein, dass der Ersatz halogenierter Kältemittel durch natürliche jetzt erfolgen muss und keinen Aufschub duldet. Regierungshandeln wurde oft als einer der wichtigsten Faktoren für die breite Anwendung natürlicher Kältemittel genannt. Dies beinhaltet - Eine zeitnahe Umsetzung des Beschlusses von Kigali und beschleunigter HFKW Phase-down, - Anreize für die Nutzung von Techniken mit natürlichen Kältemitteln wie etwa verminderter Importsteuer und Förderprogramme (wie z.B.in Ghana), - Einschränkung und Verbotder HFKW-Nutzung (wie in der EU F-Gas-Verordnung EU umgesetzt), um einen verlässlichen Rahmen für Hersteller und Endverbraucher zu gewährleisten und - Weiterbildung von Kältetechnikern und Kapazitätsaufbau im Kälte-/Klimasektor. Nach Einschätzung einiger Sachverständiger liegt das Marktpotential von Anlagen und Geräten mit natürlichen Kältemitteln im gesamten Kälte-/Klimasektor zwischen 75 und 85 %. Andere gehen sogar davon aus, dass ein vollständiger Ersatz von HFKW nicht nur möglich, sondern folgerichtig ist. Anlagen und Geräte mit natürlichen Kältemitteln sind deutlich energieeffizienter (20-50 %) im Vergleich zu HFKW-Techniken. Im Fall von R290-Monosplit-Klimageräten ist ein Energieeffizienzvorteil von 10 bis 16 % in Abhängigkeit der Außentemperaturen im Vergleich zu R22-Gerätenzu verzeichnen. Interessanterweise weisen auch gewerbliche HFKW-Anlagen, die auf R290 (Propan) umgerüstet wurden, eine verbesserte Energieeffizienz auf. Solche Umrüstungen erfordern sorgfältige Begutachtung und Sicherheitsmaßnahmen, um die potentielle Brandgefahr auszuschließen. Der sichere Einsatz brennbarer Kältemittel wurde nicht als Hindernis, sondern eher als Herausforderung angesehen, dermit einem angemessenem Anlagenkonzept und technischen Maßnahmen wie etwa Gassensoren, Außenaufstellung und mehreren Kältekreisläufen in Flüssigkeitskühlern um die Füllmenge zu reduzieren, begegnet wird. Die Brennbarkeit ist in internationalen Normen sehr restriktiv adressiert, Änderungen sind jedoch bereits auf den Weg gebracht, z.B. in der Gerätenorm IEC 60335-2-40. Die überarbeitete Norm erleichtert den Einsatz von R290-Splitgeräten, auch bei solchen mit größerer Nennkälteleistung (bis zu 15 kW). Der informelle Sektor in Entwicklungsländern wird als Sicherheitsproblem wahrgenommen, da unzureichend ausgebildete Techniker ohne Zertifizierung oft in unangemessener Art und Weise mit brennbaren Kältemitteln umgehen. In mehreren Wortmeldungen und Diskussionen wurde angemerkt, dass die Überbetonung der Sicherheitsaspekte und die Aufschiebung des Übergangs zu natürlichen Kältemitteln nicht auf wissenschaftlichen Erkenntnissen basiert bzw. auf einen Mangel an halogenfreien Kühltechniken zurückzuführen ist. Dies ist vielmehr dem Eigeninteresse der Kältemittelindustrie geschuldet, welche die Vermarktung ihres Produktportfolios über entsprechende Einflussnahme auf die Normung vorantreibt, unter anderem auch durch die Errichtung von Hindernissen für natürliche Kältemittel. Darüber hinaus werden diese Profitinteressen seitens einiger Vertragsstaaten des Montrealer Protokolls unterstützt. Die Gewinnspannen natürlicher Kältemittel, welche teilweise Nebenprodukte der Öl-und Gasgewinnung sind oder im Falle von CO2(R744) aus Emissionengewonnen werden, sind vergleichsweise niedrig. Folglich werden diese von Herstellern von synthetischen Kältemitteln nicht in Betracht gezogen. Neueste Erkenntnisse zum Verbleib des ungesättigten HFKW-1234ze, welcher als Kältemittel und Treibmittel in der Polyurethanschaumherstellung verwendet wird, zeigten, dass dieser in der Atmosphäre zunächst zu Trifluoracetaldehyd (CF3COH) und anschließend zu HFKW-23 mit einer Ausbeute von 9 bis 12% abgebaut wird.Das bedeutet, dass die Klimawirkung von HFKW-1234ze mit einem GWP (Global Warming Potential) von 1.400 insgesamt deutlich größer ist als bisher angenommen. Dieser Befund wird dadurch gestützt, dass er in der Lage ist, den kürzlich beobachteten Anstieg der HFKW-23-Konzentration in der Atmosphäre zu erklären. HFKW-1234ze wird als Alternative für R134a (GWP=1.430) eingesetzt. Dieser Sachverhalt zeigt, dass falsche Entscheidungen bei der Auswahl der Anlagentechnik getroffen werden, wenn bei der Einschätzung der Umweltwirkung von Kältemitteln deren atmosphärische Zerfallsprodukte nicht berücksichtigt werden. Der urbane Hitzeinseleffekt, der den thermischen Komfort und die Gesundheit von Stadtbewohnern erheblich beeinträchtigt, kann durch Begrünung (Baumpflanzung, Errichtung grüner Fassaden und Dächer), blaue Infrastruktur (Teiche, Seen, Brunnen), Minderung von anthropogenen Wärmequellen, Verschattung und weitere Maßnahmen reduziert werden. Während die einen Sachverständigen angeben, dass Hitzeinseln die thermische Behaglichkeit in Innenräumen beeinflussen, gehen andere davon aus, dass dies zumindest im gemäßigten Breiten eher vernachlässigbar ist. Der Einfluss von Maßnahmenpaketen gegen den Hitzeinseleffekt ist relativ klein (1 bis 2 K) wenn lediglich Außenlufttemperaturen betrachtet werden. Im Gegensatz dazu können erhebliche Effekte von -10 K und mehr insbesondere durch Verschattungsmaßnahmen wie Baumpflanzungen und Sonnensegel beobachtet werden, wenn der Indikator Physiologisch äquivalente Temperatur (PET) herangezogen wird. Quelle: Forschungsbericht
On 16 September 1987, 24 States and the European Community signed the Montreal Protocol. It initiated the mandatory phase-out of chlorofluorocarbons (CFCs) and thus stopped the further destruction of the ozone layer by these substances. The switch to alternatives to CFCs with their high global warming potential also contributes to climate protection.Due to the worldwide implementation of the Montreal Protocol, ozone-depleting substances such as CFCs are hardly used today. Atmospheric concentrations of these substances are slowly declining due to natural decomposition processes and the size of the “ozone hole” over Antarctica is also becoming smaller.Because CFCs and other halogenated substances are also very effective greenhouse gases that heat up the climate up to 14,000 times more effective than carbon dioxide (CO2), the Montreal Protocol has contributed not only to protecting the ozone layer but also to climate protection.With the Kigali Amendment for the worldwide phase-down of climate-damaging hydrofluorocarbons (HFCs), which has been agreed on in October 2016, the Montreal Protocol was extended to a new group of substances.In a background paper on the 30th anniversary of the Montreal Protocol, the German Environment Agency describes the history of this important international agreement from the discovery of the “ozone hole” to its signing and implementation. In addition, the paper provides information on the HFC use today and on environmentally friendly substitutes and techniques, especially for refrigeration and air conditioning.
Das Projekt "Umweltfreundliche mobile Klimatisierung mit natürlichen Kältemitteln: Klimatisierung von Schienenfahrzeugen mit R290" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Faiveley Transport Leipzig GmbH & Co. KG durchgeführt. Durch die EU-Verordnungen über fluorierte Treibhausgase wurde bereits seit dem Jahr 2006 begonnen, die Verwendung von bestimmten fluorierten Kältemitteln einzuschränken. Seit dem Jahr 2016 wird zusätzlich schrittweise die marktverfügbare Menge reduziert. Mit dem internationalen Kigali-Abkommen im Montrealer Protokoll wurde auch die weltweite Reduktion des Einsatzes bestimmter fluorierter Treibhausgase eingeleitet. Nun muss die Technik auf klimafreundlichere Alternativen umgestellt werden. Obwohl auf Seiten der Betreiber mobiler Klima- und Kälteanlagen mittlerweile grundsätzlich die Bereitschaft besteht, auf halogenfreie, sog. natürliche Kältemittel umzusteigen, fehlen ausreichende Angebote an ausgereiften und erprobten Anlagen. In diesem Vorhaben soll der Ersteinsatzes einer neuen Anlage mit dem halogenfreiem Kohlenwasserstoff Propan (R290) in einem Bahnfahrzeug durch ein einjähriges Messprogramm begleitet und mit einer parallel betriebenen Anlage der üblichen Technik mit fluorierten Kohlenwasserstoffen (R134a) direkt verglichen werden. Auf dieser Basis sollen Auswertungen des Betriebes und modellierte Vergleiche mit weiteren Anlagenkonfigurationen und Kältemitteln erfolgen.
Trifluoressigsäure aus fluorierten Kältemitteln belastet Regenwasser Umstieg auf natürliche Kältemittel schnell nötig Der Einsatz klimaschädlicher fluorierter Kälte- und Treibmittel muss laut F-Gas-Verordnung in der Europäischen Union bis 2030 deutlich abnehmen. Ersetzt werden die Gase oft durch kurzlebige fluorierte Stoffe mit niedrigerem Treibhauspotential. Diese bilden jedoch als Abbauprodukt Trifluoressigsäure (TFA). Aktuelle Regenwassermessungen im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) zeigen, dass die TFA-Konzentrationen gegenüber den 1990er Jahren bereits heute stark zugenommen haben. TFA ist hochmobil, gilt als wassergefährdend und gelangt bis ins Grund- und Trinkwasser. Derzeit ist keine Methode bekannt, mit der TFA mit verhältnismäßigen Mitteln aus dem Wasserkreislauf entfernt werden könnte – auch nicht bei der Trinkwasseraufbereitung. Das UBA empfiehlt daher, natürliche Kältemittel wie Kohlendioxid oder Kohlenwasserstoffe zu verwenden. Fluorierte Kälte- und Treibmittel gelangen u.a. aus Kälte- und Klimaanlagen, Kunststoffschäumen und Sprays in die Atmosphäre . Bereits heute sind dort die kurzlebigeren fluorierten Kälte- und Treibmittel wie R1234yf, R1234ze(E) und R1233zd(E) immer öfter und in steigenden Mengen nachweisbar. Beim atmosphärischen Abbau fluorierter Gase entsteht unter anderem Trifluoressigsäure (TFA). Eine Studie im Auftrag des UBA hat für die EU die mengenmäßige Entwicklung der fluorierten Kälte- und Treibmittel und deren atmosphärischer Abbauprodukte bis zum Jahr 2050 modelliert. Für Europa wird für das Jahr 2050 ein drei- bis vierfacher Anstieg der TFA-Fracht aus Kältemittelemissionen auf bis zu 50.000 Tonnen prognostiziert. Haupttreiber ist der Ersatz des F-Gases R134a durch das Kältemittel R1234yf, das im Vergleich zu R134a etwa 5 Mal mehr TFA bildet. Zur Einschätzung des TFA-Eintrages durch den Niederschlag wurden in der UBA-Studie erstmals über zwei Jahre Proben von 8 Messstellen des Deutschen Wetterdienstes analysiert. Die mittleren monatlichen TFA-Niederschlagkonzentrationen erreichten bis zu 4,87 Mikrogramm pro Liter. Die TFA-Einträge über ein Jahr betrugen für den Messzeitraum 2018/19 von 190 g/km² und 2019/20 von 276 g/km². Das ist ein mindestens drei bis vierfacher Anstieg im Vergleich zum Zeitraum 1995/96 mit 54 bis 69 g/km². Im Jahr 2050 sind nach der Modellrechnung alleine durch das Kältemittel R1234yf TFA-Einträge über die Niederschläge von 2,5 kg/km2 für Europa und bis zu 4 kg/km2 jährlich für Deutschland zu erwarten, was einer Verzehnfachung der heutigen TFA-Einträge entspräche. „Wenn Hersteller und Betreiber jetzt auf Systeme mit natürlichen Stoffen mit niedrigem Treibhauspotential, wie Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid oder Ammoniak umstellen, können sowohl die Einträge von TFA deutlich verringert als auch das Klima geschützt werden“, so UBA-Präsident Dirk Messner. Webkonferenz zu natürlichen Kältemitteln 25.–27. Mai 2021 (in englischer Sprache). Hier können Sie sich anmelden , die Teilnahme ist kostenlos. Der Ausstieg aus den fluorierten Treibhausgasen begann in Europa im Jahr 2006 mit der F-Gas Verordnung. Die internationale Staatengemeinschaft hat sich im Jahr 2016 mit dem Abkommen von Kigali im Montrealer Protokoll zur Reduktion bestimmter fluorierter Treibhausgase verpflichtet. Details zum Prozess und den Empfehlungen des UBA dazu finden Sie in der aktuellen Pressemitteilung des UBA.