Today mobile air-conditioning systems in passenger cars contain a refrigerant paying a major contribution to increasing the greenhouse effect. For the time being, about 30% of the worldwide emissions of hydrofluorocarbons arise from mobile air-conditioning systems in passenger cars [ UNEP 2009]. That is why in Europe this refrigerant – according to Directive 2006/40/EC – has to be substituted by a substance less harmful to the climate beginning in 2011. Veröffentlicht in Hintergrundpapier.
Pkw-Klimaanlagen enthalten heute ein Kältemittel, das einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung des Treibhauseffektes leistet. Derzeit stammen etwa 30 % der weltweiten Emissionen teilfluorierter Kohlenwasserstoffe aus Pkw-Klimaanlagen [ UNEP 2009]. Deshalb ist in Europa nach der Richtlinie 2006/40/EG über Emissionen aus Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen dieses Kältemittel, beginnend ab dem Jahr 2011, durch einen weniger klimaschädlichen Stoff zu ersetzen. Veröffentlicht in Hintergrundpapier.
Die Europäische Kommission gab am 10. Dezember 2015 ihren Beschluss bekannt, gegen Deutschland vor dem Europäischen Gerichtshof eine Klage zu erheben. Grund hierfür ist die Nichtumsetzung der Richtlinie 2006/40/EG über Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen, in der die Verwendung von Fahrzeug-Kältemitteln mit geringerem Treibhauspotenzial sowie ein schrittweises Abschaffen bestimmter fluorierter Treibhausgase vorgeschrieben wird. Die Kommission behauptet, Deutschland habe gegen die EU-Rechtsvorschriften verstoßen, indem es zuließ, dass der deutsche Fahrzeug-Hersteller Daimler AG Fahrzeuge auf dem EU-Markt in Verkehr gebracht hat, die nicht der Richtlinie über Klimaanlagen in Fahrzeugen entsprachen, und es versäumte, Abhilfemaßnahmen zu ergreifen. Die Daimler AG machte Sicherheitsbedenken bezüglich der in der Richtlinie vorgeschriebenen Kältemittel geltend. Diese Bedenken fanden keine Unterstützung seitens der übrigen Kraftfahrzeug-Hersteller und wurden von dem Kraftfahrt-Bundesamt (KBA) und der Gemeinsamen Forschungsstelle der Europäischen Kommission, die 2014 eine zusätzliche Risikoanalyse durchführte, verworfen. Trotz Kontakten zwischen der Kommission und den deutschen Behörden im Zusammenhang mit dem Vertragsverletzungsverfahren unternahm Deutschland keine weiteren Schritte gegen die Ausstellung von Typgenehmigungen für nicht vorschriftsmäßige Kraftfahrzeuge und traf keine Abhilfemaßnahmen gegen den Hersteller. Mit der Klage gegen Deutschland vor dem Gerichtshof bezweckt die Kommission, sicherzustellen, dass die Klimazielsetzungen dieser Richtlinie erfüllt werden und dass das EU-Recht einheitlich in der gesamten EU angewendet wird, so dass allen Wirtschaftsteilnehmern gerechte Wettbewerbsbedingungen garantiert werden.
Das Projekt "Forschungsprämie Zwei - Patentanmeldung für neues CO2 - Low - GWP - Kältemittelgemisch; Third Conference on Thermodynamical Properties and Transfer Processes of Refrigerants (USA), Beratung zur Akkreditierung einer Prüfstelle für PKW-Klimasystemkomponenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH durchgeführt. Es wurde ein alternatives Kältemittelgemisch im ILK entwickelt, welches sich durch Umweltfreundlichkeit und Energieeffizienz auszeichnet. Es ist somit als Low-GWP-Ersatzkältemittel hervorragend geeignet. Als Basis für eine Vermarktung der Projektergebnisse und für zahlreiche neue Forschungsprojekte im ILK ist eine Schutzrechtssicherung des identifizierten Kältemittels vorgesehen. Ein Wissenschaftler des ILK wird auf der 'Third Conference on Thermodynamical Properties and Transfer Processes of Refrigarants' im Juni 2009 in Boulder, Colorado USA darüber vortragen. Im Ergebnis der FuE-Projekte 'Low-GWP-Kältemittel' und insbesondere 'Verbesserung der Dichtheit von PKW-Klimaanlagen' wurden neue Prüfsysteme und Prüfmethoden entwickelt. Die Richtlinie 2006/40/EG und die EU Verordnung 706/2007 sind die gesetzlichen Grundlagen, die die Überprüfung der Emissionen aus Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen für alle Neuzulassungen von Klimakomponenten fordern. Um für die Hersteller von Klimakomponenten attraktiv zu sein, ist eine Akkreditierung als Prüfstelle für das ILK unerlässlich. Für den aufwendigen Prozess der Akkreditierung, ist externe Beratung durch Experten erforderlich.
Emissionen fluorierter Treibhausgase („F-Gase“) Fluorierte Treibhausgase werden in der Regel gezielt hergestellt und als Arbeitsmittel in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Die Emissionen sind von 2003 bis 2016 kontinuierlich gestiegen, zeigen aber nun einen deutlichen Abwärtstrend. Grund dafür sind wirksame gesetzliche Regelungen, die die Verwendung der F-Gase limitieren. Der Artikel stellt die aktuellen Emissionen dieser Stoffgruppe vor. Entwicklung in Deutschland seit 1995 Zu den fluorierten Treibhausgasen (F-Gasen) zählen die vollfluorierten Kohlenwasserstoffe (FKW), die teilfluorierten Kohlenwasserstoffe (HFKW), Schwefelhexafluorid (SF 6 ) und Stickstofftrifluorid (NF 3 ). Hauptursache für die starke Zunahme war der vermehrte Einsatz von fluorierten Treibhausgasen als Kältemittel. Minderungen wurden hauptsächlich bei der Herstellung von Primäraluminium, Halbleitern, der auslaufenden Anwendung in Autoreifen, der Produktion von Schallschutzscheiben und bei Anlagen zur Elektrizitätsübertragung erreicht. Allerdings nehmen die Emissionen aus der Entsorgung von Schallschutzscheiben seit 2006 sichtbar zu, da die angenommene Lebenszeit dieser Scheiben erreicht worden ist (siehe Abb. „Emissionen fluorierter Treibhausgase“, Tab. „Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien“ und Abb. „Quellen der Emissionen fluorierter Treibhausgase“). In Zukunft ist damit zu rechnen, dass die F-Gas-Emissionen, insbesondere die HFKW-Emissionen, durch die Umsetzung der Verordnung (EU) Nr. 517/2014 weiter abnehmen. Wichtigstes Instrument der Verordnung ist die schrittweise Begrenzung der Verkaufsmengen von HFKW bis 2030 auf ein Fünftel der heutigen Verkaufsmengen, was sich zeitversetzt auf die Höhe der Emissionen auswirken wird. Die Schwefelhexafluorid-Emissionen aus der Entsorgung von Schallschutzscheiben stiegen bis 2019 und werden jetzt kontinuierlich sinken. Quellen der Emissionen fluorierter Treibhausgase Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Emissionen fluorierter Treibhausgase („F-Gase“) Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Tab: Emissionen ausgewählter Treibhausgase nach Kategorien Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung Bedeutung von F-Gasen Fluorierte Treibhausgase (F-Gase) wirken sich je nach Substanz sehr stark auf das Klima aus, der Effekt ist bis zu 23.500-mal höher als bei Kohlendioxid. F-Gase sind daher Teil des Kyoto-Protokolls und der Nachfolgeregelungen. Herkunft von F-Gasen Während die klassischen Treibhausgase meist als unerwünschte Nebenprodukte freigesetzt werden, zum Beispiel bei der Verbrennung fossiler Rohstoffe, werden fluorierte Treibhausgase zum überwiegenden Teil gezielt produziert und eingesetzt. Sie werden heute in ähnlicher Weise verwendet wie früher FCKW , die die stratosphärische Ozonschicht zerstören. Fluorierte Treibhausgase werden hauptsächlich als Kältemittel in Kälte- und Klimaanlagen, Treibmittel in Schäumen und Dämmstoffen und als Feuerlöschmittel verwendet. Um die Emissionen dieser Stoffe zu vermindern, ist es neben technischen Maßnahmen vor allem zielführend, die Stoffe gezielt zu ersetzen oder alternative Technologien einzusetzen. Rechtsvorschriften Fluorierte Treibhausgase unterliegen wegen ihres hohen Treibhauspotenzials europäischer und nationaler Reglementierung. Auf europäischer Ebene ist das Inverkehrbringen und die Verwendung fluorierter Treibhausgase in der Verordnung (EU) 517/2014 und der Richtlinie 2006/40/EG geregelt. Die Verordnung gilt seit dem 01.01.2015 und ersetzt die bisherige Verordnung(EG) 842/2006. Ergänzend zu den EU-Regelungen gilt in Deutschland die Verordnung zum Schutz des Klimas vor Veränderungen durch den Eintrag bestimmter fluorierter Treibhausgase ( Chemikalien-Klimaschutzverordnung ).
Klimaanlage im Auto richtig bedienen und Energie sparen Was Sie für eine nachhaltige Klimatisierung im Auto tun können Achten Sie schon beim Kauf des Pkw auf den Kraftstoffverbrauch der Klimaanlage. Beachten Sie Tipps zum sparsamen und gesunden Klimatisieren. Denken Sie an eine regelmäßige Wartung in einer Werkstatt. Gewusst wie Die Autoklimaanlage ist neben dem Motor der größte Verbraucher im Auto. Ein durchschnittlicher Mehrverbrauch von zehn bis 15 Prozent gegenüber der Fahrt ohne Klimaanlage ist zu erwarten. Worauf Sie beim Kauf achten sollten: Achten Sie auf einen geringen Kraftstoffverbrauch der Klimaanlage. Bisher beinhalten die Verbrauchsangaben der Autohersteller nicht die Verbräuche der sogenannten Nebenaggregate, wie die der Klimaanlage (siehe Grafik: Kraftstoff-Mehrverbrauch durch Nebenaggregate). Auch beim Elektroauto kann der Energieverbrauch für die Klimatisierung im Sommer sehr hoch sein. Dazu kommt der zusätzliche Verbrauch für die Heizung im Winter, da Elektroautos nicht ausreichend Abwärme für die Kabinenheizung bereitstellen. Ein System mit Wärmepumpe kann hier helfen, den Heizenergiebedarf etwas zu verringern. Sparen Sie nicht an der falschen Stelle. Der Kraftstoffverbrauch von Klimaanlagen kann sehr unterschiedlich sein. Manuell geregelte Klimaanlagen mit ungeregeltem Kompressor verbrauchen in der Regel mehr Kraftstoff als Systeme mit Klimaautomatik und modernem elektronisch geregeltem Kompressor (siehe Grafik: Mehrverbrauch von Klimaanlagen mit unterschiedlichen Regelungssystemen bei 25°C Außentemperatur). Sonnenschutzverglasung kann die Wärme, die in das Auto gelangt, vermindern. Mittlerweile gibt es sogar durchsichtige Scheiben, die das Sonnenlicht gut reflektieren. Auch eine nicht allzu schräg geneigte Frontscheibe vermindert den Wärmeeinfall. Autos mit hellen oder speziellen wärmereflektierenden Außen- und Innenoberflächen erhitzen sich etwas weniger. Als Kurzstrecken- oder Wenigfahrer können Sie möglicherweise auch ganz auf eine Klimaanlage im Auto verzichten, sofern der Hersteller dies als Option anbietet. Denn mittlerweile haben die meisten Neuwagen standardmäßig eine Klimaanlage. Tipps zum Energiesparen und Gesundbleiben: Parken Sie Ihr Auto im Sommer möglichst im Schatten. Lassen Sie insbesondere bei hohen Temperaturen niemals Kinder oder Tiere im Auto zurück. Lüften Sie das Auto im Sommer vor dem Start einige Minuten, um heiße, angestaute Luft herauszulassen. Halten Sie die Fenster bei der Fahrt möglichst geschlossen, offene Seitenfenster erhöhen den Spritverbrauch. Kühlen Sie die Fahrerkabine gegenüber der Außentemperatur nur wenig ab, höchstens sechs Grad Celsius Unterschied. Nutzen Sie, wenn möglich, den Umluftbetrieb. Schalten Sie die Anlage nur ein, wenn sie den Innenraum abkühlen wollen, denn generell gilt: Die Nutzung der Klimaanlage erhöht den Kraftstoffverbrauch. Klimaanlage auf Kurzstrecken gar nicht erst einschalten: Bis die Klimaanlage wirksam kühlt, sind Sie längst da. Im Stadtverkehr verbraucht die Klimaanlage zudem mehr Treibstoff verglichen mit dem Überlandverkehr. Schalten Sie die Klimaanlage schon vor Fahrtende aus und lassen sie nur den Lüfter an, das verhindert einen Pilzbefall der Anlage durch Restfeuchte. Auch im Winter sollten Sie die Klimaanlage ab und zu einschalten. Überschüssige Feuchtigkeit im Innenraum, zum Beispiel sichtbar an beschlagenen Scheiben, wird reduziert und die Anlage bleibt gut geschmiert und damit dicht und funktionstüchtig. Klimaanlage nicht zu kühl einstellen. Die übliche Wohlfühltemperatur liegt zwischen 21 und 23 Grad Celsius. Den kalten Luftstrom nicht auf den Körper richten, und vor allem nicht direkt auf unbekleidete Körperpartien. Am besten den Luftstrom mit den Lufteintrittsdüsen über die Schultern der vorne sitzenden Personen leiten. Lassen Sie die Luftfilter mindestens alle zwei Jahre wechseln, für Allergiker, empfindliche Personen, Vielfahrer oder bei hoher Pollenbelastung öfter, zum Beispiel jedes Jahr. In der Werkstatt: Die Empfehlung vom Klimaanlagenexperten ist: regelmäßige Wartung etwa alle zwei Jahre. Das erhöht auch die Lebensdauer der Anlage. Wenn die Kälteanlage nicht mehr richtig kühlt, zeitweise einen unangenehmen Geruch freisetzt oder bei anderen Auffälligkeiten sollten Sie die Anlage umgehend in einer geeigneten Werkstatt prüfen lassen. Versuchen Sie sich nicht selbst an der Reparatur. Eingriffe in den Kältekreislauf der Klimaanlage dürfen nur von geschultem Personal durchgeführt werden. Die Werkstatt besitzt die Ausrüstung und Sachkunde für den Klimaservice und kennt die speziellen Vorgaben des Pkw-Herstellers zu Wartung und Reparatur. Der Mechaniker prüft die Klimaanlage, wechselt den Luftfilter und desinfiziert die Anlage. Bevor der Mechaniker Kältemittel in eine Anlage einfüllt, die eine über das Maß hinausgehende Kältemittelmenge verloren hat, sucht er das Leck und repariert es. Nach einem Eingriff in die Anlage prüft er vor der Wiederbefüllung mit Kältemittel die Anlage auf Dichtheit. Achten Sie auch darauf, dass bei Eingriff in die Anlage (Austausch von Bauteilen) der Filtertrockner und die entsprechenden Dichtungsringe auch erneuert werden. Autoklimaanlage und andere Nebenaggregate: Verbrauch an Treibstoff Quelle: TÜV Nord/ Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) (2011) Mehrverbrauch von Auto-Klimaanlagen im Vergleich (bei 25 °C) Messergebnisse des Mehrverbrauchs in Liter bei einem Testfahrzeug (Skoda Octavia) Quelle: ADAC e.V. 07/2012 Messergebnisse des Mehrverbrauchs in Liter bei einem Testfahrzeug (Skoda Octavia) Hintergrund Umweltsituation: Neben dem Energieverbrauch ist das in der Klimaanlage enthaltene Kältemittel umweltrelevant. Viele ältere Pkw-Klimaanlagen enthalten das Kältemittel R134a (Tetrafluorethan), das ein hohes Treibhauspotenzial hat. Seit 2017 dürfen in Europa neue Pkw und kleine Nutzfahrzeuge nur noch zugelassen werden, wenn die Klimaanlagen mit einem Kältemittel mit einem kleinen Treibhauspotential befüllt sind. Die europäische Pkw-Industrie verwendet heute hauptsächlich das brennbare Kältemittel R1234yf (Tetrafluorpropen) als Ersatz für R134a. R134a wird jedoch auch heute in bestehenden Pkw-Klimaanlagen und auch weltweit verwendet. Kältemittel werden aus Pkw-Klimaanlagen technisch bedingt bei der Erstbefüllung, beim Betrieb und bei der Wartung freigesetzt. Auch durch Leckagen im Kältekreis durch Alterung oder Steinschlag und bei Unfällen gelangen Kältemittel aus der Klimaanlage in die Atmosphäre. In der Atmosphäre wirkt 1 kg des fluorierten Treibhausgases R134a so stark auf die Erderwärmung wie 1.430 kg CO 2 . Fluorierte Gase (wie R134a oder R1234yf) werden in der Atmosphäre zu Fluorverbindungen abgebaut. Bedenkliches Abbauprodukt ist zum Beispiel die persistente, d.h. sehr schwer abbaubare Trifluoressigsäure (TFA). Das brennbare Ersatzkältemittel R1234yf (Tetrafluorpropen) ist zwar weniger klimaschädlich als R134a, bildet in der Atmosphäre aber noch 4 bis 5 Mal mehr Trifluoressigsäure als R134a. Fluorfreie Kältemittel wie Kohlendioxid (CO 2 ) oder einfache Kohlenwasserstoffe wie Propan würden im Gegensatz zu R1234yf keine solchen Abbauprodukte bilden. Seit dem Spätsommer 2020 bietet die Volkswagen AG für bestimmte Elektroautos eine CO 2 -Anlage mit Wärmepumpenfunktion als Sonderausstattung an. Auch Systeme mit einfachen Kohlenwasserstoffen wie Propan werden in Betracht gezogen. Gesetzeslage: Zur Begrenzung der Treibhausgasemissionen erließ die Europäische Union bereits im Jahr 2006 die Richtlinie 2006/40/EG über Emissionen aus Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen. Diese Richtlinie fordert, dass in Europa Klimaanlagen neuer Pkw und kleiner Nutzfahrzeuge seit 2017 nur noch Kältemittel mit einem relativ geringen Treibhauspotenzial (kleiner 150) enthalten dürfen. Das bedeutet, dass das bisherige Kältemittel R134a mit einem Treibhauspotenzial von 1.430 in Klimaanlagen neuer Pkw und kleiner Nutzfahrzeuge in Europa nicht mehr eingesetzt werden darf. Das Treibhauspotenzial (GWP) beschreibt, wie stark ein Stoff zur Erderwärmung beiträgt im Vergleich zur gleichen Menge Kohlendioxid (GWP=1). Hinweis: Eine Klimaanlage ist jeweils nur für ein bestimmtes Kältemittel zugelassen. Ein Wechsel des Kältemittels einer bestehenden Klimaanlage ist zu unterlassen. Dies kann zu technischen und Sicherheits-Problemen führen, ebenso sprechen rechtliche Gründe dagegen, es sei denn, die Umstellung wird vom Pkw-Hersteller ausdrücklich unterstützt und sachkundig begleitet. Marktbeobachtung: Bereits seit dem Verbot der für die Ozonschicht schädlichen FCKW in den 1990er Jahren (bei Pkw war es das FCKW R12) begann die Suche nach geeigneten Ersatzstoffen. Als umweltfreundliche Lösung waren Klimaanlagen mit dem natürlichen Kältemittel CO 2 (Kohlendioxid, Kältemittelbezeichnung R744) im Jahr 2003 CO 2 als Lösung für die Pkw-Klimatisierung identifiziert worden. An der Umsetzung wurde bis 2009 in Europa aktiv gearbeitet. Parallel dazu bot seit 2007 die chemische Industrie das brennbare, fluorierte Kältemittel R1234yf – Tetrafluorpropen an. Durch seine chemische Ähnlichkeit mit dem herkömmlichen R134a versprach R1234yf weniger Aufwand bei der Umstellung und setzte sich daher durch, und die Entwicklung von CO 2 Klimaanlagen wurde zunächst eingestellt. Die Brennbarkeit von R1234yf wurde schon länger, auch vom Umweltbundesamt, als kritisch für die Sicherheit im Pkw eingeschätzt. Im Herbst 2012 zeigten Versuche von Autoherstellern, dass sich R1234yf im Pkw bei Unfällen entzünden kann und dabei vor allem giftige Flusssäure freigesetzt wird. Die Daimler AG und die AUDI AG boten daraufhin ab den Jahr 2016 einzelne Modelle mit CO 2 -Klimaanlagen an, stellten dies Produktion aber wieder ein, da der übrige Markt der Entwicklung nicht folgte. Damit wurde der brennbare Stoff R1234yf zum neuen Standardkältemittel. Seit dem Spätsommer 2020 bietet die Volkswagen AG für bestimmte Elektroautomodelle CO 2 -Anlagen mit Wärmepumpenfunktion als Sonderausstattung an. Das Kältemittel CO 2 ist für Pkw-Klimaanlagen eine nachhaltige Lösung. Es ist weder brennbar noch toxisch, hat keine umweltbedenklichen Abbauprodukte und ist weltweit zu günstigen Preisen verfügbar. CO 2 -Klimaanlagen kühlen das Fahrzeug schnell ab und sind energieeffizient zu betreiben. Im Sommer ist der Mehrverbrauch in Europa geringer. Im Winter kann die Klimaanlage als Wärmepumpe geschaltet werden und so effizient bis zu tieferen Temperaturen heizen. Dies bietet sich insbesondere für die Anwendung in Fahrzeugen mit elektrischen Antrieben an. Eine interessante Entwicklung ist, dass für Elektro-Pkw jetzt auch ein Klimatisierungskonzept mit einfachen Kohlenwasserstoffen wie Propan zum Kühlen und Heizen vorgestellt wurde. Die Protoptyp-Klimaanlage im UBA-Dienstwagen wurde 2015 ertüchtigt. Seit dem Frühsommer 2015 kühlt der UBA-Dienstwagen mit einem neuen CO₂-Kompressor.