R22-Ausstieg was sind die Optionen?

14.05.2009 | Veröffentlicht in Ausgabe 05-2009

Produktionsanlage für HFKW 125 bei INEOS Fluor in Runcorn, England

Aufgrund des Verwendungsverbots für ungebrauchte HFCKW (Frischware) muss die Kälte- und Klimabranche in der EU für Anlagen, die zurzeit noch mit dem Kältemittel R 22 betrieben werden, Ausstiegsstrategien entwickeln. Verschiedene Optionen stehen zur Verfügung, um die gesetzlichen Vorgaben zu erfüllen. Bei der Auswahl sollte sorgfältig abgewogen werden, damit unter den Gesichtspunkten Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit optimale Ergebnisse erzielt werden. Die nachfolgenden Betrachtungen können dabei als Entscheidungshilfen dienen.

Die EU-Verordnung 2037/2000 [1] verbietet die Verwendung von ungebrauchtem HFCKW (wie zum Beispiel R 22) für Kälte- und Klimaanlagen ab dem 1.1.2010. Danach dürfen für diese Einsatzbereiche nur noch rückgewonnene HFCKW verwendet werden. INEOS Fluor wird wahrscheinlich im Oktober den Verkauf von R 22 einstellen und die Vertriebspartner und Großhändler werden die Lagerbestände von ungebrauchtem R 22 abbauen. Den Verkauf HFCKW-haltiger Kältemittelgemische wie R 401A, R 402A, R 408A, R 409A hat INEOS Fluor bereits eingestellt.

R 22 ist ein extrem gutes und vielseitiges Kältemittel und wird in den verschiedensten Anwendungen eingesetzt. Die Anwender haben daher unter den drei wesentlichen Optionen je nach Einzelfall eine Auswahl zu treffen. Folgende Möglichkeiten bieten sich an:

Option 1: Weiterbetrieb der Anlagen mit R 22 im Vertrauen auf die Verfügbarkeit ausreichender Mengen von aufbereitetem R 22.
Option 2: Umstellung der bestehenden Anlagen auf andere Kältemittel.
Option 3: Ersatz der R 22-Anlagen durch Neuanlagen.

Option 1 mag auf den ersten Blick als die einfachste Möglichkeit erscheinen, birgt aber nicht zu unterschätzende wirtschaftliche Risiken. Es ist nicht sicher, dass rückgewonnenes und aufbereitetes R 22 in ausreichender Menge verfügbar sein wird. Die immer noch starke Verbreitung von R 22 lässt eher erwarten, dass der Bedarf die verfügbaren Mengen weit übersteigen wird. Das letzte Beispiel dieser Art war der Ausstieg aus der Verwendung von FCKW und Halonen. Damals stiegen die Preise nach Einstellung der Produktion auf ein Vielfaches des bis dahin Üblichen. Zurzeit vermag niemand zu sagen, wie viel R 22 verfügbar sein wird, für wie lange und zu welchem Preis. Jedes Unternehmen, welches diese Option wählt, muss mit den möglichen Konsequenzen rechnen wie mangelnder Verfügbarkeit von R 22 oder stark steigenden Preisen.

Wenn eine Anlage dem Ende ihrer geplanten Betriebsdauer nahe ist, könnte die langfristig beste Lösung trotz des hohen Kapitaleinsatzes Option 3 sein, nämlich der Ersatz durch eine Neuanlage. Jede Neuanlage muss natürlich die geforderte Leistung über einen weiten Bereich verschiedenster Betriebsbedingungen zuverlässig zur Verfügung stellen, sollte darüber hinaus aber auch Betriebskosten durch niedrigeren Energieverbrauch sparen. Dafür gibt es keine universell beste Lösung. Erforderlich ist in jedem Fall eine sorgfältige Entscheidung über das technische Konzept, das Kältemittel wie z.B. Kohlendioxid, Ammoniak, Kohlenwasserstoff oder HFKW sowie eine durchdachte Anlagenauslegung unter Berücksichtigung der jeweiligen Einsatzbedingungen. Die Gesamtkosten dieser Option umfassen die Anlagenkosten, den Kapitalaufwand sowie den Zeitaufwand und die damit z.B. in einem Supermarkt verbundene zeitweilige Beeinträchtigung des Verkaufs oder des Komforts für den Kunden.

Zu betrachten bleibt noch Option 2, die Umstellung bestehender R22-Anlagen auf andere Kältemittel. Wenn das mit Option 1 verbundene Risiko und der Aufwand für Option 3 zu hoch sind, könnte eines der bereits heute verfügbaren HFKW-Kältemittelgemische die Lösung sein. Alle großen Kältemittelhersteller bieten Kältemittelgemische zum Austausch von R 22 an. Vor die Wahl gestellt hat der Anwender abzuwägen, welches Kältemittel seine Anforderungen an die Umweltverträglichkeit, an den Energieverbrauch und an die Anlagenleistung bei den jeweiligen Betriebsbedingungen am besten erfüllt.

Keines der zurzeit verfügbaren Austauschkältemittel kann als Drop-In bezeichnet werden und alle Alternativen haben individuelle Eigenschaften, die auch unterschiedliche Auswirkungen auf das Anlagenverhalten haben können. Bei sorgfältiger Kältemittelauswahl kann das Anlagenverhalten beim Wechsel von R 22 auf ein HFKW-Kältemittelgemisch aber sogar verbessert werden.

Einige HFKW-Kältemittelgemische zeigen eine im Vergleich zu R 22 deutlich reduzierte Kälteleistung und/oder weisen einen unnötig hohen direkten Treibhauseffekt (GWP) auf. Zur Vermeidung dieser ungünstigen Effekte sollte etwas Zeit in die sorgfältige Auswahl der Optionen und des Kältemittels investiert werden.

In Tabelle 1 und Tabelle 2 sind die wesentlichen Daten für einige HFKW-Kältemittel bei Tief- und Normalkühlung in Relation zu den Daten für R 22 dargestellt.

Dieser Vergleich macht deutlich, dass R 407A ein hervorragendes Austauschkältemittel für R 22 ist. Bei ähnlichen Massenströmen wie mit R 22 sind auch Kälteleistung und Kälteleistungszahl mit den Daten für R 22 vergleichbar, während die Massenströme zum Beispiel mit R 404A deutlich größer sind. Das Betriebsverhalten von R 407A kommt dem von R 22 in bestehenden Anlagen sehr nahe.

Auch als Alternative zu R 404A in neuen oder bestehenden Supermarktanlagen bietet R 407A Vorteile. Es hat einen wesentlich niedrigeren direkten Treibhauseffekt (GWP) und kann in gut ausgelegten und gut gewarteten Anlagen dazu beitragen, die Umweltbelastung durch eine Supermarktkühlanlage zu reduzieren.

Der nächste Schritt nach der Auswahl des Kältemittels ist die Planung der Umstellung. Verfahren zur Umstellung einer bestehenden Anlage von R 22 auf ein HFKW-Kältemittelgemisch sind in der Literatur ausführlich beschrieben. Benötigt wird die normale fachliche Sorgfalt und etwas Zeit zum Einrichten der Anlage, damit optimale Ergebnisse erzielt werden. Die wichtigsten Schritte bei der Umstellung sind in der Übersicht zusammengefasst.

Wie bereits erwähnt, gibt es keine Drop-In-Lösung und die Erfahrung hat gelehrt, dass unabhängig vom jeweils verwendeten HFKW-Kältemittel die Dichtungen selbst bei Verwendung eines Kältemittels mit ähnlichen Eigenschaften wie R 22 ersetzt werden sollten. Im Einsatz mit R 22 haben die Dichtungen ihre Elastizität verloren und können nach dem Kältemittelwechsel zur Ursache von Undichtigkeiten werden. Die Minimierung von Leckagen ist nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen und zum Schutz der Umwelt geboten, sondern eine aus der F-Gase-Verordnung [3] resultierende Pflicht.

Einige Supermarktketten haben bereits zahlreiche R22-Anlagen mit großem Erfolg auf R 407A umgestellt. Diese Umstellungen erforderten keinen großen Zeitaufwand sie erfolgten oft während nur eines Wochenendes und haben in vielen Fällen gegenüber R 22 zu Verbesserungen geführt wie zum Beispiel niedrigerem Energieverbrauch und dadurch reduzierten Betriebskosten.-

Literatur:

[1] Verordnung (EG) Nr. 2037/2000 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 29. Juni 2000 über Stoffe, die zum Abbau der Ozonschicht führen

[2] Berechnet aus Daten des IPCC Fourth Assessment Report, Climate Change 2007 The Physical Science Basis, 2007

[3] Verordnung (EG) Nr. 842/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 17. Mai 2006 über bestimmte fluorierte Treibhausgase.