Vorschlag F-Gas-­Verordnung der EU

In der Einleitung des Vorschlags wird dargelegt, dass F-Gase heute insgesamt zwei Prozent aller Treibhausgase in der EU ausmachen. Bei der folgenden Aufzählung der Anwendungen von F-Gasen stehen Kälte- und Klimaanlagen an erster Stelle, und dazu passend wird vom Umweltbundesamt (UBA) veröffentlicht: Rund 70 Prozent der F-Gas-Emissionen entstehen durch ihre Verwendung als Kältemittel [3]. Daher verwundert es nicht, dass der Vor-F-GasV in 24 Artikeln hauptsächlich Beschränkungen und Verbote für die Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik enthält, während andere F-Gas-Anwendungen in geringerem Umfang reglementiert werden.

Emissionen 2050

Begründet wird der Vorschlag u. a. mit Projektionen zukünftiger, globaler F-Gas-Emissionen, von denen zwei in Bild 1 dargestellt sind. Gemäß der Projektion des UBA würden die Emissionen von knapp zwei Prozent 2010 bis auf etwa sechs Prozent 2050 ansteigen, woran die kältetechnischen Anwendungen mit ca. 80 Prozent den größten Anteil hätten [4]. Wesentlich mehr würden die Emissionen bis 2050 gemäß der Projektion der gtz Proklima ansteigen [5], und zwar bis auf 43,5 Prozent der globalen Gesamt­emissionen. Nur sind in dieser Projektion nicht alle F-Gase für die hohen Emissionen verantwortlich, sondern nur deren Untergruppe, die HFKW. Und weiter wird ausgeführt, dass 80 bis 90 Prozent des gesamten HFKW-Verbrauchs durch den Käl­te- und Klimasektor verursacht würde.

Vor dem Hintergrund der Bedeutung des Vor-F-GasV für die Kälte-, Klima- und Wärmepumpenbranchen ist eine detaillierte Kenntnis gegenwärtiger und möglicher zukünftiger F-Gas-Emissionen sowie deren Aufteilung auf Anwendungsbereiche wünschenswert. Daher werden nachfolgend zunächst die technischen Anwendungen von F-Gasen und an­schließend die Emissionen auf der Grundlage offizieller Datenbanken der EU und des Klimasekretariats der Vereinten Nationen dargestellt.

F-Gas-Anwendungen

F-Gase werden seit den 1930er-Jahren für technische Zwecke hergestellt. Tabelle 1 gibt einen Überblick über die F-Gas-Kategorien und 28unterschiedliche Anwendungen. Im Folgendennicht erörtert sind die gemäß Montreal-Pro­tokoll [6] verbotenen, chlorhaltigen F-Gase.

Globale F-Gas-Emissionen

Das 1992 abgeschlossene Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen [7] verpflichtet seit 1994 die Mitgliedsstaaten, die nationalen Emissionen aller Treib­haus­gase jährlich zu erheben und die Ergebnisse an die Europäische Kommission [8] und an das Klima­sekre­ta­ri­at der Vereinten Nationen zu übermitteln, die u. a. die Daten im Internet veröffentlichen.

In Bild 2 (oben) sind gemäß Joint Research Centre [9] der Europäischen Kommission die globalen F-Gas-Emissionen zwischen 1970 und 2010 sowie eine Aufteilung nach zusammengefassten Anwendungsbereichen dargestellt, die in der Legende näher spezifiziert sind:

• HFKW, PFKW und SF₆ wurden bereits vor 1970 als technische Gase verwendet; ihre Emissionen lagen 1970 bei knapp 0,122 Gt CO₂-äq, bis 1990 stiegen sie auf 0,308 Gt CO₂-äq an und erreichten 1 Gt CO₂-äq im Jahr 2010 (Gt = Gigatonne = Mrd. t).
• Seit 1990 werden HFKW auch als Kältemittel für stationäre und mobile Anwendungen eingesetzt. Deren Emissionen steigen bis 2010 auf insgesamt 0,188 Gt CO₂-äq an.
• Im selben Zeitraum steigen die Emissionen aus sonstiger Verwendung von HFKW um über 600 Prozent an: von 0,076 auf 0,526 Gt CO₂-äq; die Emissionen von PFKW gehen um 14,5 Prozent zurück und die von SF₆ steigen um 49 Prozent an.
• Die kumulierten Gesamtemissionen von F-Gasen zwischen 1970 und 2010 liegen bei 16,2 Gt CO₂-äq; die Kältemittel für stationäre Anwendungen haben daran einen Anteil von 7,5 Prozent.

Globale Kältemittel-Emissionen

Die Emissionen aus Kältemitteln weisen 2010einen Anteil von 19,8 Prozent (6,6 + 13,1 Pro­zent HFKW + 0,1 Prozent PFKW) der gesamten F-Gas-Emissionen auf, die hier aufgeteilt sind zu einem Drittel auf Kfz-Klima sowie zu zwei Dritteln auf alle sonstigen Anwendungen. In der Vorbereitungsstudie zur Bewertung der F-Gase-Verordnung wird für Europa sogar von einem Anteil der Kfz-Klimatisierung von 37 bis 39 Prozent ausgegangen [10]. Der Emissionsanteil der EU 27 (Bild 3) ist durch einen schwarzen Linienzug separiert.

Sonderfall Kfz-Klimatisierung

Gemäß EU-Richtlinie 2006/40/EG [11] müssen spätestens am 1. Januar 2017 alle Klimaanlagen von in Europa zugelassenen Kraftfahrzeugen mit einem Kältemittel betrieben werden, dessen GWP < 150 ist. Im Dezember 2008 wurde veröffentlicht [12], dass sich ein Mehrheitskonsortium von Automobilherstellern entschieden hat, zukünftig ein den o. a. Anforderungen genügendes Kältemittel in Fahrzeug-Klimaanlagen zu verwenden. In Deutschland gibt es derzeit Vorbehalte gegen den Einsatz des Kältemittels. Es ist aber davon auszugehen, dass die Richtlinie von allen Herstellern bis 2017 umgesetzt wird mit welchem Kältemittel auch immer.

An dieser Stelle ist festzuhalten, dass der Vor-F-GasV nur den Teil der Kältemittel-Emissionen beeinflussen kann, der nicht aus Kfz-Klimaanlagen stammt.

Globale Gesamt-Emissionen

In Bild 2 (unten) sind alle gemäß Klimarahmenkonvention überwachten Treibhausgas-Emissionen dargestellt:

• Die Gesamt-Emissionen sind zwischen 1970 und 2010 von 31 bis auf 55 Gt CO₂-äq angestiegen.
• Die CO₂-Emissionen der entwickelten Länder (Annex-I-Staaten) aus der Verbrennung von fossilen Energieträgern haben seit 1970 nur geringfügige Änderungen erfahren,
• die CO₂-Emissionen der in Rottönen dargestellten Entwicklungsländer sind im Durchschnitt jähr­lich um 0,53 Gt angestiegen, und
• die Emissionen aus Methan (CH₄), Lachgas (N₂O) und Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft (engl. LULUCF) sind insgesamt gering angestiegen.
• Die in Bild 2 (oben) dargestellten F-Gas-Emissionen haben daran einen Anteil von 1,81 Prozent und die in Kälte-, Klima- und Wärmepumpenanlagen eingesetzten Kältemittel lediglich einen Anteil von0,23 Prozent.

Europäische F-Gas-Emissionen

In Bild 3 (oben) sind die nach Kate­gorien zu­­

sammengefassten europäischen F-Gas-Emis­sionen zwischen 1990 und 2010 dargestellt:

• Die gesamten F-Gas-Emissionen steigen innerhalb der 20 Jahre von 0,059 auf 0,094 Gt CO₂-äq an.
• Die Emissionen von SF6, PFKW und sonstigen HFKW-Anwendungen gehen bis 1992 geringfügig zurück, steigen bis 1997 auf 0,073 Gt CO₂-äq an und gehen dann bis 2010 auf unter 0,030 Gt CO₂-äq zurück.
• Während die sonstigen HFKW-An­wen­dungen seit 2004 auf ungefähr konstantem Emissionsniveau sind, zeigen sowohl PFKW als auch SF₆ 2009 einen Rückgang, allerdings im Jahr 2010 auch wieder einen Anstieg um ca. 8,5 Prozent.
• Die Verwendung von HFKW als Kältemittel begann Anfang der 1990er-Jahre; die Emissionen von Kfz-Klimaanlagen erreichten 2010 einen Wert von knapp 0,023 Gt CO₂-äq und die restlichen Kältemittel von 0,042 Gt CO₂-äq; der starke Anstieg im Betrachtungszeitraum ist im Wesentlichen darauf zurückzuführen, dass die HFKW erst ab 1990 als Ersatzkältemittel für die vorher eingesetzten FCKW und HFCKW verwendet wurden. Der Anstieg ist nicht darauf zurückzuführen, dass der prinzipielle Einsatz von Kältemitteln in großem Umfang zugenommen hat.

Die in den Jahrzehnten vorher verwendeten Kältemittel haben zwar weiterhin zu den Emissionen beigetragen, aber sie werden nicht für die Emissionsberichterstattung erfasst. Aufgrund ihrer im Durchschnitt höheren GWP-Werte war der Beitrag zum Treibhauseffekt wesentlich höher als derjenige der HFKW.

Vor diesem Hintergrund ist der Übergang auf die HFKW als klimapolitischer Erfolg zu betrachten.

Europäische Gesamt-Emissionen

In Bild 3 (unten) sind alle europäischen Treib­hausgas-Emissionen dargestellt:

• Die Emissionen sind zwischen 1990 und 2010 von 5,6 auf 4,7 Gt CO₂-äq zurückgegangen, wobei mehr als ein Drittel dieses Rückgangs auf Lachgas und Methan zurückzuführen ist und knapp zwei Drittel auf geringere Emissionen aus der Verbrennung von fossilen Energieträgern. Einen Rückgang hat es 2009 (nach der Finanzkrise) gegeben, allerdings sind die Emissionen im Folgejahr wieder angestiegen.
• F-Gase haben 2010 einen Anteil von ca. zwei Prozent an den Gesamtemissionen, woran die Kältemittel von Kfz-Klimaanlagen mit 0,48 Prozent und die restlichen Kältemittel mit 0,89 Prozent beteiligt sind.

Zwischenergebnis

Die Darstellungen und Berechnungen haben ergeben, dass die bisherigen globalen und europäischen Kältemittel-Emissionen nur einen sehr geringen Anteil an den Gesamt-Treibhausgas-Emissionen aufweisen. Es stellt sich damit die Frage, in welchem Umfang die Emissionen in den nächsten Jahrzehnten ansteigen können.

Projektionen

Einleitend waren zwei Projektionen zitiert[4], [5], nach denen die F-Gas- bzw. HFKW-Emissionen im Jahr 2050 zwischen 4 und 8,3 Gt CO₂-äq liegen werden. Anstelle einer detaillierten Analyse jener Veröffentlichungen genügt an dieser Stelle die Betrachtung einiger Randbedingungen.

Die erste Veröffentlichung [4], eine Studie, geht von folgenden Annahmen aus:

• das Wirtschaftswachstum bis 2050 beträgt konstant 3,5 Prozent pro Jahr (das Weltwirtschaftsprodukt würde damit um mehr als 300 Prozent steigen, was angesichts der Weltwirtschafts-Entwicklung seit 2008 unwahrscheinlich ist [13]);
• die Weltbevölkerung ist dann auf 8,7 Mrd. Menschen angestiegen (der Club of Rome geht 2012 von einem Rückgang der Weltbevölkerung ab Mitte der 2030er-Jahre aus [14]);
• verwendet werden die im Jahr 2009 verfügbaren Kältemittel, nur in der Automobilklimatisierung wird ein Low-GWP-Kältemittel berücksichtigt;
• die Anfangs-Emissionen aller Kältemit­tel sind 2008 um ca. 75 Prozent höher als in Bild 1 dargestellt;
• beim Vergleich mit den anderen Treib­hausgas-Emissionen werden, entgegen der in der Studie zitierten IPCC-Veröffentlichung [15], Landnutzung, Land­nutzungsänderungen und Forstwirtschaft (LULUCF) nicht berücksichtigt1, was zu einem höheren Emissionsanteil der F-Gase führt.

Die Studie ergibt, dass die Kältemittel­emissionen zwischen 2010 und 2050 um mehr als 800 Prozent auf 4 Gt CO₂-äq ansteigen und dass gleichzeitig die anderen F-Gas-Emissionen nahezu konstant bleiben. Dieses Ergebnis stellt ein Maximum möglicher Kältemittel- und ein Minimum möglicher sonstiger F-Gas-Emissionen dar. Dessen Eintrittswahrscheinlichkeit ist aus Sicht des Jahres 2013 aufgrund inzwischen geänderter Randbedingungen jedoch sehr gering.

Die zweite Veröffentlichung [5], ein Vortrag auf der DKV-Jahrestagung 2010, enthält eine Projektion der F-Gas-Untergruppe HFKW. Die absolute Höhe der von 2010 bis 2050 um ca. 1 600 Prozent gestiegenen Emissionen ist nicht begründet, und beim prozentualen Vergleich mit den anderen Treibhausgasemissionen werden weder CH4, N2O, LULUCF noch die anderen F-Gase berücksichtigt, sondern nur die fossilen Energieträger. Diese Projektion ist damit für einen Vergleich nicht geeignet.

Projektionen der IEA von 2012

Die Internationale Energieagentur veröffentlicht jedes Jahr einen umfassenden Bericht mit dem Titel World Energy Outlook (WEO). Darin werden mittel- bis längerfristige Projektionen der Weltenergieversorgung sowie seit einigen Jahren auch der Treibhausgas-Emissionen dargestellt. Im WEO 2012 [16] werden dazu mehrere Szenarien bis 2035 entwickelt.

Bild 4 zeigt das Szenario gemäß dem gegenwärtigen Entwicklungstrend. Bei den F-Gasen ist dabei von der bisherigen, in Bild 2 dargestellten Emissionsentwicklung ausgegangen, die auf der Basis der WEO-Projektionsdaten interpoliert wurde. Zwischen 2010 und 2035 ergeben sich folgende Änderungen:

• Die Gesamtemissionen steigen in diesem Szenario auf 71 Gt CO₂-äq an;
• alle F-Gase zusammen haben 2035 daran einen Anteil von 3,66 Prozent und die Kältemittel von 0,51 Prozent;
• die Emissionen von CH4 steigen um 2,5 und die von N₂O um 0,9 Gt CO₂-äq an (entsprechend +33 und +27 Prozent).In dem gemäß IEA wahrscheinlichsten Szenario (new policies scenario) steigen die Gesamt­emissionen auf nur 58 Gt CO₂-äq im Jahr 2035 an, die Kältemittel haben daran lediglich einen Anteil von 0,19 Prozent.

Wenn die höheren Kältemittel-Emissionen des ersten Szenarios auf die niedrigeren Gesamt­emis­sionen des zweiten bezogen werden, kann sich höchstens ein Kältemittel-Anteil von 0,63 Prozent einstellen.

In beiden Projektionen der IEA liegt der Anteil der Kältemittel-Emissionen im Jahr 2035 jeweils deutlich unter 1 Prozent; eine Abschätzung für das Jahr 2050 ergibt keine nennenswert höheren Anteile.

Fazit

• Die Kältemittelemissionen der Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik sind von 1990 bis 2010 global durchschnittlich um 6,6 Mt CO₂-äq/a und die der restlichen Treibhausgase um 640 Mt CO₂-äq/a angestiegen.
• Zwei zitierte Projektionen zukünftiger Emissionen haben keine belastbaren Ergebnisse geliefert.
• Die globalen CO₂-äquivalenten Kältemittel-Emissionen liegen gegenwärtig und zukünftig bei unter 1 Prozent der restlichen Treibhausgas-Emissionen.
• Der Vor-F-GasV kann die globalen Treibhausgasemissionen 2030 je nach Gesamt-Emissionsszenario um 0,100,12 Prozent verringern, woran die Kältemittel einen Anteil von 0,0450,052 Prozentpunkten haben.
• In einem Bundesrat-Dokument vom 14.12.2012 wird für einige Regelungen des Vor-F-GasV ein deutliches Missverhältnis zwischen dem Aufwand für Wirtschaft und Behörden und dem erzielbaren Nutzen für die Umwelt festgestellt [17]. -

[1] Die Nichtberücksichtigung der Emissionen aus LULUCF könnte auf eine Verwechselung mit Emissionen aus short cycle biomass burning zurückzuführen sein. Gemäß EDGAR liegen diese zwischen 2000 und 2008 bei zusätzlichen 10 bis 17 Gt CO₂-äq/a.

Literatur

[1] Vorschlag für eine Verordnung über fluorierte Treib­hausgase http://register.consilium.europa.eu/pdf/de/12/st15/st15984.de12.pdf, Europäisches Parlament und Rat, 2012.

[2] Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in 2050 http://ec.europa.eu/clima/policies/roadmap/documentation_en.htm, P. Zapfel, DG Climate Action European Commission, 2011.

[3] Fluorierte Treibhausgase vermeiden Booklet des Umweltbundesamts, http://www.fuer-mensch-und-umwelt.de, Februar 2012, UBA.

[4] Projections of global emissions of fluorinated greenhouse gases in 2050 Erstellung von Projektionen zu den Emissionen fluorierter Treibhausgase für Deutschland und weltweit bis zum Jahr 2050, W. Schwarz, B. Gschrey, Umweltbundesamt, 2009.

[5] Rolle natürlicher Kältemittel in Entwicklungsländern im Rahmen sich ändernder Klima- und Ozon-Regime Jahrestagung des Deutschen Kälte- und Klimatech­nischen Vereins e. V., I. Papst, gtz proklima, 2010.

[6] Montreal-Protocol, UNEP, http://ozone.unep.org/pdfs/Montreal-Protocol2000.pdf, 1990.

[7] Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen UNFCCC, http://unfccc.int/2860.php, United Nations, 1992.

[8] Nationaler Inventarbericht zum Deutschen Treibhausgasinventar 19902011 EU-Submission, 15.1.2013, UBA, 2013.

[9] Emission Database for Global Atmospheric Research, EUROPA Climate Change Unit, http://edgar.jrc.ec.europa.eu/index.php, 2013.

[10] Preparatory study for a review of Regulation (EC) No 842/2006 on certain fluorinated greenhouse gases Service Contract No 070307/2009/548866/SER/C4, W. Schwarz, et al., European Commission, 2011.

[11] Richtlinie 2006/40/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 17. Mai 2006 über Emissionen aus Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen und zur Änderung der Richtlinie 70/156/EWG des Rates MAC directive, http:// http://www.umweltbundesamt.de/produkte/dokumente/RI_2006_40_17_05_06.pdf, Das Europäische Parlament und der Rat, 2006.

[12] MAC Industry Actions, 2008-12-09 All but four of seventy plus participants agreed that HFC-1234yf is the refrigerant-of-choice to replace HFC-134a in motor vehicle AC., Mobile AC Climate Protection Partnership, http://www.macsw.org, 2008.

[13] Globale Wirtschaftsaussichten Bericht Januar 2013, World Bank Group, https://www.worldbank.org/, 2013.

[14] 2052 Der neue Bericht an den Club of Rome Eine globale Prognose für die nächsten 40 Jahre, ISBN 3865813985, J. Randers, oekom verlag, München, 2012.

[15] Technical Summary Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC, 2007.

[16] World Energy Outlook 2012, International Energy Agency, Paris, 2012.

[17] Empfehlungen der Ausschüsse Vorschlag für eine Verordnung des Europäischen Parlaments und des Rates über fluorierte Treibhausgase KOM (2012) 643 final, Ratsdok. 15984/12 https://www.umwelt-online.de/cgi-bin/parser/Drucksachen/drucknews.cgi?texte=0687_2D1_2D12, Bundesrat, 2012.

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