Reduktion von HFKW-Emissionen

Die zur Bewältigung der globalen Erwärmung und des Klimawandels notwendigen Emissionsminderungen werden beträchtlichen Aufwand und Investitionen erfordern. Wichtig ist, dass jede Investition die Emissionen so effizient wie möglich mindert und dass wirtschaftlich einsatzfähige Anlagen nicht voreilig als überholt betrachtet werden.

In der Gewerbekälte steigt das Interesse an und die Verwendung von Kohlendioxid, einige Supermarktbetreiber haben angekündigt, Kohlendioxidanlagen verstärkt einzusetzen. Jedoch bleibt R 404A das dominierende HFKW-Kältemittel für Gewerbekälteanlagen in der EU. Die Umsätze in der EU betrugen 2008 etwa 20000 Tonnen: Diese Zahl basiert auf den Verkaufszahlen für R 143a, die in den von der EU-Kommission herausgegebenen Informationen über Produktion und Verkauf von F-Gasen enthalten sind. Demnach machte R 404A im Jahr 2008 etwa 42 % der HFKW-Umsätze gemessen als GWP-gewichtete Tonnage aus¹⁾. Dies resultiert aus seinem GWP von 3754²⁾, der deutlich höher als bei anderen verbreitet eingesetzten HFKW ist.

Während einerseits ein großes Inter­esse am Ersatz von HFKW in der Gewerbekälte besteht, bietet andererseits der Einsatz von HFKW-Kältemitteln mit niedrigerem GWP anstelle von R 404A eine sehr attraktive kurzfristige Option, die direkten (Kältemittel) und indirekten (Energieverbrauch) Emissionen zu reduzieren.

Bereits Mitte der 1990er Jahre hat ­Mexichem Fluor (damals ICI Klea) R 407A als Kältemittel für die Gewerbekälte mit im Vergleich zu R 404A niedrigerem GWP (1990) und günstigerem Energieverbrauch entwickelt. Der GWP von R 407A beträgt nur etwa die Hälfte von dem von R 404A. Aufgrund dieser Eigenschaften besteht seit einiger Zeit erneutes Interesse an R 407A als Ersatz für HFCKW 22 in der Gewerbekälte.

Beim Einsatz von R 407A in für R 404A ausgelegten Anlagen können die niedrigeren Druckverluste in Saug- und Druckleitungen zu Verbesserungen bei Verdichterleistung und Energieverbrauch führen. Die bisher gemachten Erfahrungen zeigen, dass trotz des gegenüber R 404A geringeren Kältemittelmassenstroms keine signifikanten Änderungen beim Öltransport auftreten.

Die Druckgastemperaturen sind wegen der geringeren Druckverluste in Saug- und Druckleitungen in der Praxis niedriger, als aus theoretischen Kreislaufberechnungen zu erwarten wäre. Die einzige Veränderung beim Einsatz von R 407A in für R 404A ausgelegten Anlagen ist die Anpassung des Expansionsventils: Der geringere Massenstrom macht eine für R 22 geeignete Ventilgröße zur besseren Wahl.

Wie bei jedem Kältemittel sollten die Druckeinstellungen der Sicherheitsventile überprüft werden, obwohl die Verflüssigungsdrücke mit R 407A normalerweise niedriger sind. Die Hinweise der Komponenten- und Kompressorhersteller sollten unbedingt eingeholt und beachtet werden, damit der Kältemittelwechsel die Betriebssicherheit und Leistung der Anlage nicht beeinträchtigt.

Obwohl R 404A auch in der Transportkühlung eingesetzt wird, ist sein vorwiegender Einsatz in der Gewerbekühlung. Wenn 90 % des eingesetzten R 404A innerhalb von zehn Jahren durch R 407A ersetzt werden könnten, ergäbe sich eine beträchtliche Reduktion der Menge der GWP-gewichteten Tonnen von HFKW in der Gewerbekälte.

Die Abbildungen illustrieren die Annahme eines wachsenden Einsatzes von R 404A (und/oder R 407A) bis 2012 und eines gleichbleibenden Gesamtverbrauchs für die Jahre ab 2013 (Bild 1). Ein Austausch durch R 407A innerhalb von zehn Jahren ab 2011 reduziert die Menge der GWP-gewichteten Tonnen der Kältemittel im Vergleich zur R 404A-Verwendung von 2008 um 35 % und dies sogar bei Wachstum des tatsächlichen Kältemittelverbrauchs bis 2012 (Bild 2).

Die reduzierte Menge der GWP-gewichteten Tonnen reduziert auch die HFKW-Emissionen, sogar wenn die absoluten Emissionsraten nicht sinken. Jedoch sollte der Einsatz von R 407A als Ergänzung zu anderen Maßnahmen betrachtet werden wie besserer Wartung sowie der Konstruktion und Installation noch dichterer Anlagen. Gleichzeitig bietet der Einsatz von R 407A die Möglichkeit von im Vergleich zu R 404A niedrigerem Energieverbrauch.

Zusammengefasst ist der verstärkte ­Einsatz von R 407A anstatt von R 404A äußerst interessant, da sowohl die direkten als auch die energieverbrauchsab­hängigen Emissionen vermindert werden könnten. Der Einsatz von R 407A würde die GWP-gewichtete Tonnage von HFKW-Kältemitteln in Gewerbekälteanlagen beträchtlich reduzieren. Dies kann besonders wichtig sein, falls die zukünftige Gesetz­gebung eine Begrenzung und Reduktion (cap and phase-down) des HFKW-Verbrauchs (d.h. der Verkäufe) verlangen sollte. Außerdem ist R 407A verfügbar, gut untersucht und in marktüblichen HFKWGewerbekälteanlagen einsetzbar.

R 407A bietet ein ausgewogenes Eigenschaftsprofil für die Gewerbekälte. Bei der Entwicklung von nichtentzündlichen HFKW/HFO-Gemischen zur weiteren Verbesserung der GWP-Werte wird nicht zuletzt die Beibehaltung der guten Eigenschaften von R 407A angestrebt. Die Entwicklung nichtentzündlicher Kältemittel stößt hinsichtlich der Verminderung der GWP-Werte jedoch an Grenzen, da nichtentzündliche HFKW-Komponenten beigemischt werden müssen. Daher sind GWP-Werte in der Größenordnung von 700 bis 1300 zu erwarten. Der Schritt von R 404A zu R 407A bedeutet demnach eine größere GWP-Reduktion, als in Zukunft durch einen weiteren Schritt von R 407A auf ein neues nichtentzündliches Kältemittel für die Gewerbekühlung zu erwarten wäre. Der Wechsel auf R 407A ist jetzt ein lohnender Schritt. -

1) GWP-Tonnage als CO₂-Äquivalente (GWP x Tonnen).

2) Die hier genannten GWP sind aus dem Dritten Bericht des IPCC entnommen und in der F-Gase-Verordnung 842/2006 zugrunde gelegt.

Mexichem Fluor

Ineos Fluor wurde Anfang des Jahres von Mexichem Fluor übernommen. Daraus ergab sich eine Verbindung des weltweit größten Flussspat-Lieferanten und Fluorwasserstoffherstellers mit einem globalen Fluorchemikalienunternehmen. Mexichem Fluor übernahm mit dem Kauf das internationale Geschäft von Ineos Fluor in Nordamerika, Europa und Asien. Mexichem Fluor liefert Produkte auf Fluorbasis und Dienstleistungen an die Kälte- und Klimabranche und beschäftigt nun 1095 Leute in Europa, Nordamerika, Mexiko und Asien. Das Geschäft wurde letztlich im März 2010 von den Aufsichtsbehörden genehmigt.

Als einer der Gründe für den Verkauf wurdedie Tatsache genannt, dass sich Ineos künftig mehr auf das petrochemische Geschäft konzen­trieren wolle. -

Regulatory Affairs Manager, Mexichem Fluor, Runcorn (GB)

Sales Manager, Mexichem Fluor, Frankfurt am Main