Nicht falsch, aber zu viel

Als Reaktion auf die Dringlichkeit von Klimaschutzmaßnahmen hat die EU die Klimaziele im „Europäischen Klimagesetz“ verschärft. Deshalb erhielt die EU-Kommission als gesetzgebendes Organ Vollmacht, Änderungen an oder Ergänzungen zu Rechtsvorschriften zu erlassen. Zum Beispiel an der F-Gas-Verordnung, die klimaschädliche Kältemittel reglementiert. Die jüngst von der EU-Kommission verabschiedete Novelle der F-Gas-Verordnung zieht die Bandagen noch enger.

Brüssel: „Um die Ziele zu erreichen und eine Chance zu haben, den Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auf 1,5 °C zu begrenzen, müssen alle Instrumente gestärkt werden, die für die Dekarbonisierung der EU-Wirtschaft von Bedeutung sind. Die F-Gas-Verordnung ist ein wichtiges Instrument in Bezug auf Emissionen fluorierter Treibhausgase.“

Das „Europäische Klimagesetz“ von 2021 (Verordnung (EU) 2021/1119) visiert eine Reduktion der Treibhausgase von mindestens 55 Prozent gegenüber 1990 bis zum Jahr 2030 an sowie die Klimaneutralität der EU bis spätestens 2050. Entweichende Kältemittel für Wärmepumpen und Klimaanlagen tragen trotz ihres niedrigen Gesamtvolumens mit ihrem bis 25.000-fach höheren GWP (Global Warming Potential = Treibhauspotential) im Vergleich zu CO₂ (GWP = 1) zur Erderwärmung bei. Die europäische F-Gas-Verordnung schränkt deshalb Handel und Verwendung von Kältemitteln ein.

Die Lage

FCKW und HFCKW sind wegen ihres Ozonabbaupotentials ODP (Ozone Depletion Potential) im Rahmen des Montreal-Protokolls von 1987 und der entsprechenden nationalen Verordnungen seit über 30 Jahren in der EU in Neuanlagen nicht mehr zulässig. Die von der chemischen Industrie als Ersatzstoffe angebotenen HFKW müssen inzwischen wegen ihres hohen GWP international durch den „Kigali-Zusatz“ zum Montreal-Protokoll beziehungsweise innerhalb der EU durch die F-Gas-Verordnung eine erhebliche Reduzierung in Neuanlagen hinnehmen.

Insbesondere japanische und amerikanische Kälte- und Klimaanlagenhersteller propagieren daher HFO (Hydrofluorolefine) als Niedrig-GWP-Kältemittel. HFO-Moleküle bestehen aus H – Wasserstoff, F – Fluor und C – Kohlenstoff und sind somit ebenfalls HFKW; das „KW“ steht für Kohlenwasserstoffe. Diese zumeist auf Propen (R1234yf) und seltener auf Ethen (R1132a) oder Buten (R1336mzz(E)) basierenden Substanzen zerfallen aber wegen ihrer speziellen Bindung in der Atmosphäre innerhalb weniger Tage anstelle von Jahren bis Jahrzehnten gegenüber den klassischen HFKW. Beim Abbau entsteht Trifluoressigsäure beziehungsweise im nächsten Schritt Trifluoracetat (TFA). Das schlägt sich über das Regenwasser im Boden und im Trinkwasser nieder. Und bleibt dort stabil. Zur Gefährlichkeit der TFA für Mensch und Umwelt fehlen Studien, die Substanz steht aber unter Krebsverdacht, wenn kleine Mengen davon über Jahre getrunken werden. Die Vermutung ist allerdings nicht belegt. Untersuchungen laufen. Vorsorglich stehen indes die HFO nicht auf der Liste der „guten“ Kältemittel.

Verdoppelung im Betrachtungszeitraum

Der kürzlich von der EU präsentierte Entwurf einer Überarbeitung der F-Gas-Verordnung nimmt deshalb die HFO nicht aus der Reglementierung aus. Die F-Gas-Emissionen belaufen sich heute auf 2,5 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen der Union, haben sich aber zwischen 1990 und 2014 verdoppelt, während andere Treibhausgasemissionen zurückgegangen sind. Dies liegt daran, dass mit F-Gasen üblicherweise ozonabbauende Stoffe (ODS) ersetzt wurden. Die Novellierung der F-Gas-Verordnung muss vor dem Hintergrund des jüngsten IPCC-Sonderberichts betrachtet werden. Eine Begrenzung der Erderwärmung auf 1,5 °C erfordert, dass die Emissionen von F-Gasen bis 2050 weltweit um bis zu 90 Prozent gegenüber 2015 gesenkt werden. Wissenschaftler gehen davon aus, dass der „Kigali-Zusatz“ allein bis zum Ende des Jahrhunderts eine zusätzliche Erwärmung um bis zu 0,4 °C verhindert.

Die allgemeinen Ziele der F-Gas-Politik der EU bestehen darin,

• zusätzliche F-Gas-Emissionen zu vermeiden und damit zu den Klimazielen der Union beizutragen,
• die Einhaltung der HFKW-Verpflichtungen sicherzustellen.

Die Vermeidung von Emissionen kann auf zweierlei Weise erfolgen: indem sich potentielle Nutzer bemühen, F-Gase überhaupt nicht zu verwenden (Verringerung der Nachfrage) und indem sichergestellt wird, dass Maßnahmen zur Vermeidung von Emissionen oder Leckagen bei der Herstellung, Verwendung und Entsorgung der entsprechenden Geräte ergriffen werden („Emissionsbegrenzung“).

Spezifische Ziele

Daher bestehen die spezifischen Ziele der F-Gas-Politik darin,

• der Verwendung von F-Gasen mit hohem Treibhauspotential entgegenzuwirken und die Verwendung alternativer Stoffe oder Technologien zu fördern, wenn diese zu niedrigeren Treibhausgasemissionen führen, ohne die Sicherheit, Funktionalität und Energieeffizienz zu beeinträchtigen,
• Leckagen aus Einrichtungen zu vermeiden und bei Anwendungen von F-Gasen eine ordnungsgemäße Behandlung am Ende des Lebenszyklus sicherzustellen,
• durch die Verbesserung der Marktchancen für alternative Technologien und Gase mit niedrigem Treib-hauspotential deren nachhaltiges Wachstum zu stärken, Innovationen zu fördern und zur Entwicklung umweltfreundlicher Technologien beizutragen.

Der Entwurf enthält neue Beschränkungen bereits ab 2025 und 2027. Was sagt die Branche dazu? Thomas Nowak, Generalsekretär der Europäischen Wärmepumpenvereinigung (EHPA) in Brüssel: „Die Vorschläge der EU-Kommission zur Änderung der F-Gas-Verordnung stellen uns vor eine sehr schwierige Situation. Es sind nicht die einzelnen Punkte an sich. Das, was jetzt im Entwurf steht, mit neuen Fristen und Verboten, ist im Prinzip machbar, nur eben nicht innerhalb des vorgegebenen Zeithorizonts. Was nicht funktioniert, ist der Dreiklang zwischen REPowerEU, der REACH-Verordnung und der F-Gas-Verordnung. Wir wünschen uns, dass es unter Berücksichtigung von REPowerEU im Moment keine weiteren Verbote gibt, dass man die alte F-Gas-Verordnung weiter umsetzt, zunächst einmal mehr Wärmepumpen baut und die Industrie weiter entwickeln lässt.“

Stolpersteine REACH und REpowerEU

Die Europäische Kommission hatte im Mai 2022 mit REpowerEU ein Paket von Maßnahmen zur Verringerung der Abhängigkeit von Energieimporten aus Russland empfohlen. Sie setzt dabei einen Schwerpunkt auf die Beschleunigung des Ausbaus erneuerbarer Energien, Diversifizierung der Gasversorgung durch höhere Einfuhren von Erdgas von nichtrussischen Lieferanten in flüssiger Form (LNG) oder über Pipelines sowie auf grünen Wasserstoff. Des Weiteren liegt das Gewicht auf einer Steigerung der Energieeffizienz: REPowerEU will rasch viele elektrische Wärmepumpen. Die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen aus Russland kann, laut EU-Kommission, mit diesen Mitteln deutlich vor 2030 schrittweise beendet werden.

Die REACH-Verordnung, eine Chemikalienverordnung der Europäischen Union, dient dem Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt vor den Risiken, die durch Chemikalien entstehen können. Hierarchisch gesehen hat REACH Vorrang vor anderen Auflagen. Die Verordnung schlägt unter anderem alternative Methoden zur Gefahrenbeurteilung von Stoffen vor. Grundsätzlich gilt REACH für alle chemischen Stoffe, mithin auch für die im täglichen Leben vorkommenden, zum Beispiel in Reinigungsmitteln, Farben/Lacken sowie in Produkten wie Kleidung, Möbel und Elektrogeräten. Daher hat die Verordnung Auswirkungen auf die meisten Unternehmen in der gesamten EU. Im Rahmen von REACH tragen die Unternehmen die Beweislast.

Wenn die Risiken nicht beherrschbar sind, können die Behörden die Verwendung von Stoffen auf unter-schiedliche Weise einschränken. Auf lange Sicht sollten die gefährlichsten Stoffe durch weniger gefährliche ersetzt werden. Nur: Was heißt „gefährlich“?

Ein Beispiel: Die Novelle der F-Gas-Verordnung drängt in Richtung natürliche Kältemittel mit niedrigstem GWP. Zum Beispiel in Richtung Propan (C3H8). Als Kältemittel läuft das Gas unter der Bezeichnung R-290. Mit seinem GWP von 3 kommt es dem Klimaschutz entgegen, wegen seiner Brennbarkeit (gefährlich) bestehen jedoch Sicherheitsbedenken. Der Einsatz in Wärmepumpen verlangt folglich wirksame bauliche Präventivmaßnahmen – die ins Geld gehen.

Disharmonischer Dreiklang

Der dritte Ton im Nowakschen Dreiklang, die F-Gas-Verordnung, bestimmt in der noch gültigen Fassung, bis 2030 die Produktion und Einfuhr von fluorierten Gasen in die EU stufenweise auf 21 Prozent des Wertes von 2015 zu senken. Als Berechnungsgrundlage dienen nicht allein die Füllmenge, sondern auch das CO₂-Äquivalent als Produkt von Füllmenge und jeweiligem GWP. Kältemittel mit niedrigem Treibhauspotential dürfen deshalb in größeren Mengen verwendet werden als solche mit hohem GWP. Da viele F-Gase aufgrund ihrer chemischen Stabilität jedoch ein hohes GWP haben, beschränkt die F-Gas-Verordnung den Einsatz vieler Kältemittel.

Der EHPA-Generalsekretär: „Mit der bestehenden Fassung kommen wir zurecht. Nicht mit dem Entwurf. Da fehlen uns noch für verschiedene Anwendungen die Lösungen. Um die zu finden, braucht es mehr Zeit, als uns die Kommission einräumt. Die aktuelle Situation ist doch die, dass wir jeden Tag hören, die Wärmepumpe muss preiswerter werden, um den gewollten Hochlauf nicht zu gefährden. Die Industrie ist aufgefordert, entsprechend zu reagieren. Dann kommt aber eine Vorgabe nach der anderen: Die Geräte müssen effizienter werden, sie müssen oder sollen leiser werden und zukünftig darf man nicht mal mehr die bewährten F-Gase verwenden. In der Einzelbetrachtung ist jeder Punkt machbar, in der Gesamtbetrachtung sind demgegenüber die Herausforderungen so erhöht, dass sie sich in den vorgegebenen Zeiträumen nicht stemmen lassen. Noch einmal, es ist eigentlich gar nicht falsch, was die EU will, nur alles gleichzeitig ist einfach zu viel.“

Neue Kältemittel notwendig

Die Forderungen der Neufassung laufen letztlich auch darauf hinaus, zum Teil neue Kältemittel entwickeln zu müssen. Die dann im Folgeschritt einer Zulassung bedürfen. Das seien Prozesse, die sich nicht von heute auf morgen realisieren ließen. Thomas Nowak erinnert an die HFO-Fluide, wie zum Beispiel R1234yf. Diese jüngeren Chemikalien mit einem niedrigen GWP sollten bestimmte klimaschädliche HFKW ersetzen.

Sie stehen aber nun unter anderem wegen ihres Gehalts an PFAS-Substanzen auf der Streichliste. Denn einige dieser schlecht abbaubaren Alkylverbindungen stehen im Verdacht, schwerwiegende gesundheitliche Auswirkungen wie Krebs und Leberschäden verursachen zu können. Tatsächlich nur einige aus dem Katalog von mehreren Tausenden – nur weiß man nicht, welche. Noch fehlt der Filter, der die „bösen“ Kältemittel abfängt und die harmlosen durchlässt. Die Europäische Chemikalienagentur, die für REACH zuständig ist, recherchiert gerade die Gefahrenlage, was unter Umständen ein Verbot oder erhebliche Einschränkungen sämtlicher HFO nach sich ziehen könnte, gleichgültig, was die F-Gas-Verordnung sagt. Der Blick auf diese Spezies verdeutlicht, mit welcher Sorgfalt neue Kältemittel kreiert werden müssen.

In der EHPA befindet sich deshalb wegen der verschiedenen Problematiken und Unschärfen im F-Gas-Entwurf ein Positionspapier in der internen Abstimmung. Die Stellungnahme richtet sich an die Generaldirektion Klima und die Generaldirektion Energie. Sie will dazu animieren, sich zusammenzusetzen und einen Kompromiss auf den Vorschlag der EU-Kommission zu formulieren, der die Zeithorizonte dem Machbaren anpasst. „Das, was die Kommission dem Entwurf nach will, ist zeitlich einfach nicht umsetzbar“, unterstreicht Thomas Nowak erneut.

Verteuerung statt Verbilligung

Die deutsche Industrie schlägt in dieselbe Kerbe. Der Deutsche Kälte- und Klimatechnische Verein (DKV) bezweifelt zwar generell die Kältemittel-Emissionszahlen im Kommissionspapier – sie beruhten auf zu hohen Schätzungen, nicht auf realen Messungen –, doch eigentlich könnten die Hersteller mit dem Entwurf leben, wenn er eben die Termine großzügiger vorgebe.

Egbert Tippelt, Produktmanager Vertrieb Wärmepumpen bei Viessmann, verweist in diesem Zusammenhang auch auf die Normung. Die lasse zum Beispiel die Innenaufstellung von Sole/Wasser-Maschinen mit Propan als Kältemittel gar nicht zu beziehungsweise nur mit einer Füllmenge von 180 Gramm oder als Option mit einem aufwändigen Schutzkonzept mit einem hermetisch geschlossenen Gehäuse plus einer 24-Stunden-Entlüftung 365 Tage im Jahr. „Das widerspricht aber dem Ziel, preiswerter zu werden. Und die HFO haben den Nachteil, dass sehr gesundheitsschädliche Flusssäure entsteht, sollten sie in Brand geraten.“ Alternativen zu schaffen, sei eine sehr große Herausforderung. Schon deshalb, weil es an bestimmten Komponenten mangele. Tippelt: „Im Prinzip wird eine Wärmepumpe um das Kältemittel herum gebaut. Für Teile des Leistungsbereichs, den wir abdecken wollen und sollen, vor allem im Bestand, fehlen uns die effizienten Komponenten, Verdichter zum Beispiel. Der Entwurf stellt uns nicht vor eine unlösbare Aufgabe, wir müssen aber Geld in die Hand nehmen.“ Viessmann macht das bekanntlich.

Wie der Wechsel auf Brennwert

Doch, gibt ein Vertreter des Bundesverbands Wärmepumpe (BWP) zu Bedenken, seien mit Geld zwar technische Probleme, nicht aber die Personalnot lösbar. „Steigt die Nachfrage, verlängern sich zunächst die Lieferzeiten an den Endverbraucher. Die betragen ja heute schon im Einzelfall ein Jahr und länger.“ Die Situation sei ähnlich zu sehen, wie die vor gut 30 Jahren, als die Brennwertgeräte auf den Markt kamen: „An einem ähnlichen Paradigmenwechsel stehen wir mit der Wärmepumpe heute. Nur hat die es mit der Akzeptanz im Handwerk aufgrund der laufenden Änderungen an den Anforderungen ungleich schwerer als das Kondensationsprinzip. Mit der Novellierung der F-Gas-Verordnung tun wir dem Erfolg der Wärmepumpe – Erfolg in Bezug auf die Wärmewende – keinen Gefallen.“