Warum werden F-Gase reduziert?
Fluorierte Treibhausgase, kurz F-Gase, werden unter anderem als Kältemittel in Klima- und Kälteanlagen sowie Wärmepumpen eingesetzt. Viele dieser Stoffe besitzen ein deutlich höheres Treibhauspotenzial als CO₂. Gelangen sie beispielsweise durch Leckagen, Wartung oder Entsorgung in die Atmosphäre, tragen sie unmittelbar zur Erderwärmung bei.
Mit dem weltweit steigenden Bedarf an Kühlung und Klimatisierung wächst deshalb auch die Bedeutung der Kältemittelwahl. Die Europäische Union reduziert den Einsatz besonders klimawirksamer F-Gase schrittweise und fördert den Übergang zu Kältemitteln mit geringerer Klimawirkung beziehungsweise zu nicht fluorierten Alternativen.
Gefährliche Freisetzung von Kältemitteln:
Die durchschnittliche Leckrate von R-134a bei neuen Bussen beträgt 13,3% Kältemittel pro Jahr für Reisebusse und 13,7% für Linienbusse (Schwarz, Establishment of Leakage Rates of Mobile Air Conditioners in Heavy Duty Vehicles, 2007).
Nach Veröffentlichungen der „Deutschen Umwelthilfe e.V.” emittierten aus Bussen im Jahr 2008 deutschlandweit fast 100 Tonnen Kältemittel R-134a.
Die freigesetzte Menge an Kältemittel aus Bussen entspricht 140.000 Tonnen CO2-Äquivalenten pro Jahr. Das entspricht dem jährlichen CO2-Ausstoß von 90.000 sparsamen Kleinwagen bei durchschnittlicher Fahrweise.
Der Klimawandel
Das massive Verbrennen fossiler Energieträger (Kohle, Öl, etc.) aber auch die freigesetzten Mengen an chemischen Kältemitteln z.B. macht die Erde zum Treibhaus.
Die Prognose der führenden Klimaexperten: Wenn die Industrie- und Schwellenländer ihren Treibhausgasausstoß nicht drastisch senken, könnte die Durchschnittstemperatur auf der Erde bis zum Ende des Jahrhunderts um weitere vier Grad ansteigen.
Der Klimawandel hat Auswirkungen auf sämtliche Weltregionen. Das Eis der Polkappen schmilzt ab, und der Meeresspiegel steigt. In einigen Regionen kommt es häufiger zu extremen Wetterereignissen und zunehmenden Niederschlägen, während andernorts verstärkt extreme Hitzewellen und Dürren auftreten.
Diese Auswirkungen werden sich in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich verschärfen.
Laut Weltklimarat haben die Ozeane seit 1970 mehr als 90 Prozent der zusätzlichen (menschengemachten) Wärme aus der Erdatmosphäre aufgenommen und sich dadurch kontinuierlich erwärmt. Sogenannte marine Hitzewellen treten häufiger und intensiver auf. Die Erwärmung des Ozeans führt zudem dazu, dass sich Wasserschichten schlechter durchmischen. Deshalb sind viele Meereslebewesen in einigen Wasserschichten oder Regionen nicht mehr mit ausreichend Sauerstoff und lebenswichtigen Nährstoffen versorgt, was bei ihnen zu einem erheblichen Stoffwechselstress führt.
Durch die vermehrte Aufnahme von CO2 sinkt der pH-Wert und die Ozeane versauern zunehmend. Vor allem kalkbildende Lebewesen oder Meerestiere in jungen Lebensstadien, sprich als Ei oder Larve, sind gefährdet.
Weltweit ist der Meeresspiegel im Laufe des 20. Jahrhunderts im Schnitt bereits um etwa 15 Zentimeter angestiegen. Bis 2100 ist damit zu rechnen, dass der Meeresspiegelanstieg bis zu 110 Zentimeter erreicht – mit dramatischen Konsequenzen für niedrigliegende
Der Klimawandel erzeugt immer extremere Wetterveränderungen.
Schwere Stürme, monsunartige Regen und langanhaltende Brände durch große Hitzewellen sind das Ergebnis des Treibhauseffektes.
Dadurch etstanden ungewöhnlich langanhaltende Waldbrände in Australien.
Durch den Klimawandel versteppen und verwüsten zahlreiche Gebiete Afrikas und Südostasiens. Die Folgen davon sind, dass die Bewohner dieser Landstriche, die heute schon an Hunger leiden, es in Zukunft noch schwerer haben werden, auf den ausgetrockneten Böden ihre Nahrung anzubauen.
Der Klimawandel hat zudem zur Folge, dass es vermehrt zu schweren Stürmen und Überschwemmungen kommt, die ebenfalls die Ernten beeinträchtigen werden.
Flüchtlingströme drängen als Folge des Klimawandels nach Europa
Die Ärmsten der ländlichen Regionen in Afrika und Südostasien werden ihre Heimat verlassen und als Folge des Klimawandels in die reicheren Regionen dieser Welt flüchten.
Rund die Hälfte aller Tier- und Pflanzenarten in den weltweit bedeutendsten Naturregionen werden mittelfristig dem Klimawandel zum Opfer fallen. Das ist das Ergebnis einer Studie des WWF und der Universität East Anglia in Großbritannien. Sollte die menschengemachten Emissionen an Treibhausgasen wie bisher fortschreiten, würde jede zweite Art bis zum Jahr 2080 aus den untersuchten Gebieten verschwinden. Selbst wenn das Zwei-Grad-Limit eingehalten wird, also das obere Ende der Beschlüsse im Pariser Klimavertrag, fiele der Rückgang der Artenvielfalt noch erheblich aus: In diesem Fall würde noch jede vierte Spezies in den Schlüsselregionen das Zeitliche segnen. (Quellenhinweis: https://www.wwf.de/themen-projekte/klima-energie/erderwaermung-mit-folgen/)
Der Klimawandel ist auch in Deutschland zunehmend spürbar. Häufigere Hitzeperioden, Starkregen, Überschwemmungen, Trockenheit und Veränderungen in der Landwirtschaft wirken sich auf Natur, Infrastruktur und Wirtschaft aus.
Damit entstehen auch erhebliche volkswirtschaftliche Kosten – beispielsweise durch Schäden an Gebäuden und Infrastruktur, Ernteausfälle oder notwendige Investitionen in Hochwasser- und Klimaschutzmaßnahmen.
https://www.umweltbundesamt.de
Zeit zu Handeln - Klimaschutz
Die Europäische Union verfolgt das Ziel, ihre Netto-Treibhausgasemissionen bis 2030 um mindestens 55 Prozent gegenüber 1990 zu reduzieren und bis 2050 klimaneutral zu werden. Diese Ziele sind im Europäischen Klimagesetz verankert.
Ein Baustein dieser Klimapolitik ist die Reduzierung fluorierter Treibhausgase. Mit der seit 2024 geltenden F-Gas-Verordnung (EU) 2024/573 werden HFKW schrittweise reduziert und für bestimmte Anwendungen zusätzliche Beschränkungen und Verbote eingeführt. Gleichzeitig sollen Kältemittel mit geringerer Klimawirkung beziehungsweise nicht fluorierte Alternativen stärker zum Einsatz kommen.
F-Gase und HFKW: schrittweiser Phase-down
Mit der seit 2024 geltenden EU-F-Gas-Verordnung (EU) 2024/573 wurde der sogenannte Phase-down von teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) nochmals deutlich verschärft. Die Menge an HFKW, die in der Europäischen Union in Verkehr gebracht werden darf, wird über ein Quotensystem schrittweise reduziert.
Als Basiswert gelten 176,7 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalent. Für die Jahre 2030 bis 2032 dürfen noch rund 9,1 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalent in Verkehr gebracht werden. Ab 2050 sieht die Verordnung für die reguläre HFKW-Quote eine Höchstmenge von null vor. Für die Zuteilung von HFKW-Quoten ist zudem eine Zahlung von 3 Euro je Tonne CO₂-Äquivalent vorgesehen.
Der Phase-down bezeichnet damit die schrittweise Verringerung der Menge bestimmter fluorierter Kältemittel, die in der Europäischen Union in Verkehr gebracht werden darf. Ziel ist es, die Emissionen fluorierter Treibhausgase mit hohem Treibhauspotenzial zu reduzieren. Die Regulierung erfolgt unter anderem über mengenmäßige Quoten sowie anwendungsbezogene Beschränkungen und Verbote.
Neue CO₂-Emissionsziele für schwere Nutzfahrzeuge
Auch für schwere Nutzfahrzeuge wurden die europäischen CO₂-Flottenziele verschärft. Für neue schwere Nutzfahrzeuge gelten gegenüber den jeweiligen Referenzwerten Reduktionsziele von 45 Prozent ab 2030, 65 Prozent ab 2035 und 90 Prozent ab 2040.
Für Stadtbusse gelten zusätzliche Vorgaben: Ab 2030 müssen mindestens 90 Prozent der neu zugelassenen Stadtbusse emissionsfrei sein. Ab 2035 gilt für neue Stadtbusse eine Quote von 100 Prozent.
PFAS und Kältemittel
Parallel zur F-Gas-Regulierung werden per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) auf europäischer Ebene intensiv bewertet. Hintergrund ist ihre hohe Beständigkeit: Viele PFAS beziehungsweise deren Abbauprodukte können über lange Zeiträume in der Umwelt verbleiben und sich insbesondere in Wasser und Böden anreichern.
Seit 2023 wird im Rahmen der europäischen Chemikalienverordnung REACH ein umfassender Beschränkungsvorschlag für PFAS geprüft. Die wissenschaftliche Bewertung ist 2026 weit fortgeschritten, eine abschließende EU-Regelung ist jedoch noch nicht beschlossen.
Auch fluorierte Kältemittel wie R134a und R1234yf beziehungsweise deren mögliche Abbauprodukte sind Teil dieser regulatorischen und wissenschaftlichen Diskussion. Insbesondere Trifluoressigsäure (TFA), die unter anderem beim atmosphärischen Abbau bestimmter fluorierter Kältemittel entstehen kann, steht zunehmend im Fokus der europäischen Bewertung. Die ECHA hat die regulatorische Bewertung von TFA 2026 weiter vorangetrieben.
Was ist GWP (Global Warming Potential)?
Das Treibhauspotential (Global Warming Potential) ist der potentielle Beitrag eines Stoffes zur Erwärmung der bodennahen Luftschichten d.h. zum sogenannten Treibhauseffekt. Der Beitrag des Stoffes wird als GWP Wert
relativ zu dem Treibhauspotenzial des Stoffes Kohlendioxid (CO2) angegeben.
Für die Bewertung werden die Werte GWP100 - das heißt, der Beitrag eines Stoffes zum Treibhauseffekt gemittelt über einen Zeitraum von 100 Jahren - verwendet.
Je niedriger der Wert des CO2 – Äquivalents ist, um so niedriger ist die potentiell Wirkung auf die
globale Erwärmung und den damit verbundenen Umweltwirkungen. (Quelle BNB UN 1.1.1)
Kältemittel |
| R-744 (CO2) | R-134a |
atmosphärische Verweilzeit | Jahre | 120 | 14,6 |
GWP (100 Jahre) |
| 1 (0) | 1430 |
untere Explosionsgrenze | vol.% | - | - |
Zündtemperatur | °C | - | 750 |
Dampfdruck bei 60°C | bar | überkritisch | 16,81 |
Dampfdruck bei 30°C | bar | 72,02 | 7,7 |
Dampfdruck bei 0°C | bar | 34,81 | 2,93 |
Verdampfungsenthalpie bei 0°C | kJ/kg | 231,73 | 198,28 |
Gasdichte bei 0°C | kg/m3 | 97,25 | 14,44 |
volumetrische Kälteleistung bei 0°C |
| 7,87 | 1 |
Die Auswirkungen des Klimawandels auf den menschlichen Körper
Der Klimawandel und seine Folgen haben nicht nur Auswirkungen auf die Natur und die Tierwelt. Wie sieht es mit unserer Gesundheit aus? Welche Folgen hat der Klimawandel jetzt schon für jeden einzelnen?
Hohe Temperaturen und auch große Temperaturschwankungen stellen ein erhöhtes Herzinfarktrisiko da. Besonders betroffen sind älter Menschen oder Menschen mit Vorerkrankungen. Aber auch Personen mit niedrigem Blutdruck leider besonders unter Hitzeperioden etwa durch Müdigkeit, Schwindel oder Kopfschmerzen.
Lungenerkrankungen werden durch Hitzeperioden, Luftverschmutzung sowie hohe Ozonbelastungen begünstigt. Hinzu kommt, dass die Allergieperioden durch die Hitze und den ausbleibenden Regen intensiver und länger werden.
Mehr und intensivere Sonnenzeiten erhöhen das Hautkrebsrisiko. Aus einer Antwort der Bundesregierung geht hervor, dass seit Jahrzehnten die Zahl der jährlichen Sonnenstunden und die damit verbundene Belastung durch UV-Strahlung kontinuierlich steigt.
Außerdem wirkt sich die Erhöhung der Körpertemperatur negativ auf unsere Durchblutung aus. Viel Sonne und hohe Temperaturen erhöhen somit das Risiko eines Schlaganfalls.
Die Folgen: Diese marktgängigen Kältemittel werden zukünftig nicht mehr zur Verfügung stehen.
CO2 als Kältemittel (R744)
Die Klimafreundliche Alternative
Das natürliche Kältemittel CO2, auch als R744 bezeichnet, ist die klimaschonende Alternative zu heutzutage üblichen chemischen Kältemitteln. Es ist umweltfreundlich, verfügt über eine hohe Kälteleistung, ist nicht brennbar und bildet keine Zerfallsprodukte. Darüber hinaus ist es kostengünstig und dauerhaft verfügbar.
CO2 ist ein natürlicher Bestandteil der Luft und hat ein Treibhauspotential von lediglich Faktor 1 - chemische Kältemittel liegen um ein 1000-faches höher (R134a GWP 1340) oder sie sind brennbar und die Zerfallsprodukte sind gefährlich für die Umwelt.
CO2 kann nicht nur in Klimaanlagen, sondern auch zum Betrieb von Wärmepumpen eingesetzt werden. Diese können sowohl effizient kühlen, als auch heizen.
Wirtschaftliche Vorteile
- 120 % Effizienz durch höheren Wirkungsgrad = geringerer Energieverbrauch
- Kosten pro kg Kältemittel um 90 % geringer und längerfristige Verfügbarkeit
- geringere Servicekosten / Servicezeiten - kein Recycling nötig
- weniger Bauteile sowie einfache und ungefährlichere Handhabung
- keine gesetzlichen Beschränkungen oder Limitierungen ("kein Phase Down")
Umweltvorteile
- nachhaltiges und erlaubtes Kältemittel
- nicht brennbar (R744=Feuerlöschmittel), nicht toxisch
- keine Treibhauseffekte
- keine giftigen Abbauprodukte oder Zerfallsprodukte
- keine fossilen Brennstoffe notwendig
Förderungen und Zuschüsse auf klimafreundliche Kältemittel:
- Deutschland
- Belgien
- Großbritannien
- Niederlande
- Österreich
- Schweiz
In Deutschland:
Seit Januar 2019 gibt es ein Förderprogramm für CO2 Busklimaanlagen für elektrische Busse. So gibt es Förderbeträge zwischen 4.500 Euro für einen elektrischen Solobus bis zu 6.500 Euro für einen elektrischen Gelenkbus.
Kohlendioxid (R-744) – die „sichere“ Alternative (Messergebnis BG Verkehr)
Kohlendioxid (R-744) ist weder giftig noch brennbar (Sicherheitsdatenblatt). Eine Messung der BG Verkehr hat die Unbedenklichkeit zum Einsatz von R-744 in Bussen bestätigt (Messbericht Nr. mg 11 1031). Für R-744 liegt die maximale Arbeitsplatz-Konzentration (MAK) bei einem Wert von 5000 ppm. Dieser Wert wurde in den Tests nicht überschritten. Ein mit Kohlendioxid betriebenes Klimasystem eignet sich wegen der hohen Drucklage auch für die Umkehr des Kühlprozesses. Die Klimaanlage kann somit als Wärmepumpe für die Busbeheizung genutzt werden. Eine Wärmepumpe mit R-134a dagegen würde bei Temperaturen unter 0°C wegen zu niedriger Drücke keine ausreichende Leistung haben.
Erfahrungsberichte von ÖPNV-Betrieben
Als eine der ersten Verkehrsgesellschaften stellten sich schon 2008 die Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) für einen Langzeittest dieser Technologie zur Verfügung. Hierfür wurde ein serienmäßiger Stadtbus mit einer CO2 Klimaanlage ausgerüstet.
Dieser Bus hat bis heute über 500.000 km absolviert. Nach den positiven Erfahrungen mit dem ersten Bus, sind seit Mai 2010 weitere 6 Stadtbusse mit dieser Technologie im täglichen Betrieb der BVG. Burkhard Eberwein, Fahrzeugmanagement bei der BVG und Mitglied im Fachausschuss des VDV, äußert sich überzeugt von der neuartigen Klimatisierungstechnologie und spricht von einem Konzept der Zukunft.
Zufriedenheit bei der BVG: Bis Ende 2020 wurden 122 Busse an das Verkehrsunternehmen ausgeliefert und es folgen noch weitere.
Unsere Kältemittelstrategie
Konvekta setzt bevorzugt auf natürliche Kältemittel wie CO₂ (R744) und Propan (R290). Sie bieten aufgrund ihrer geringen Klimawirkung eine langfristig interessante Grundlage für moderne Klima- und Thermomanagementsysteme.
Welche Kältemittellösung eingesetzt wird, hängt jedoch immer von der jeweiligen Anwendung ab. Technische Anforderungen, klimatische Bedingungen, Sicherheitsaspekte, Fahrzeugarchitektur und die Verfügbarkeit geeigneter Komponenten können unterschiedliche Lösungen erforderlich machen. Deshalb kommen bei Konvekta neben natürlichen Kältemitteln weiterhin auch synthetische Kältemittel zum Einsatz.