KONVEKTA AG

Kältemittel CO2

Klimatisiert mit dem Kältemittel CO2 (R-744) - ein erster Schritt in eine saubere Zukunft

Warum werden aktuelle Kältemittel zum Problem?

Zum Problem werden solche synthetischen Kältemittel insbesondere dann, wenn sie durch Unfälle oder bei der Wartung in die Umwelt gelangen. Des Weiteren sind Fahrzeugklimaanlagen keine hermetisch geschlossenen Systeme. Während der gesamten Lebensdauer eines Fahrzeuges entweicht permanent Kältemittel.

In Zahlen heißt das:

Die durchschnittliche Leckagerate 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

Die Auswirkungen synthetischer Stoffe auf die Erdatmosphäre werden in zunehmendem Maße als problematisch erkannt. Sie sind mit verantwortlich für den Klimawandel auf unserer Erde - die Durchschnittstemperatur unserer Erde steigt an. Die globale Erderwärmung führt zu einem gewaltigen Klimawandel, dessen Folgen die gesamte Weltbevölkerung tragen muss.

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.

Füchtlingströme drängen als Folge des Klimawandels nach Europa
Die Armsten der ländlichen Regionen in Afrika und Südostasien werden ihre Heimat verlassen und als Folge des Klimawandels in die reicheren Regionen dieser Welt flüchten.

Aktuelle Studien belegen, dass auch in Deutschland die Folgen des Klimawandels hohe Kosten für uns verursachen. Die Kosten für Sturm- und Überschwemmungsschäden, Ernteeinbußen werden unsere Bauern und letztlich wir als Verbraucher zahlen müssen. Die Investitionen für höhere Dämme gegen den ansteigenden Meeresspiegel, als Folge des von uns gemachten Klimawandels, werden wir als Steuerzahler bezahlen müssen.

EU-Klimaziele - Neue Bestimmungen, wie das Verbot besonders klimawirksamer Kältemittel, sollen helfen, den Klimawandel aufzuhalten. Europa setzt damit neue, weltweite Maßstäbe für den Klimawandel.
Mit der Klima- und Energiestrategie, den "20-20-20-Zielen", hat die EU ein Richtlinienpaket beschlossen, das u.a. die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2020 um 20% reduzieren soll.
Demnach gelten bis zum Jahr 2020 die folgenden europaweiten Vorgaben:

  • 20 % weniger Treibhausgasemissionen als 2005
  • 20 % Anteil an erneuerbaren Energien
  • 20 % mehr Energieeffizienz

Zur Reduktion der Treibhausgasemissionen tragen alle Mitgliedstaaten mit differenzierten nationalen Ziele bei, die im Rahmen eines „Burden Sharing“-Prozesses ermittelt wurden. in ambitioniertes Vorhaben, das verschiedene, konkrete Maßnahmen umfasst. Eine davon betrifft den Einsatz teilfluorierter Kohlenwasserstoffe - die sogenannten F-Gase. m ihren Einfluss auf die globale Erwärmung zu minimieren, verabschiedete der EU-Rat im April 2014 die Verordnung (EU) Nr. 517/2014 »Verordnung über fluorierte Treibhausgase« (F-Gas-V).

Der Beitrag, den F-Gase heute weltweit zum Treibhauseffekt leisten, liegt bei etwa 1,4% (2011). Der Bedarf an F-Gasen oder Produkten, an denen F-Gase beteiligt sind, entwickelt sich sprunghaft mit steigender Lebensqualität in den Industrie- und Schwellenländern. In direktem Zusammenhang mit der steigenden Lebensqualität steigt global die installierte Kälteleistung und damit der Bedarf an Kältemitteln. Der Ausstieg aus der Verwendung von ozonschädigenden HFCKW führt zu einem massiven Anstieg der HFKW- und FKW-Emissionen. F-Gase sind äußerst langlebig, werden nur sehr langsam abgebaut und reichern sich dadurch stetig in der Atmosphäre an. Des Weiteren sind sie äußerst klimawirksam, d.h. kleine Steigerungen haben starke und langanhaltende negative Auswirkungen. Eine Substituierung der F-Gase durch natürliche Stoffe ist in vielen Bereichen technisch möglich geworden, sodass anspruchsvolle Ziele angestrebt werden können.

F-Gase werden nicht nur als Kältemittel emittiert, sondern auch aus einer Vielzahl anderer Anwendungen heraus.
Betrachtet man die in absehbarer Zeit noch zur Verfügung stehenden Kältemittel, zeigt sich, dass als Alternative zu den gegenwärtig verbreiteten klimaschädlichen Kältemitteln aus heutiger Sicht nur natürliche Kältemittel in Frage kommen. Kennzeichnend hierfür sind die Umweltfreundlichkeit, die nahezu unbegrenzte Verfügbarkeit und der günstige Preis dieser Stoffe.

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

 

 

  • Naturkatastrophen als Folgen des Klimawandels

    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.

    Füchtlingströme drängen als Folge des Klimawandels nach Europa
    Die Armsten der ländlichen Regionen in Afrika und Südostasien werden ihre Heimat verlassen und als Folge des Klimawandels in die reicheren Regionen dieser Welt flüchten.

  • Die Folgen des Klimawandels in Deutschland

    Aktuelle Studien belegen, dass auch in Deutschland die Folgen des Klimawandels hohe Kosten für uns verursachen. Die Kosten für Sturm- und Überschwemmungsschäden, Ernteeinbußen werden unsere Bauern und letztlich wir als Verbraucher zahlen müssen. Die Investitionen für höhere Dämme gegen den ansteigenden Meeresspiegel, als Folge des von uns gemachten Klimawandels, werden wir als Steuerzahler bezahlen müssen.

  • Aktiv gegen den Klimawandel

    EU-Klimaziele - Neue Bestimmungen, wie das Verbot besonders klimawirksamer Kältemittel, sollen helfen, den Klimawandel aufzuhalten. Europa setzt damit neue, weltweite Maßstäbe für den Klimawandel.
    Mit der Klima- und Energiestrategie, den "20-20-20-Zielen", hat die EU ein Richtlinienpaket beschlossen, das u.a. die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2020 um 20% reduzieren soll.
    Demnach gelten bis zum Jahr 2020 die folgenden europaweiten Vorgaben:

    • 20 % weniger Treibhausgasemissionen als 2005
    • 20 % Anteil an erneuerbaren Energien
    • 20 % mehr Energieeffizienz

    Zur Reduktion der Treibhausgasemissionen tragen alle Mitgliedstaaten mit differenzierten nationalen Ziele bei, die im Rahmen eines „Burden Sharing“-Prozesses ermittelt wurden. in ambitioniertes Vorhaben, das verschiedene, konkrete Maßnahmen umfasst. Eine davon betrifft den Einsatz teilfluorierter Kohlenwasserstoffe - die sogenannten F-Gase. m ihren Einfluss auf die globale Erwärmung zu minimieren, verabschiedete der EU-Rat im April 2014 die Verordnung (EU) Nr. 517/2014 »Verordnung über fluorierte Treibhausgase« (F-Gas-V).

  • Wieso ausgerechnet die Reduzierung der F-Gase?

    Der Beitrag, den F-Gase heute weltweit zum Treibhauseffekt leisten, liegt bei etwa 1,4% (2011). Der Bedarf an F-Gasen oder Produkten, an denen F-Gase beteiligt sind, entwickelt sich sprunghaft mit steigender Lebensqualität in den Industrie- und Schwellenländern. In direktem Zusammenhang mit der steigenden Lebensqualität steigt global die installierte Kälteleistung und damit der Bedarf an Kältemitteln. Der Ausstieg aus der Verwendung von ozonschädigenden HFCKW führt zu einem massiven Anstieg der HFKW- und FKW-Emissionen. F-Gase sind äußerst langlebig, werden nur sehr langsam abgebaut und reichern sich dadurch stetig in der Atmosphäre an. Des Weiteren sind sie äußerst klimawirksam, d.h. kleine Steigerungen haben starke und langanhaltende negative Auswirkungen. Eine Substituierung der F-Gase durch natürliche Stoffe ist in vielen Bereichen technisch möglich geworden, sodass anspruchsvolle Ziele angestrebt werden können.

    F-Gase werden nicht nur als Kältemittel emittiert, sondern auch aus einer Vielzahl anderer Anwendungen heraus.
    Betrachtet man die in absehbarer Zeit noch zur Verfügung stehenden Kältemittel, zeigt sich, dass als Alternative zu den gegenwärtig verbreiteten klimaschädlichen Kältemitteln aus heutiger Sicht nur natürliche Kältemittel in Frage kommen. Kennzeichnend hierfür sind die Umweltfreundlichkeit, die nahezu unbegrenzte Verfügbarkeit und der günstige Preis dieser Stoffe.

  • 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

     

     

Durch Richtlinien und Verordnungen sollen diese Ziele der Klima- und Energiestrategie erreicht werden:

  • UN-Klimakonferenz in Montreal 2005

    Die UN-Klimakonferenz in Montreal fand vom 28. November bis zum 10. Dezember 2005 in Montreal statt. Es war die elfte Weltklimakonferenz. Präsident der Klimakonferenz war der kanadische Umweltminister Stéphane Dion.

    Ziel
    Die Klimakonvention hat das Ziel, "eine gefährliche, vom Menschen verursachte Störung des Klimasystems zu verhindern und die weltweite Erwärmung zu verlangsamen sowie ihre Folgen zu mildern" (Artikel 2-Klimakonventionsrahmenvertrag).
    Die wichtigste Verpflichtung der Klimakonvention ist, dass alle Vertragspartner regelmäßig Berichte veröffentlichen müssen, in denen ihre aktuellen Treibhausgasemissionen und die voraussichtliche Entwicklung der Treibhausemissionen enthalten sein müssen.

    2005, Montreal (Kanada)
    An der Klimakonferenz in Montreal im Jahr 2005 nahmen die 189 Vertragsstaaten der Klimakonvention teil. Diese Konferenz war gleichzeitig das erste Treffen der Vertragsstaaten des Kyoto-Protokolls, dass durch die Ratifikation von Russland am 16. Februar 2005 in Kraft getreten ist.
    Ziel dieser Konferenz war es, über die Umsetzung des Kyoto-Protokolls zu beraten und das Kyoto-Protokoll durchzusetzen.

    Ergebnisse:
    Knapp 10.000 Delegierte aus 189 Ländern diskutierten zwei Wochen lang über die Verlängerung des Kyoto-Protokolls und Maßnahmen gegen die globale Erwärmung. Es wurde verabredet, in den folgenden zwei Jahren Arbeitsgruppen einzurichten, die sich mit Möglichkeiten zu einer langfristigen Reduzierung der Emissionen beschäftigen sollten. Auch die Vereinigten Staaten stimmten der Einigung zu, lehnten klare Zielvorgaben aber weiterhin ab. Dennoch bezeichnete die Umweltschutzorganisation WWF die Konferenz als Erfolg.

     

     

     

     

  • Gesetzgebung europäische Union - Verordnung (EU) Nr. 517/2014 über fluorierte Treibhausgase (F-Gas-Verordnung)

    Die neue F-Gas-V ist ein Beitrag, um die Emissionen des Industriesektors bis zum Jahr 2030 um 70 Prozent gegenüber 1990 zu verringern. Durch die neuen Regelungen sollen die Emissionen fluorierter Treibhausgase (F-Gase) in der EU um 70 Millionen Tonnen CO2-Äquivalent auf 35 Millionen Tonnen CO2-Äquivalent bis zum Jahr 2030 gesenkt werden. Die Emissionsreduktion fluorierter Treibhausgase soll durch drei wesentliche Regelungsansätze erreicht werden:
    1.Einführung einer schrittweisen Beschränkung (Phase down) der am Markt verfügbaren Mengen an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) bis zum Jahr 2030 auf ein Fünftel der heutigen Verkaufsmengen,
    2.Erlass von Verwendungs- und Inverkehrbringungsverboten, wenn technisch machbare, klimafreundlichere Alternativen vorhanden sind.
    3.Beibehaltung und Ergänzung der Regelungen zu Dichtheitsprüfungen, Zertifizierung, Entsorgung und Kennzeichnung.

    Mit der neuen F-Gas-V soll insbesondere ein Anreiz zur Verwendung von Alternativen anstelle von F-Gasen geschaffen werden.

    Als Folge des Inkrafttretens der neuen F-Gas-V wird die Bundesregierung die Chemikalien-Klimaschutzverordnung (ChemKlimaschutzV) überarbeiten und Sanktionsvorschriften durch Ergänzung der Chemikalien-Sanktionsverordnung (ChemSanktionsV) erlassen.

    F-Gase-Verordnung im Überblick

    • Schrittweise Reduzierung der F-Gase
    • Absenkung der Menge auf 21% bis 2030 in sechs Stufen
    • Verwendungsbeschränkung - Schrittweise Verbot besonders klimaschädlicher F-Gase
    • Quotierung - Den Herstellern und Importeuren werden F-Gase-Quoten zugewiesen
    • Dichtheitskontrollen - Strengere Vorschriften für die Dichtheitskontrollen von Kälte- und Klimaanlagen
    • Erweiterte Betreiberpflichten - Installation, Instandhaltung, Wartung, Reparatur etc. darf ausschließlich nur durch zertifiziertes Personal erfolgen
  • Klimaabkommen von Kigali - Weniger FKW für weniger Erderwärmung (10/2016)

    In der ruandischen Hauptstadt haben sich mehr als 150 Staaten darauf geeinigt, den Gebrauch klimaschädlicher Fluorkohlenwasserstoffe einzuschränken.
    Ab 2019 sollen entwickelte Länder wie die USA den FKW-Einsatz um zehn Prozent verringern. Im Laufe der Jahre wollen sie den Gebrauch sogar um 85 Prozent reduzieren. Dies soll bis spätestens 2036 geschehen.
    Der Großteil der unterzeichnenden Staaten - unter anderem China - beginnt 2024 mit dem verringerten Einsatz. Entwicklungsländern wird mehr Zeit eingeräumt. Schwellen- und Entwicklungsländer wie Indien hatten auf einen späteren Beginn gedrungen und auf die hohen Kosten verwiesen, die für die Umstellung auf andere Substanzen anfallen.
    Das nun erzielte Abkommen gilt als ein Meilenstein bei der Bekämpfung des Klimawandels.

  • Chemikalien-Klimaschutz-Verordnung (ChemKlimaschutzVO)

    Ein weiterer rechtlicher Aspekt im Umgang mit Kältemitteln ist in der Chemikalien-Klimaschutz-Verordnung (ChemKlimaschutzVO) festgelegt. Diese besagt, dass nur Fachkräfte mit einem personengebundenen Sachkundenachweis die Arbeiten an Anlagen mit fluorierten Kältemitteln ausführen dürfen. Zusätzlich muss der Betrieb zertifiziert sein. In den Klimaanlagen wurde ab 1989 das chlorhaltige und Ozonschicht abbauende Kältemittel R-12 (FCKW Fluorchlorkohlenwasserstoff) durch das bis heute verwendete chemische FKW-Kältemittel R-134a (Tetrafluorethan - ein fluorhaltiger Kohlenwasserstoff) abgelöst.

  • MAC Richtlinie:

    Die Europäische Union hat diesen Umstand erfasst und in ihrer Mobile-Air-Conditioning Directive (MAC) - aus Gründen des Umweltschutzes - strenge Anforderungen an die in Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge verwendeten Kältemittel gestellt (Richtlinie 2006/40/EG).
    Ab 01.01.2011 waren Fahrzeughersteller verpflichtet für Klimaanlagen in Fahrzeugen, die in der EU als neuer Typ zugelassen werden, Kältemittel mit einem Treibhauspotenzial (GWP) kleiner 150 nach EG Nr. 842/2006 einzusetzen. Dies gilt ab 01.01.2017 für alle zugelassenen PKW und leichte Nutzfahrzeuge (kleiner 1,3 t). Die Busbranche ist ebenfalls in dieser Richtlinie erwähnt. Ein Datum für ein Verbot von R-134a besteht zurzeit noch nicht, ist aber zu erwarten.


    Zusammengefasst:
    GWP < 150
    Betrifft PKW (M1) und leichte LKW N1 bis 1,3 t.
    Verbot (Art. 5) in neuen Typen ab 01.01.2011,
    in allen Neufahrzeugen ab 01.01.2017

  • Auszeichnungen & Förderungen als Anreiz für den Umstieg

    Um weitere Anreize für einen umweltfreundlichen Weg der Nutzung natürlicher Kältemittel zu schaffen, gibt es gewisse Zertifizierungen / Auszeichnungen oder auch Förderungen zukünftig nur noch in Verbindung mit der Verwendung umweltfreundlicher sowie toxisch unbedenklicher Kältemittel.

    Die Auszeichnung "Blauer Umweltengel" wird für Busse vergeben die:

    3.3 Klimatechnik
    Für die Klimatisierung der Fahrgasträume von Bussen sind Kältemittel erforderlich. Diese haben ein Treibhauspotential GWP < 1500, bezogen auf CO2 und einen Zeithorizont von 100 Jahren, einzuhalten.


    Für die Umweltfreundliche Klimatisierung ist ab 1.1.2018 für zweiachsige Stadtbusse ausschließlich ein halogenfreies Kältemittel zu verwenden.

    (Auszug aus der Vergaberegelung für Umweltzeichen.)

    VDV Richtlinie – VDV Schrift 236 „Klimatisierung von Linienbussen“
    VDV Schrift 236 sieht im Bereich Klimatisierung bei den Allgemeinen Anforderungen Punkt 3.1 den Einsatz von „umweltfreundlichen sowie toxisch unbedenklichen Kältemitteln“ vor.

    Auszug:
    Den gesetzlichen Vorgaben entsprechend, sind umweltfreundliche sowie toxisch unbedenkliche Kältemittel nach dem Stand der Technik einzusetzen. Es sind hierbei möglichst geringe Füllmengen unter Einhaltung einer ausreichend dimensionierten Reservemenge für einen sicheren Betrieb vorzusehen.

    Deutsche Förderung für Hybridbusse vom 12.12.2014
    Die neuen "Richtlinien zur Förderung der Anschaffung von dieselelektrischen Hybridbussen im öffentlichen Nahverkehr" sind im Januar 2015 offiziell in Kraft getreten und gelten bis Ende 2017. Mit der Förderung ist die Einhaltung ambitionierter Umweltstandards verknüpft, die inzwischen auch auf die Klimatisierung ausgeweitet wurden: „Anträge für Vorhaben, in deren Rahmen Fahrzeuge mit einer umweltfreundlichen CO2- Klimatechnik beschafft werden sollen, werden bevorzugt berücksichtigt.“ Interessierte Verkehrsbetriebe können ab sofort Projektskizzen einreichen. 

     

    In folgenden Ländern der EU existieren bereits Förderungen und Zuschüsse auf klimafreundliche Kältemittel:

    • Deutschland
    • Österreich
    • Großbritannien
    • Schweiz
    • Belgien
    • Niederland
  • Steuerliche Belastung

    Als Ergänzung zur F-Gase-Verordnung wird der Einsatz von HFKW in einigen EU-Staaten durch zusätzliche Abgaben gezielt preislich erhöht. Die nationalen Regelungen sind unterschiedlich, zielen aber auf eine Besteuerung von ca. 20 € / Tonne CO2-Äquivalent ab.

Die Auswirkung der gesetzlichen Beschränkungen

Die Verfügbarkeit von marktgängigen synthetischen Kältemitteln mit einem GWP > 150 wird sich innerhalb der Lebensdauer bestehender und zukünftiger Klimaanlagen deutlich reduzieren.

Zu diesen Kältemitteln zählen insbesondere:

  • R-134a (GWP 1.430)
  • R-404A (GWP 3.922)
  • R-407C (GWP 1.774)

Es ist davon auszugehen, dass diese marktgängigen Kältemittel sehr teuer werden, bzw. nicht mehr zur Verfügung stehen.

Zusätzlich gelten für Kältemittel mit GWP > 2500 ab 2020 und für Kältemittel mit GWP > 150 ab 2022 unter bestimmten Rahmenbedingungen Anwendungs- und Serviceverbote. 

Was bedeutet das für den ÖPNV?

Für die Klimatisierung der Fahrgasträume von Bussen sind Kältemittel erforderlich. Diese haben ein Treibhauspotential GWP < 1500, bezogen auf CO2 und einen Zeithorizont von 100 Jahren, einzuhalten.

Für die umweltfreundliche Klimatisierung ist ab 01.01.2018 für zweiachsige Stadtbusse ausschließlich ein halogenfreies Kältemittel zu verwenden.

Auch die DB hat in ihrer Fahrzeug-Klimastrategie (05/2015) formuliert, dass für alle Fahrzeuge, die ab 2020 in Betrieb gehen, nur noch Klimaanlagen mit natürlichen Kältemitteln eingesetzt werden sollen. 

 

Die saubere Alternative: Kältemittel CO2

Konvekta ist Vorreiter im Bereich der Forschung umweltschonender Kältemittel und hat sich schon vor vielen Jahren zu dem Kältemittel R744 bekannt. R744 (Kohlendioxid / CO2) eignet sich hervorragend als Alternative zu dem aktuellen Kältemittel R134a.

CO2 (R744) ist ein natürlicher Bestandteil der Luft und hat ein Treibhauspotential von lediglich Faktor 1. Da es als Abfallprodukt aus industriellen Prozessen gewonnen wird und die Umweltwirkung bereits dort „verbucht“ ist, ist es für weitere Verwendung sogar umweltneutral (GWP = 0). Ein durch R744 betriebenes System verfügt über einen höheren Wirkungsgrad als ein R134a-System.
Der in der Natur vorkommende natürliche Stoff CO2 (R744) ist unbegrenzt verfügbar und  auch durch seine Eigenschaften – nicht brennbar, nicht giftig – optimal geeignet.

Wirtschaftliche Vorteile von R744 / CO2

Ein durch R-744 betriebenes System verfügt über einen höheren Wirkungsgrad als ein R-134a-System. Für die gleiche Kälteleistung wird etwa 25% weniger Kraftstoff benötigt (UBA 2008, ADAC 2008, Hrnjak, SAE ARCRP1, 2007). Somit werden nicht nur die Abgasemissionen, sondern auch die Betriebskosten reduziert.

Durch die einfache und ungefährliche Handhabung von R-744 minimieren sich die Servicezeiten im Vergleich zu R-134a um mehr als die Hälfte. Da R-744 kein chemisches Kältemittel ist, unterliegt es nicht der ChemKlimaSchutzVO.

Die Anschaffungskosten für das Kältemittel pro kg sind um über 90 % geringer. Dadurch ergibt sich im Ganzen ein Einsparpotenzial der Servicekosten von ca. 70 %.

 

Kältemittelpreis:

Ausgehend von einer Systemfüllung mit ca. 7 kg Kältemittel
(Dachanlage und Frontbox)
R-134a (aktueller Preis 2016) 84,00 €
R-134a (zukünftiger Preis bei Berücksichtigung Phase down Phase) 176,40 €
R-744 (CO2) 5,60 €
Ersparnis pro Füllung des Systems zwischen 78,40 € und 170,80 €

Werkzeugkosten:

Wir gehen hier von Einmalkosten aus, ohne die Betrachtung der jährlichen Prüfkosten der Werkzeuge. Ebenso wird in die Betrachtung nicht mit einbezogen die Vakuumpumpe und Kältemittelwaage, da bei beiden Kältemitteln notwendig
R-134a Recyclingautomat ca. 5000,00 €
R-744   Befüllarmatur  ca.   760,00 € (ohne Manometer da im Fahrzeug verbaut)

Kosten für Service Teile:

Pro Wartung ist im R-134a System ein Trockner zu tauschen, dieser kommt im R-744 System nicht vor. Einsparung ca. 30,00 €

   

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.

Der Werkstattleiter der Niederrheinischen Verkehrsbetriebe (NIAG) Raimund Loogen bringt es auf den Punkt: „Das Kältemittel R744 lohnt sich nicht nur für die Umwelt. Die Kosten für das Kältemittel und auch für die Wartung sind deutlich günstiger, da das Kältemittel einfach entlassen werden kann und auch kein Filtertrockner mehr nötig ist. Des Weiteren ist es einfach und ungefährlich in der Handhabung. Wir, d. h. der ÖPNV, stehen im Mittelpunkt der Öffentlichkeit und sind Aushängeschild der Region. Aus dieser Verantwortung heraus haben wir uns schon vor fünf Jahren für die ersten Busse mit einer R744 betriebenen Klimaanlage entschieden. Wir sind sehr stolz auf diese R744-Busse. Sie laufen problemlos und verursachen tatsächlich nur etwa ein Fünftel der Wartungskosten im Vergleich zu einem Fahrzeug mit einer herkömmlichen R134a-Anlage.“

  • Berliner Verkehrsbetriebe (BVG)

    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.

  • Niederrheinischen Verkehrsbetriebe (NIAG)

    Der Werkstattleiter der Niederrheinischen Verkehrsbetriebe (NIAG) Raimund Loogen bringt es auf den Punkt: „Das Kältemittel R744 lohnt sich nicht nur für die Umwelt. Die Kosten für das Kältemittel und auch für die Wartung sind deutlich günstiger, da das Kältemittel einfach entlassen werden kann und auch kein Filtertrockner mehr nötig ist. Des Weiteren ist es einfach und ungefährlich in der Handhabung. Wir, d. h. der ÖPNV, stehen im Mittelpunkt der Öffentlichkeit und sind Aushängeschild der Region. Aus dieser Verantwortung heraus haben wir uns schon vor fünf Jahren für die ersten Busse mit einer R744 betriebenen Klimaanlage entschieden. Wir sind sehr stolz auf diese R744-Busse. Sie laufen problemlos und verursachen tatsächlich nur etwa ein Fünftel der Wartungskosten im Vergleich zu einem Fahrzeug mit einer herkömmlichen R134a-Anlage.“

  • CO2 / R744 - Daten und Fakten im Überblick
    • CO2  ist Alternative zu den HFKW R-134a und R-404a
    • CO2 ist in Leistung und Effizienz konkurrenzfähig durch bessere Verdichtereffizienz, besseren Wärmeübergang und geringere Auswirkungen von Druckverlusten
    • Mit CO2 als Kältemittel können Treibhausgasemissionen eingespart werden
    • “Flashen“ statt evakuieren
    • Geringere Feuchtigkeitsaufnahme (kein Trockner in der Anlage enthalten)
    • Geringe Anschaffungskosten für das Kältemittel pro kg
    • Ein mit CO2 / R-744 betriebenes System eignet sich auch als Wärmepumpe für die Busheizung

    Umwelt

    • Keine direkten Treibhausgasemissionen
    • nachhaltiges, langfristig zu niedrigen Preisen verfügbares und erlaubtes Kältemittel
    • ungiftig, keine giftigen Abbauprodukte
    • unbrennbar - Nutzung als Feuerlöschmittel
    • Reduzierung der Abgasemissionen

    Kälteleistung

    • 15-20% höhere Leistung

    Baugröße / Bauform

    • mit R-134a-Anlage vergleichbar
    • hochfeste für Kältemitteldrücke bis 15 MPa ausgelegte Bauteile bieten gleiche Sicherheiten wie bei herkömmlichen Anlagen

    Betriebskosten – CO2-Anlage

    • 25% Kraftstoffeinsparung bei vergleichbarer Kälteleistung im europäischen Jahresmittel –etwa
    • 70% Servicekostenreduzierung  (LCC)

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