Aperçu des effets sur les systèmes de climatisation des véhicules et les systèmes mobiles HORS Route F-GAZ EN CHANGEMENT – L'avenir des systèmes mobiles
Fahrzeugklimaanlagen wurden bis in die 1990iger Jahre mit dem Kältemittel R12 betrieben. Es gehört zu den Halogenkohlenwasserstoffe der Stoffgruppe FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe). Diese Gase weisen ein hohes ODP (Ozon Depletion Potential) auf. Dadurch wird die Ozonschicht in der Atmosphäre abgebaut, was zu einer erhöhten UV-Strahlung auf der Erde führt. Mit dem Montreal-Protokoll aus dem Jahr 1987, das viele Länder darunter die USA und die Kommission der Europäischen Gemeinschaft unterzeichnet haben, begann der weltweite Ausstieg aus der FCKW Produktion. Die Verwendung von R12 in Fahrzeugklimaanlagen wurde seit 1996 verboten und als Ersatz- und Nachfolgekältemittel wurde hauptsächlich R134a verwendet. Dieses Kältemittel ist ein Fluorkohlenwasserstoff und enthält kein Chlor, es hat daher auch kein Ozonabbaupotential mehr. Der Nachteil dieses Kältemittels ist jedoch das hohe GWP (Global Warming Potential), die Treibhauswirkung von R134a beträgt das 1430-fache im Vergleich zu Kohlendioxid. Seit 2011 dürfen Kältemittel mit einem Treibhauspotential > 150 nicht mehr in Autoklimaanlagen neu eingeführter Typen eingesetzt werden und seit 1.Januar 2017 ist die Verwendung in allen neuen Fahrzeugen verboten. Dies wurde in der Richtlinie 2006/40/EG beschlossen und gilt für Kraftfahrzeuge der Klassen M1 und N1. Die Verordnung (EG) 842/2006 bildet den Rahmen für die allgemeine Regulierung von fluorierten Kohlenwasserstoffen, den die Richtlinie 2006/40/EG für den Einsatz in Kraftfahrzeugen konkretisiert.
Mit der Verordnung (EU) 517/2014 wurde die Verfügbarkeit teilfluorierten Kohlenwasserstoffe (F-Gase) neu geregelt und durch Quotierungen beschränkt. Es wurde ein Durchschnittswert Tonnen CO2-Äquivalent festgelegt, der durch die von 2009 bis 2012 in Verkehr gebrachten Mengen an F-Gasen verursacht wurde. Der Durchschnittswert wurde 2015 als 100% festgelegt und es wurde eine schrittweise Reduzierung auf 21% im Jahr 2030 durch Beschränkung der in Verkehr gebrachten Menge geplant. Dadurch nimmt die Verfügbarkeit der Kältemittel auf Basis von F- Gasen ab und es kommt folglich zu Preissteigerungen bei diesen Kältemitteln, das führt bei allen Anwendungen, die diese Stoffe verwenden zu einem Druck auf Alternativen umzustellen.
Die neue Verordnung (EU) 2024/573 hat die Reduzierungsschritte nochmals verschärft und will einen vollständigen Ausstieg im Jahr 2050 erreichen.
Alle bisherigen Verordnungen und Richtlinien schreiben noch keine konkreten Einschränkungen bei der Verwendung von F-Gasen in mobilen Einrichtungen vor. Zu diesen zählen schwere Nutzfahrzeuge, Lieferwagen, nicht für den Straßenverkehr bestimmten mobile Maschinen und Geräten in der Landwirtschaft, im Bergbau und im Bauwesen, in Zügen, U-Bahnen, Straßenbahnen und Luftfahrzeugen. Die EU-Kommission will zum 1. Juli 2027 einen Bericht veröffentlichen, es soll bis dahin geprüft werden, ob es kostenwirksame, technisch realisierbare, energieeffiziente und zuverlässige alternative Möglichkeiten gibt, fluorierte Treibhausgase in mobilen Kälte- und Klimaanlagen zu ersetzen. Dies kann dann direkte Auswirkungen für den mobilen Bereich haben.
In der Verordnung (EU) 2024/573 wurden auch die Grenzwerte für die Dichtheitskontrollen aktualisiert. Dichtheitskontrollen sind erforderlich für Anlagen mit fluorierten Kohlenwasserstoffen (z.B. R134a) mit Füllmengen >5-t-CO2-Äquivalent und für HFOs (z.B.R1234yf) mit Füllmengen > 1kg. Diese Dichtheitskontrollen schreibt die Verordnung auch für mobile Anlagen in Off-Highway Anwendungen ab März 2027 verpflichtend vor. Diese Dichtheitskontrollen können mit regelmäßigen Wartungsintervallen abgedeckt werden.
Die Vorschriften in den USA (US AIM Act 2020) haben im Vergleich zu Europa abweichende Vorgaben. Hier gilt das Verbot für das Inverkehrbringen von Kältemitteln mit einem GWP > 150 ab Januar 2028 für den Bereich MVAC (Motor Vehicle Air Conditioning) und hier auch für den Unterbereich Nonroad Vehicles, darunter fallen u.a. Landmaschinen, Baumaschinen, Mining Fahrzeuge und Kommunalfahrzeuge. Weiterhin sind hier Kohlenwasserstoffe (z.B. Propan R290) für den Einsatz in MVAC nicht freigegeben. Propan fällt in die Sicherheitsklasse A3, d.h. es liegt höhere Brennbarkeit vor. In den USA sind aktuell nur R1234yf und R744 für den mobilen Einsatz freigegeben. Das Kältemittel R1234yf ist zwar auch brennbar, fällt aber unter die Sicherheitsklasse A2L. Das bedeutet leicht entflammbar, aber mit geringer Brandgeschwindigkeit (L).
Zusammenfassend kann man eine Tendenz zu R1234yf als Standardkältemittel für den Einsatz in mobilen Anlagen sehen. Jedoch steht in der Europäischen Rechtslage steht noch die Entscheidung zu den PFAS Substanzen aus. PFAS sind Per- und Polyfluoralkylsubstanzen und Gase die nachweislich oder vermutlich zu PFAS abgebaut werden. HFOs wie z.B. R1234yf bilden beim Abbau in der Atmosphäre TFA (Trifluoressigsäure), was wiederum zur Gruppe der PFAS Substanzen zählt. Die aktuell geführten Diskussionen auf EU-Ebene zu einer PFAS Initiative, im Rahmen der REACH-Verordnung, kann somit Auswirkungen auf den Bereich der Kältemittel haben. Hier wird mit einer aktuellen Verordnung in 2027-2028 gerechnet.
Da sowohl das Kältemittel R1234yf als auch Propan R290 brennbare Substanzen sind, sollte bei der Konzeption eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt werden. Der Nachteil von Propan ist seine leichte Entflammbarkeit, Sicherheitsgruppe A3 (DIN EN 378-1). Es unterliegt damit speziellen Sicherheitsanforderungen, bei entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen sind Anlagen, abhängig der vorgesehenen Einsatzbereiche, sicher zu betreiben, das zeigen auch die praktischen Erfahrungen der seit Jahren betriebenen Anlagen.
