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Kontext - Zur richtigen Erfassung der mit der Nutzung von Fluorgasen verbundenen Anteile in Anwendungen wie Kühlung und Klimatisierung ist es wichtig, die Rolle von Fluorgasen als gewaltige, die Ozonschicht zerstörende Treibhausgase zu verstehen.
Dieses Verständnis hilft auch dabei, ihre Auswirkung auf das Klima zu steuern.
Dies ist eine zuverlässige Synthese und Zusammenfassung mehrerer wissenschaftlichen Konsensberichts. Für die vollständige Liste der Quellen, Beziehen sich auf die Referenzen.
FCKWs (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) sind eine Gruppe von Gasen, die zu einem guten Teil aufgrund ihrer hohen Stabilität und ihrer, unter chemischen Gesichtspunkten, geringen Reaktivität (wodurch sie nicht sehr toxisch sind) weite Verbreitung in Kühlsystemen und Aerosolen fanden.
In den 1980er Jahren wurde klar, dass diese Gase schädlich für die Ozonschicht sind, und zwar hauptsächlich durch das in ihnen enthaltene Chlorgas, das in die obere Atmosphäre freigesetzt wurde, wenn die CKW-Moleküle sich durch die hochenergetische kosmische Strahlung zersetzten. Sie wurden nach dem Montrealer Protokoll von 1987 schrittweise verboten und durch andere Fluorgase ersetzt, die entweder weniger Chlorgas (HFKW) enthielten und somit die Ozonschicht wesentlich weniger zerstörten (um bis zu 90 %), weil sie sich meistens schon vor dem Erreichen der Ozonschicht zersetzten und somit keine Chlorgasatome freisetzten, oder Fluorgase ohne jegliches Chlorgas enthielten (vollständig halogenierte Kohlenwasserstoffe oder FKW). Darüber hinaus konnten sie ohne Änderung der vorhandenen Kühl- oder Klimatisierungsanlagen eingesetzt werden.
Diese Fluorgase sind jedoch ebenfalls als Treibhausgase einzustufen, die zur Erderwärmung beitragen und deren Einsatz seitdem ebenfalls reguliert wurde.
| Hauptanwendungsgebiete für vollständig halogenierte Kohlenwasserstoffe (FKW) (UNEP, 2011) |
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Während das Verbot von CKWs und HCKWs im Montrealer Protokoll weltweit reguliert und programmiert wurde, erfolgte die Regulierung von FKWs 1994 im Kyoto-Protokoll über Treibhausgase. In diesem Zusammenhang muss unbedingt darauf hingewiesen werden, dass FCKW für 12 % bis 15 % der gesamten Treibhausgasemissionen (THG) verantwortlich war und dass die FKWs, die sie ersetzt haben, heutzutage für nur 2 % der Treibhausgasemissionen verantwortlich sind. Diese Senkung ist bis heute die wichtigste konkrete Errungenschaft im Hinblick auf die Verringerung von Treibhausgasemissionen. Jedoch wird dies selten in den diesbezüglichen Debatten erwähnt, da sie nicht Teil des Kyoto-Protokolls und des Pariser Übereinkommens zu weiteren Treibhausgasemissionen sind.
Die Maßnahmen zur Steuerung fluorierter Treibhausgase sind streng geregelt. Wegen des Montrealer Protokolls und seiner Ergänzungen wurde die Vermarktung von HFKW bereits 2015 weltweit verboten.
Die Kigali-Vereinbarung aus dem Jahr 2016 als Zusatz zum Montrealer Protokoll schreibt vor, dass sich die Industrienationen ab 2019 verpflichten, die Verwendung von FKW gegenüber dem Stand von 2011 – 2013 zu senken, und zwar bis 2024 um 45 % und bis 2036 um 85 %. Entwicklungsländer werden ab 2024 mit der Deckelung und der Senkung ihres Verbrauchs an FKW beginnen.
Die Vorschriften1 der Europäischen Union haben von 1995 bis 2015 die allmähliche Abschaffung der Fluorgase FKW und HFKW wegen ihrer Auswirkung auf die Ozonschicht (siehe Tabelle) geplant und umgesetzt. Diese Einschränkungen wurden 2014 auf FKW-Gase ausgeweitet, und zwar wegen ihres hohen Erderwärmungspotenzials. Die Anforderungen auf EU-Ebene sind strenger als die der Kigali-Vereinbarung und verlangen eine Senkung ihres Einsatzes um 69 % bis 2024 (anstelle von 45 %).
Das Einsatzverbot von FKW findet jedoch keine Anwendung auf Ausrüstungen, mit denen bei ihrem Betrieb Energieeffizienzgewinne erzielt werden (insbesondere über die Ökodesign-Anforderungen der EU-Richtlinie 2009/125/EG). Tatsächlich hängen beispielsweise 70 bis 80 % der indirekten CO2-Emissionen aus Kühlsystemen mit ihrem Stromverbrauch zusammen.
1 Verordnung (EG) 1005/2009 über Stoffe, die zum Abbau der Ozonschicht führen
2 www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/observatoire-gaz-fluores-donnees2016-201709-rapport.pdf
Infolge des Verbots beim Inverkehrbringen von HFKWs seit 2015 sind die in Europa hergestellten Mengen an fluorierten Kältemitteln von rund 60 000 Tonnen im Jahr 2007 auf weniger als 40 000 Tonnen im Jahr 2015 gesunken.
Im Hinblick auf das Recycling liegt noch ein langer Weg vor uns, da nur 1 % der Fluorgase am Ende ihrer Lebensdauer in Europa aufgefangen werden (rund 1 200 Tonnen im Jahr 2015), obwohl Recyclinganlagen vorhanden sind.
Alternativen zu Fluorgasen sind so genannten „natürliche“ Kühlmittel (CO2, Ammoniak, Propan, Zeolith usw.). Auf industrieller Ebene jedoch stößt ihr systematischer Einsatz wegen häufig gefährlicher Eigenschaften – Brennbarkeit, Explosionsfähigkeit oder Toxizität – an seine Grenzen.
Darüber hinaus ist eine neue Klasse von Fluorkohlenstoffen, die Flüssigkeiten der Kategorie Hydrofluorolefine (HFO), eine interessante Alternative mit einer kürzeren atmosphärischen Lebensdauer als FKW und einem sehr geringen Erderwärmungspotenzial. Jedoch hat eine schnelle Übernahme ihre Grenzen: Sie sind in die „Klasse 2L brennbar“ eingestuft und verursachen, da sie patentiert sind, zusätzliche Kosten.
Es ist zu bedenken, dass, da die legale Verfügbarkeit regulierter Kühlmittel sinkt und ihre Preise steigen, es immer mehr illegale Verkäufe von Kühlmitteln in Europa gibt, und zwar besonders über das Internet; dagegen scheint der politische Wille, diese Praktiken zu stoppen, mehr als gering.
Man geht davon aus, dass sich der weltweite Energiebedarf für Klimaanlagen bis 2050 verdreifachen wird, insbesondere wegen der ansteigenden heißen Sommerzeiten; dies entspricht einer elektrischen Leistungsaufnahme, die mit der derzeitigen Gesamtleistung der Vereinigten Staaten, der EU und Japan zusammen vergleichbar ist3. Darüber hinaus bleibt die durchschnittliche Energieeffizienz der auf dem Markt vorhandenen Klimaanlagen gering (dreimal niedriger als die heute angebotene beste Leistungsfähigkeit) und in Ländern mit minimalen oder gar keinen Energieleistungsstandards in diesem Bereich liegt sie sogar noch niedriger.
Obwohl sich seit dem Jahr 2000 der Energieverbrauch und die Kosten für Kühlsysteme fast halbiert haben, führt die weltweite Ineffizienz der Kühl- und Klimasysteme jedes Jahr zum Verlust von zwei Millionen Menschenleben, bedingt durch beschädigte Impfstoffe oder ein hohes Risiko durch Hitzebelastungen bei rund 500 Millionen Menschen oder zur Verschwendung von 400 Millionen Tonnen an Nahrungsmitteln aufgrund von Fehlern in der Kühlkette.
Für das Erreichen des optimalen Einsatzes von Kühlsystemen müssen nichtstaatliche Initiativen die von den Staaten umgesetzten Maßnahmen begleiten, um die europäische und weltweite Regulierungsagenda einzuhalten.
Einige der praktischen Umsetzungsinitiativen zur Reduzierung von FKW-Einsätzen und -Emissionen sind:
Allgemein gesprochen, ist der Hauptfaktor für den Erfolg der effizienten Umsetzung aller Arten von Lösungen in diesem sowie in vielen anderen Bereichen die Zusammenarbeit zwischen Dienstleistern bzw. zwischen den betroffenen Unternehmen.
Für den Brandschutz stehen Unternehmen und Organisationen, die weiterhin Systeme mit Fluorgasen einsetzen, Programme zur Verfügung, mit denen sie ihren kritischsten Bedarf ermitteln können. Fluorgase können aus nichtkritischen oder veralteten Einrichtungen entfernt und in kritischeren Anwendungen wiederverwendet werden.
Der Kühlsektor ist im weitesten Sinne besonders von einer intelligenten Verringerung der Auswirkung von Fluorgasen auf das Klima betroffen; die größten (85 %) entstehen aus Kühlsystemen in Supermärkten. Die meisten Systeme verwenden immer noch FKWs; trotz ihrer nachgewiesenen Vorteile finden kohlenstoffarme Lösungen anstelle von CO2 immer noch keine breite Anwendung als Kühlmittel mit geringem Treibhausgaspotenzial und sie scheinen auch noch nicht für diese Anlagen verfügbar zu sein4. In der EU macht die gewerbliche Kühlung rund 40 % der Treibhausgasemissionen aus, und zwar sowohl direkt (durch Verluste von Kühlmitteln) als auch indirekt (durch den Energieverbrauch). Optimale Praktiken könnten sowohl die Energieeffizienz verbessern als auch die Kühlmittelemissionen um mindestens 60 % verringern.
In Bezug auf das Lebensende gibt es Initiativen zum Aufrüsten und Sanieren älterer Brandschutzsysteme, die derzeit noch FCKWs und FKWs einsetzen; Feuerlöscher mit Fluorgas sollen entfernt und das Gas soll sicher recycelt oder entsorgt werden.
3 http://ccacoalition.org/en/initiatives/H-FC
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