Kältemittelalternativen : Wie sich Daikin auf die F-Gase-Verordnung einstellt
Die aktualisierte F-Gase-Verordnung der EU ist im März 2024 europaweit in Kraft und zielt darauf ab, die Verwendung fluorierter Kältemittel (F-Gase) in Europa weiter zu reduzieren. Auf der Chillventa 2024 in Nürnberg stellte Daikin als ein Hersteller von Wärmepumpen, Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik seine Vision zur Umsetzung des F-Gase-Ausstiegs vor.
Was die F-Gase-Verordnung genau besagt
Die überarbeitete F-Gase-Verordnung (EU) 2024/573 beschleunigt die Reduzierung des Verbrauchs von teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) durch einen strengeren Ausstiegsplan, ausgedrückt in CO₂-Äquivalenten (d.h. die Gesamtmenge, der neu in der EU in Verkehr gebrachten F-Gase multipliziert mit dem Treibhauspotenzial). Ziel ist es, den Einsatz von Kältemitteln mit niedrigerem GWP (Global Warming Potential) zu fördern, die Kältemittelfüllmenge zu reduzieren und die Wiederverwendung von zurückgewonnenen Kältemitteln durch Recycling bzw. Aufbereitung zu erhöhen.
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Zusätzlich werden GWP-Grenzwerte für Kältemittel in Wärmepumpen, Klima- und Kälteanlagen etc. eingeführt. Systeme, die ein Kältemittel verwenden, dessen GWP-Wert gleich oder höher als der festgelegte Grenzwert ist, dürfen ab einem bestimmten Stichtag, der je nach Anlagentyp unterschiedlich ist, nicht mehr in Verkehr gebracht werden. Produkte, die bereits vor dem Stichtag auf dem EU-Markt in Verkehr gebracht wurden, dürfen weiterhin verkauft, installiert, betrieben und gewartet werden.
Ein Vergleich des zulässigen Verbrauchs neu hergestellter HFKW, gemessen in CO2-Äquivalenten, zwischen der F-Gas-Verordnung EU 517/2014 von 2014 und der aktualisierten F-Gas-Verordnung EU 2024/573.
- © DaikinPhilosophie: Jedem Kältemittel seine Anwendung
Die aktualisierte F-Gase-Verordnung kommt keinem sofortigen Verbot von fluorierten Kältemitteln gleich. In der Gebäudetechnik erfüllen bestimmte fluorierte Kältemittel weiterhin eine Vielzahl von wichtigen Sicherheits- und Leistungsanforderungen. Bernard Dehertogh, Deputy General Manager DX bei Daikin Europe, betont: „Um die dringend notwendige Dekarbonisierung im Gebäudesektor voranzutreiben, brauchen wir Flexibilität bei der Wahl des Kältemittels. Es gibt keine Einheitslösung, da unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Herausforderungen mit sich bringen.“
Die Strategie von Daikin konzentriert sich daher darauf, für jede Anwendung das richtige Kältemittel auszuwählen. Bei der Auswahl werden vor allem die vier Schlüsselfaktoren Sicherheit, Energieeffizienz, Umweltverträglichkeit und Kosten über den gesamten Produktlebenszyklus berücksichtigt.
Beispiele für Stichtage für Anlagen mit einem Kältemittel mit einem GWP-Grenzwert von 150 gemäß der F-Gas-Verordnung EU 2024/573.
- © DaikinKältemittelalternativen für Luft-Wasser-Wärmepumpen
Bei Luft-Wasser-Wärmepumpen für Wohngebäude, wie etwa der Daikin Altherma 3-Serie, hat das Unternehmen 2017 damit begonnen, das Kältemittel R410A durch R32 zu ersetzen. Dadurch konnte das GWP des Kältemittels auf 675 gesenkt werden. Während R32 in Luft-Wasser-Wärmepumpen weiterhin eine kosteneffiziente Lösung ist, wird ab 2027 für Luft-Wasser-Monoblocksysteme und Luft-Wasser-Split-Systeme eine Umstellung auf Alternativen mit einem GWP von unter 150 erforderlich sein.
Eine Alternative für R32 ist R290, auch bekannt als Propan, ein natürliches Kältemittel mit einem sehr niedrigen GWP von 0,02. Als A3-Kältemittel ist es jedoch hochentzündlich. Aufgrund seiner hohen Entflammbarkeit gelten für Propan sicherheitsrelevante Einschränkungen, z.B. bei der Handhabung, der Anwendung und beim Aufstellungsort. In der Regel ist ein Mindestabstand zu Fenstern und Türen, Gehwegen oder Nachbargrundstücken einzuhalten. Daikin will für diese Anwendungen eine Hydrosplit-Wärmepumpe auf den Markt bringen, ergänzt mit einem eigenen Schulungsprogramm.
Bei einigen Anwendungen, zum Beispiel in Mehrfamilienhäusern oder Reihenhäusern mit begrenztem Außenbereich, ist es jedoch nicht immer möglich, den Mindestabstand für mit Propan betriebene Wärmepumpen einzuhalten. Daher braucht es Alternativen mit niedrigem GWP. Daikin forscht dafür an alternativen Kältemitteln wie R454C, einem A2L-Kältemittel mit einem GWP von 145,5.
Aufgrund seiner Entflammbarkeit müssen bei Propan-Systemen Mindestabstände eingehalten werden.
- © DaikinKältemittelalternativen für Luft-Luft-Wärmepumpen
Mit seinen Split- und Multi-Split-Systemen hat Daikin Luft-Luft-Wärmepumpen im Portfolio, die zum Beispiel als Ersatz für Elektroheizungen, als Ergänzung zu alten Gas- und Ölheizungen und zur Raumklimatisierung eingesetzt werden können. Da diese Systeme häufig auf Balkonen installiert werden und der Kältemittelkreislauf in das Gebäude geführt wird, stehen sie bei der Verwendung von Propan als Kältemittel vor noch größeren Installationsherausforderungen als Monoblock Luft-Wasser-Systeme, in denen Propan verwendet wird.
Daher werden Kältemittel wie R454C (GWP 145,5) und CO₂ (R744, GWP 1) für große Wohngebäude sowie kleine Büro- und Einzelhandelsanwendungen attraktiv. Kurzfristig erwartet man bei Daikin aber, dass R32 aufgrund seiner kosteneffizienten Eigenschaften vorerst die vorherrschende Lösung bleiben wird.
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Für große kommerzielle Anwendungen, wie die VRV-Systeme von Daikin, sieht die Gesetzgebung eine längere Übergangszeit vor. Immer mehr Hersteller von Wärmepumpen, Klima- und Lüftungsanlagen bringen dafür eine R32-Produktreihe auf den Markt und bieten damit eine Lösung für Neuinstallationen bis mindestens 2033.
Angesichts des bevorstehenden Ausstiegs aus den F-Gasen und den Quotenbeschränkungen müssen dennoch Lösungen mit noch niedrigerem GWP entwickelt werden. Bei Daikin sieht man CO₂ als den nächsten logischen Schritt für VRV-Systeme, da es ein nicht brennbares Kältemittel des Typs A1 mit niedrigem GWP ist. Auch in diesem Bereich werden Schulungen erforderlich sein, um den Markt auf das Hochdruckkältemittel vorzubereiten.
Das Kältemittelportfolio der Zukunft
Der Weg wird zukünftig aller Voraussicht nach aus vielen kleinen Schritten bestehen, die die unterschiedlichen Eigenschaften der Kältemittel mit dem Zeitplan der aktualisierten F-Gase-Verordnung in Einklang bringen. Ein Überblick:
- R32 (GWP 675 - A2L) wird aus Sicht von Daikin auch in den kommenden Jahren für viele Anwendungen das Kältemittel bleiben, das eine weitere Verbreitung von Wärmepumpen ermöglicht – auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten.
- R290 Propan (GWP 0,02 – A3) bietet eine energieeffiziente Lösung mit extrem niedrigem GWP für Anwendungen, bei denen die Sicherheitsanforderungen und der Aufstellungsort dies zulassen. Es ist jedoch teurer als R32, da die höheren Sicherheitsanforderungen und die Eigenschaften des Kältemittels größere Einheiten erfordern.
- R454C (GWP 145,5 – A2L) ist eine Alternative zu R290, hat einen niedrigeren GWP als R32 und kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, in denen Propan keine Option ist. Daikin setzt auf das Kältemittel, um erschwingliche und energieeffiziente Wärmepumpen für einen breiteren Markt zu ermöglichen.
- R744, auch bekannt als CO₂ (GWP 1 - A1) bietet schließlich ein Kältemittel mit extrem niedrigem GWP, das bereits in gewerblichen Kälteanlagen eingesetzt wird und damit eine vielversprechende langfristige Option für mittlere und große gewerbliche Anlagen.
⇨ Gut zu wissen: Mit der aktualisierten F-Gas-Verordnung (EU 2024/573) wurden einige Kennwerte von Kältemitteln aktualisiert. Der Wert für R454C wurde von 148,3 (in Übereinstimmung mit der F-Gas-Verordnung EU 517/2014) auf 145,5 gesenkt. Der Wert für R290 (Propan) wurde ebenfalls von 3 (laut Bewertungsbericht 4) auf 0,02 aktualisiert.
Appell an die Branche
„Daikin setzt seine Forschung und Entwicklung von alternativen Kältemitteln fort, um die Einführung von Wärmepumpen in allen Anwendungsbereichen zu beschleunigen. Wir ermutigen die gesamte Branche, diesen Weg zu gehen. In der Zukunft könnten sogar Lösungen entstehen, die heute noch nicht im Fokus der Öffentlichkeit stehen“, betont Dehertogh.
Gleichzeitig plädiert er dafür, nicht vergessen zu vergessen, dass heutige Wärmepumpenlösungen, wie z.B. auf Basis von R32, die CO₂-Emissionen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen bereits deutlich reduziert hätten. „Deshalb sollten wir auch diese Lösungen weiterhin nutzen und zügig auf Heizsysteme umsteigen, die auf erneuerbaren Energien basieren“, schließt der Experte.
