Kältemittel R-1234yf 13.01.2012, 12:02 Uhr

Klimaanlagen mit riskanter Füllung

Die deutsche Automobilindustrie legte sich 2007 öffentlich auf CO2 als Kältemittel (R-744) fest. Die Hochdrucktechnik dafür stand bereit. Dann kam die Fluorwasserstoffverbindung R-1234yf der US-Hersteller DuPont und Honeywell. Sie hat Vorteile, birgt für Autohersteller aber Risiken. Obendrein gibt es ökologische Bedenken.

Im Herbst 2007 schien alles klar. Der Verband der Automobilindustrie (VDA) meldete, dass sich die deutschen Hersteller auf R-744 – also reines Kohlendioxid (CO2) als neues Kältemittel für Klimaanlagen festgelegt haben. Doch mittlerweile hat der VDA in dieser Frage eine Rolle rückwärts gemacht.

Statt R-744 setzen die deutschen Hersteller nun wie ihre internationale Konkurrenz auf das neu entwickelte Kältemittel R-1234yf von DuPont und Honeywell. Die synthetische Fluorwasserstoff-Verbindung (2,3,3,3-Tetrafluorpropen) hat den entscheidenden Vorteil: Sie kann das bisher eingesetzte R-134a ohne größere technische Anpassungen ersetzen.

Der Umstieg auf R-744 hätte dagegen die Neuauslegung der Klimatechnik auf fünfmal höhere Betriebsdrücke mit sich gebracht und zusätzlicher Wärmetauscher und Gaskühler bedurft. „Statt dessen kommt weiterhin die bewährte und ausgereifte Technik zum Einsatz“, so der VDA zum Schwenk zu R-1234yf.

Nötig wurde der Kältemittelwechsel durch die EU-Richtlinie 2006/40/EG. Sie begrenzt das „Global Warming Potential“ (GWP) von Kältemitteln auf max. 150 – sie dürfen höchstens 150-mal klimawirksamer sein als das Referenzgas CO2. Für R-134a bedeutet die Richtlinie das Aus – es hat ein GWP von 1430. Die EU-Richtlinie setzt ihm ein zweistufiges Ende. Neue Fahrzeugtypen dürfen damit seit 1. Januar 2011 nicht mehr ausgestattet sein. Ab 2017 gilt der GWP-Grenzwert für alle Neufahrzeuge in der EU.

Kältemittel R-1234yf steht wegen CO2-Bilanz in der Kritik

R-744 ist CO2 – hat also ein GWP von 1. Bei R-1234yf hat ein GWP von 4, unterschreitet damit jedoch den EU-Grenzwert um 97 %. Dennoch steht es wegen seiner CO2-Bilanz in der Kritik. „Das GWP greift zu kurz“, kritisierte Prof. Andreas Kornath, Fakultät für Chemie und Pharmazie der LMU München, gegenüber den VDI nachrichten. „Der Vergleich mit R-744 sollte auf Gesamtbilanzen von der Wiege bis zur Bahre basieren“, fordert er.

Eine solche Gesamtbilanz liegt nicht vor. Doch der Experte, der einst selbst bei DuPont an Kältemitteln forschte, ist sicher, dass R-1234yf weit schlechter abschneidet, als es der GWP-Wert 4 suggeriert. „Die Produktion basiert auf einer energieintensiven fünfstufigen Synthese samt einer Pyrolyse bei mehreren hundert Grad Celsius“, erklärte Kornath. Obendrein falle jede Menge Sondermüll an, der bei hohen Temperaturen zersetzt werden muss. „Der Aufwand ist höher als bei mancher Arznei“, stellt er fest.

Unverständlich ist für Kornath, dass die Autohersteller dennoch auf R-1234yf setzen, statt das weltweit im Überschuss vorhandene Abfallprodukt CO2 zu nutzen. Sie begäben sich ohne Not in Abhängigkeit eines einzigen Herstellers.

Der VDA begründet die Wahl von R-1234yf auch damit, dass die deutschen Hersteller eine teure Insellösung mit R-744 vermeiden wollten.

Kornath überzeugt das nur bedingt. „Es gab schon immer ein Nebeneinander von Kältemitteln. In China und Australien sind sogar Klimaanlagen mit Propan verbreitet, trotz dessen Brennbarkeit“, erklärt er. Global einheitliche Technik werde es auch künftig nicht geben.

EU-Kommission leitet Kartellverfahren gegen R-1234yf-Hersteller ein

Wie genau es zur Entscheidung für R-1234yf kam, und ob die zwei Entwicklungspartner DuPont und Honeywell ihre Marktmacht dabei unbotmäßig einsetzten, ist Gegenstand eines Kartellverfahrens der EU-Kommission.

Auf einer Tagung Mitte Dezember in Berlin drehten sich viele Gespräche darum, wie die beiden US-Konzerne, die schon den Markt für das fluorbasierte R-134a beherrschten, Schutzrechte für eine seit fast 70 Jahren bekannte Verbindung erwirken konnten; der Synthesepfad zu HFC-1234yf ist seit 1945 bekannt.

Hatten die Konzerne starke Rückendeckung der US-Industrie? „Für beide sind Fluorgase ein zentrales Geschäft. Die Systemumstellung auf CO2 wäre für sie auf den Verlust eines der letzten großen Märkte für Fluorchemie hinausgelaufen“, mutmaßte ein Marktkenner auf der Tagung.

BAM wies bereits 2009 auf Gesundheitsrisiken des Kältemittels R-1234yf hin

Wie auch immer das Votum für R-1234yf zustande kam, für Autohersteller birgt es unkalkulierbare Risiken. Weil nur das Joint Venture von DuPont und Honeywell das neue Kältemittel produziert, ist die Versorgungslage angespannt und die Ausgangsposition für Preisverhandlungen schlecht. Daneben droht ein Kommunikationsdesaster. Denn in einer Studie für das Umweltbundesamt (UBA) wies die Bundesanstalt für Materialsicherheit (BAM) schon 2009 auf Gesundheitsrisiken durch R-1234yf hin.

Der VDA ist bemüht, diese Gefahr zu relativieren, doch es bleiben viele Ansatzpunkte für Kampagnen von Umwelt- und Verbraucherschutzverbänden. Besonders heikel: R-1234yf geht schon bei 405 °C in Flammen auf und bildet Zersetzungsgase, die irreversible Gesundheitsschäden auslösen können. „Es ist ein Novum, dass ein Kältemittel für Kfz-Klimaanlagen beim Verbrennen hochgiftige Gase bildet“, wundert sich Kornath. 

Ein Beitrag von:

  • Peter Trechow

    Peter Trechow ist Journalist für Umwelt- und Technikthemen. Er schreibt für überregionale Medien unter anderem über neue Entwicklungen in Forschung und Lehre und Unternehmen in der Technikbranche.

  • Wolfgang Pester

    Ressortleiter Infrastruktur bei VDI nachrichten. Fachthemen: Automobile, Eisenbahn, Luft- und Raumfahrt.

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