Nachteile halogenierter Kältemittel

Kältemittel werden schon seit über 150 Jahren in der Industrie verwendet. Zu Beginn kam vor allem Ammoniak in Kaltdampfmaschinen zum Einsatz. In den 1930er Jahren hielten dann halogenierte Kältemittel in vielen Bereichen Einzug. Hierbei wurden Wasserstoff-Atome durch Halogene wie Fluor, Chlor oder Brom ersetzt. Mit der Zeit erkannte man jedoch, dass eine Reihe dieser Stoffe die Umwelt schädigt. So wurden Ende der 1980er Jahre die FCKW verboten, da sie nachweislich die natürliche Ozonschicht unseres Planeten zerstören. Das Montrealer Protokoll gilt in diesem Zusammenhang als richtungsweisendes Abkommen. Die Unterzeichnerstaaten des Abkommens verpflichteten sich darin, die Produktion und Verwendung von Gasen, die schädlich für die Ozonschicht sind, einzuschränken und zu stoppen. Als Folge des Protokolls wurden FCKW schon kurze Zeit später nicht mehr in Haarspraydosen und Kühlschränken verwendet.

Als Ersatz wurden dann in den folgenden Jahren hauptsächlich andere, chlor- und bromfreie, aber fluorierte Gase verwendet. Heute weiß man jedoch, dass diese Gase den Treibhauseffekt beschleunigen, weshalb auch ihre Nutzung eingeschränkt werden muss. Die derzeitig verwendeten Kältemittel lassen sich prinzipiell in zwei Klassen unterscheiden: 

Fluorierte Treibhausgase sind mitverantwortlich für den Klimawandel. Sie können mehrere tausend Mal schädlicher auf unser Klima wirken als dieselbe Menge Kohlendioxid. Wie hoch das jeweilige Treibhauspotential (GWP) eines fluorierten Gases ist, hängt von seiner chemischen Struktur ab. Eine Übersicht zum Treibhauspotential ausgewählter Verbindungen und deren Gemische finden Sie auch im Onlineangebot des Umweltbundesamtes

Derzeit gewerblich noch sehr häufig eingesetzte Kältemittel sind unter anderem R-134a (1,1,1,2-Tetrafluorethan, GWP 1430), R-404A (Gemisch aus R-125, R-134a und R-143a, GWP 3922) und R-410A (Gemisch aus R-32 und R-125, GWP 2.088). Neuere fluorierte Kältemittel mit niedrigem GWP sind zum Beispiel R-1234yf (2,3,3,3-Tetrafluorprop-1-en, GWP 4) und R-1234ze(E) (Trans-1,3,3,3-Tetrafluorprop-1-en, GWP 7). 

Bei natürlichen Kältemitteln sind Eigenschaften, Herstellungspfade und die damit verbundenen Emissionen und Abbauprodukte bekannt. Schädliche Auswirkungen durch die Verwendung natürlicher Kältemittel sind nicht bekannt, abgesehen von Havariefällen, in denen große Mengen freigesetzt werden. Dies macht die natürlichen Kältemittel zu einer nachhaltigen, zukunftssicheren Lösung.

Bei der Emission fluorierter Kältemittel erfolgt immer ein für die Umwelt nachteiliger Stoffeintrag von Fluorverbindungen. Einige der freigesetzten Abbauprodukte gelten als problematisch, da sie zum Beispiel wasserlöslich und persistent (d.h. sehr stabil) sind und sich auch bei der Wasseraufbereitung nicht entfernen lassen. Auch die neuen Kältemittel sind in der Produktion sehr aufwändig, benötigen kritische Rohstoffe wie Fluorspat und setzen sogar noch höhere Anteile persistenter Stoffe, wie zum Beispiel Trifluoressigsäure frei. Zudem sind sie auch relativ teuer. Obwohl sie in sehr großen Mengen eingesetzt werden, stellen sie ökologisch keine langfristig nachhaltigen Alternativen zu natürlichen Kältemitteln dar. Um die Emissionen der klimaschädlichen F-Gase substantiell und nachhaltig zu verringern, sind neben technischen Maßnahmen vor allem der Einsatz von natürlichen Kältemitteln und alternativer Techniken zielführend.