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Kältemittel in der Atmosphäre

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Von: Joachim Wille

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Die Messstation auf dem Jungfraujoch nimmt immer häufiger neuartige Chemikalien wahr.
Die Messstation auf dem Jungfraujoch nimmt immer häufiger neuartige Chemikalien wahr. © dpa

Eine neue Chemikalie für Auto-Klimaanlagen birgt auch Probleme.

Hier muss die Luft rein sein. Denkt man. Das Jungfraujoch in den Schweizer Alpen liegt 3580 Meter hoch, Großstädte, Industrie und Autobahnen sind fern. Doch die Messanlagen in der Forschungsstation, die dort oben steht, sind sehr genau – und sie spüren inzwischen immer häufiger Spuren von neuartigen Chemikalien in der Höhenluft auf. Es handelt sich um Stoffe mit komplizierten Bezeichnungen. Zum Beispiel um R1234yf, R1234ze(E) oder R1233zd(E).

Es sind Kälte- und Schäumungsmittel, die in Klima- und Kühlanlagen oder bei der Herstellung von Kunststoff-Schäumen verwendet werden. Besonders interessant ist hierbei die von den US-Chemiekonzernen Honeywell und DuPont entwickelte Fluor-Chemikalie R1234yf, chemisch Tetrafluorpropen. Der Grund: Sie wird inzwischen als Kältemittel in Klimaanlagen von praktisch allen in der EU zugelassenen Neuwagen eingesetzt – und das sind immerhin fast 15 Millionen pro Jahr. Die Stoffe und vor allem ihre Abbauprodukte könnten damit zu neuen bedenklichen Umweltschadstoffen werden.

Das neue R1234yf ersetzt das bisher weltweit in den Klimaanlagen genutzte Kältemittel R134a (Tetrafluorethan). Diese Substanz hat einen gravierenden Nachteil. Sie hilft zwar, den Fahrgastraum angenehm zu temperieren, dem Weltklima hingegen schadet sie. R134a wirkt als starkes Treibhausgas, wenn es in die Atmosphäre gelangt – etwa durch Leckagen in den Klimaanlagen-Systemen, bei Unfällen, beim Befüllen und bei der Entsorgung.

Dabei handelt es sich keineswegs um ein vernachlässigbares Problem. Das „Treibhaus-Potenzial“ von R134a ist rund 1300mal höher als das des Klimagases Kohlendioxid (CO2). Das Umweltbundesamt (UBA) schätzt, dass pro Jahr allein in Deutschland rund 2500 Tonnen des alten Kältemittels aus Pkw entweichen. Das entspricht laut UBA der Wirkung von rund 3,6 Millionen Tonnen CO2 – und das wiederum ist so viel CO2, wie 1,5 Millionen Pkw im Jahr mit dem Abgas freisetzen. Ein guter Grund also, R134a im Wortsinne aus dem Verkehr zu ziehen. Die EU erließ ein stufenweises Verbot für Neuwagen mit Start im Jahr 2011. Seit Anfang 2017 dürfen sämtliche neue Pkw und kleine Nutzfahrzeuge nur noch mit klimafreundlichen Kältemitteln ausgerüstet werden.

Für Klimaexperten ist das eine gute Nachricht, zumal es ähnliche Vorschriften auch in anderen wichtigen Automärkten wie USA, Kanada, Japan oder Südkorea gibt. Doch nicht zuletzt die Luftmessungen der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) auf dem Jungfraujoch und in einer weiteren Station machen Umweltforschern Sorgen. Die Schweizer Empa ist bisher das einzige Institut weltweit, das die neue Substanz R1234yf misst und ihre Ausbreitung verfolgt. Und seit Beginn ihrer Messungen dazu im Jahr 2011, also parallel mit der Markteinführung in Auto-Klimaanlagen, finden die Schweizer Experten das neue Kältemittel immer häufiger in ihren Luftproben. „Wir sehen vermehrt Episoden von R1234yf-haltiger Luft am Jungfraujoch ankommen“, sagte Empa-Experte Martin Vollmer der FR. 2011 war das bei keiner Probe der Fall, 2014 bei 4,5 Prozent, 2016 bereits bei 30,6 Prozent. Auch bei dem neuen Kältemittel treten also Leckagen auf.

R1234yf zerfällt in der Atmosphäre bereits nach wenigen Tagen, allerdings entsteht dabei unter anderem ein Schadstoff, die Trifluoressigsäure (TFA). TFA wird mit dem Regen aus der Luft ausgewaschen und gelangt so auf den Boden und in Gewässer. Das UBA erwartet, dass die TFA-Konzentration in den Niederschlägen ansteigt. „Wenn alle Pkw in Europa mit R1234yf befüllt sind, werden dadurch pro Jahr weitere 18.600 Tonnen TFA in unsere Umwelt gelangen“, erläutert UBA-Expertin Gabriele Hoffmann.

Das Problem: Die Substanz wird in der Umwelt kaum abgebaut. Die Empa erwartet zwar, dass die Werte unter dem für Wasserlebewesen und Pflanzen kritischen Wert bleiben werden, auch wenn alle Pkw in der EU mit R1234yf ausgerüstet würden. Doch ihr Experte Vollmer gibt keine völlige Entwarnung: „Grundsätzlich sollte man solch langlebige Stoffe nicht in die Umwelt abgeben“, sagt er, „und auf jeden Fall sollten die Konzentrationen von R1234yf in der Atmosphäre und von TFA im Regenwasser überwacht werden.“

Betrachtet werden muss zudem die Gesamtmenge an Trifluoressigsäure in der Umwelt. Für bedenklich halten Experten jüngste Erkenntnisse über Einträge aus Industrie und Landwirtschaft, die bereits heute zu sehr hohen TFA-Konzentrationen in Gewässern führen und schon bis ins Trinkwasser gelangt sind. Dadurch entsteht ein weiteres Problem: Die Salze der Säure, die sich in der Umwelt bilden, können aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften bei der Trinkwasseraufbereitung praktisch nicht entfernt werden. „Deshalb ist es wichtig, den Eintrag dieses Stoffes zu vermeiden“, sagt UBA-Expertin Hoffmann.

Zum dem alten Kältemittel R134a zurückzukehren verbietet sich, zumal auch hier – allerdings in deutlich geringerem Maße – TFA entsteht. Doch es gibt inzwischen eine alternative Klimatisierungstechnik für Autos, die ohne die umstrittene Fluorchemie auskommt und daher auch vom UBA empfohlen wird. Es geht um Klimaanlagen, die CO2 als Kältemittel nutzen.

Das Umweltamt hat bereits vor Jahren einen eigenen Dienstwagen als Prototyp damit ausrüsten lassen und im Betrieb gute Erfahrungen gemacht. Inzwischen hat der Autokonzern Daimler ein CO2-Aggregat sogar serienreif entwickeln lassen, weil R1234yf bei eigenen Unfallsimulationen in Brand geraten war und dabei giftige Flusssäure entstanden war. Bisher allerdings wird es nur in der teuren S-Klasse angeboten, die E-Klasse soll folgen. Hoffmann sagt dazu: „Die Einführung für weitere Pkw-Modelle sollte vorangetrieben werden. Kälte- und Klimaanlagen mit natürlichen Kältemitteln wie CO2 sind aus Umweltsicht der richtige Weg.“

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