Nachhaltigkeit und Energieeffizienz in der Kälte- und Klimatechnik · 2018. 6. 28. ·...

123.06.18

Nachhaltigkeit und Energieeffizienzin der Kälte- und Klimatechnik

Effizient Kälte einsetzenBremen – 21. Juni 2018

Jörn [email protected]

mailto:[email protected]

223.06.18

1. Klimawandel und Klimaschutzpolitik● Klimawandel und Maßnahmen der Bundesregierung● Kälte- und Klimatechnik in der „Energiewende“● Kältemittel und Energieeffizienz

2. Das Kältemittel-Drama● F-Gase-Verordnung und Kigali-Amendment zum Montreal-Protokoll● Einige Details der F-Gase-Verordnung● Kältemittel-Optionen● Anlagenkonzepte

3. Die Kälte-Richtlinie des Bundesumweltministeriums – Grundzüge● Rückblick, Fördermittel bis 2015● Förderrichtlinie 2017: Antragsberechtigung, Maßnahmen, Anforderungen

Inhalt

323.06.18

1. Klima- und Klimaschutzpolitik

Klimawandel

423.06.18

Verursacher des Klimawandels: Globale Treibhausgase-Emissionen – errechnet auf Basis von Annahmen und mathematischen Modellen –

1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

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– 20

14

523.06.18

Wirkungen des Klimawandels: Strahlungsantrieb– ermittelt auf Basis globaler Messungen –

Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre

● werden kontinuierlich im Rahmen von globalen Forschungskooperationen gemessen

● daraus wird die Treibhauswirkung berechnet:

● der sogenannte „Strahlungsantrieb“: ein Maß für die von der Atmosphäre reflektierte Wärmestrahlung auf die Erdoberfläche(zusätzlich zum natürlichen Treibhauseffekt)

● Strahlungsantrieb ist bezogen auf die atmosphärische CO₂-Konzentration zu Beginn der industriellen Revolution (ca. 1750)

1980 1990 2000 20100

1

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2016

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16,8 %

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1,9 %5,4 %

65,6 %

6,4 %

CH₄

3,7 %

623.06.18

Auswirkung des Klimawandels: globale Temperatur-Erhöhungbezogen auf den vor-industriellen Mittelwert von 1720 - 1800

1880 1920 1960 2000-0,2

0,0

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0,4

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1,0

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tgM ≈ 13,53 °C

Globale Mitteltemperatur bis 2006● 2006: Erhöhung ≈ 1,0 °C

723.06.18

Auswirkung des Klimawandels: globale Temperatur-Erhöhungbezogen auf den vor-industriellen Mittelwert von 1720 - 1800

Globale Mitteltemperatur bis 2017● 2006: Erhöhung ≈ 1,0 °C● 2017: Erhöhung ≈ 1,2 °C● 2016: Maximum ≈ 1,3 °C

1880 1920 1960 2000-0,2

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tgM ≈ 13,53 °C

823.06.18

Weltklimavertrag 2015

12. Dezember 2015, 19:28 Uhr

Die Welt einigt sich auf historischen KlimavertragVon Axel Bojanowski

Alle 196 Länder stimmten zu: Beim Klimagipfel in Paris haben sich die Staaten auf ein Abkommengeeinigt, das die Erderwärmung eindämmen soll. Die Beschlüsse betreffen alle Bereiche derGesellschaft.

…

Weniger als zwei Grad

Die Weltgemeinschaft möchte die Erwärmung deutlich unter zwei Grad im Vergleich zum Ende des 19. Jahrhundertshalten; ein Grad ist allerdings bereits erreicht. Es sollen Anstrengungen unternommen werden, die Erhöhung derbodennahen Temperatur auf 1,5 Grad zu begrenzen. …

Schluss mit Treibhausgasen (fast)

Der Höhepunkt der CO2-Emissionen soll so schnell wie möglich erreicht werden, heißt es im Vertrag. …

923.06.18

Maßnahmen der Bundesregierung

1023.06.18

2008: Integriertes Energie- und Klimaprogramm der Bundesregierung

● Kraft-Wärme-Kopplung (BMWi) ● Erneuerbare-Energien-Gesetz (BMU) ● Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (BMU) ● Biogaseinspeisung (BMWi)● Novelle des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG / BMWi) ● Eckpunkte: Novelle der Energieeinsparverordnung (BMVBS / BMWi) ● Energetische Sanierung von Gebäuden und sozialer Infrastruktur (BMVBS) ● Energieeffiziente Produkte und Dienstleistungen (BMWi) ● Ausbau von Biokraftstoffen (BMU, BMF, BMELV) ● Umstellung der Kfz-Steuer auf Schadstoff- und CO₂-Basis (BMF) ● Pkw-Energieverbrauchskennzeichnungsverordnung (BMWi) ● Verbesserte Lenkungswirkung der Lkw-Maut (BMVBS) ● Förderung Klimaschutztechnologien in der Kältetechnik... (BMU): Energieeffizienz + „natürliche“ Kältemittel● Energieforschung und Innovation (BMWi, BMU, BMBF, BMVBS, BMELV) ● Fördermaßnahmen aus dem Bundeshaushalt (BMVBS, BMU, BMZ, BMWi, BMBF, BMELV, BMF) ● …

1123.06.18

… nach dem vierten Sachstandsbericht des Weltklimarats von 2008

Begründungen

● Energieversorgungs-Sicherheit

● Klima- und Umweltschutz

● (bezahlbare) Energieversorgung

1223.06.18

Energiekonzept-EinzelzieleEnergieverbrauch und Erneuerbare Energien

2000 2020 20400

10

20

30

40

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Elektro-energie

Primärenergie

Primärenergie Gebäude

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EndenergieVerkehr

2010 2030 20500

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Heizwärme

Gebäude

1323.06.18

Nationale Emissionsminderungs-ZieleEnergiekonzept der Bundesregierung von 2010, Klimaschutzplan 2050

Wege

● Dekarbonisierung, Elektrofizierung der Energiewelt

● = (fast) keine Verbrennung von Kohle, Öl, Gas:— Verkehr, Gebäude, Elektroenergie: Null-Emissionen

— produzierende Unternehmen: Rest-Emissionen

● Steigerung der Energieeffizienz und (-suffizienz)

● Umstieg auf Erneuerbare Energien

1990 2010 2030 20500

102030405060708090

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(%)

-40 %-55 %

-70 %

-80 %

-95 %

Minderungspfad

1423.06.18

Nationale Treibhausgase-Emissionen bis 2015Zielverfehlung war frühzeitig absehbar

1990 2000 2010 2020 2030 2040 20500

200

400

600

800

1.000

1.200TH

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(Mt C

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CO₂: StromsektorCO₂: SonstigeCO₂: verarbeitend. Gewerbe

CO₂: GHDCO₂: HaushalteCO₂: Straßenverkehr

N₂OCH₄

+ 9 %

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201

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016

1523.06.18

Klimaschutzbericht der Bundesregierung vom 13. Juni 2018BMU Pressedienst 119/18

Zielverfehlung● SOLL-Emissionsminderung 2020: - 40 %● IST-Emissionsminderung 2020: - 32 %● → Handlungslücke ≈ 8 %

Statement der Bundesumweltministerin● „In der Klimapolitik hat es in den vergangenen Jahrzehnten Versäumnisse

gegeben, die man nicht in kurzer Zeit wiedergutmachen kann. ● … ● … wir brauchen klare und verbindliche Vorgaben für jeden Bereich¹. ● Das Gute ist, dass wir die Instrumente kennen, die zum Ziel führen –

erneuerbare Energien oder Elektromobilität zum Beispiel.“

¹ die Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik ist ein Bereich

1623.06.18

Kälte-, Klima- (und Wärmepumpen)technikin der „Energiewende“

1723.06.18

Produzierende und gewerbliche Unternehmen der Kälte- und KlimatechnikQuellen: DKV e. V., DESTATIS

Produzierende Unternehmen in Deutschland 2010● ≈ 1100 Betriebe● ≈ 80 - 100.000 Beschäftigte● Umsatz Industriekälte > 9 Mrd. €/a

Gewerbliche Unternehmen 2017● ≈ 2.300 Kälte/Klima-Fachbetriebe● ≈ 31.000 Beschäftigte● Umsatz ≈ 4,8 Mrd. €/a

1823.06.18

Wichtigste Anwendungen und Temperaturen der Kaltdampfkompressionstechnik

m

+ 50 °C

+ 80 °C

+ 21 °C

+ 5 °C+ 6 °C

0 °C

- 10 °C- 16 °C

- 20 °C

- 25 °C

- 35 °C

- 40 °C

- 54 °C

Wärmepumpen Wärmepumpen

Lebensmittel-kühlung

Lebensmittel-tiefkühlung

EiswasserMolkerei

Eislauf-bahnen

Tiefkühl-Lager

Frosten

Fahrzeug-Klimatisierung

Gebäude-Klimatisierung

ProzesskühlungBrauereien

ProzesskühlungChemie, Pharma

Prüfkammernfür die Industrie

Quelle: GEA

1923.06.18

Anzahl nicht-steckerfertiger Kälte-/Klimaanlagen in DeutschlandSchätzung VDMA 2009

35.555

55.100

172.000

313.000

1,5 %

2,3 %

0,2 %

94.800 4,0 %97.000 4,1 %

135.500 5,8 %

7,9 %

17,9 %

13,3 %

7,3 %

800.000 34,0 % Raumklimasysteme

Rechenzentren

GaststättengewerbeMilchviehbetriebeBeherbergungsgewerbeFleischerhandwerk, einschl. Filialen

420.000

Schaltschrankkühlung

Prozesskälte

Supermärkte, Zentralanlagen

.

Rest: Lebensmitteleinzelhandel, div., Getränkemärkte, Tankstellen, Facheinzelhandel, Pachtkantinen+Caterer, Bäckereien,medizinische Kälte (inst.), Industriekälte, Nahrungsmittelindustrie, Blumenläden, Brauereien, Laboratorien, Großhandel mit Blumen/Pflanzen, Bestattungsinstitute, Großhandel Pharmazie, Apotheken, Kühlhäuser

Σ ≈

2.3

52.0

00

Käl

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Raumlufttechnische Zentraleinheiten

35.555

55.100

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313.000

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135.500 5,8 %

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13,3 %

7,3 %

800.000 34,0 % Raumklimasysteme

Rechenzentren

GaststättengewerbeMilchviehbetriebeBeherbergungsgewerbeFleischerhandwerk, einschl. Filialen

420.000

Schaltschrankkühlung

Prozesskälte

Supermärkte, Zentralanlagen

Rest: Lebensmitteleinzelhandel, div., Getränkemärkte, Tankstellen, Facheinzelhandel, Pachtkantinen+Caterer, Bäckereien,medizinische Kälte (inst.), Industriekälte, Nahrungsmittelindustrie, Blumenläden, Brauereien, Laboratorien, Großhandel mit Blumen/Pflanzen, Bestattungsinstitute, Großhandel Pharmazie, Apotheken, Kühlhäuser

Σ ≈

2.3

52.0

00

Käl

tean

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Raumlufttechnische Zentraleinheiten

2023.06.18

Globaler Bestand an Kälte- und Klimaanlagen, 2014,und zukünftige Entwicklungen (ohne Haushaltskühlgeräte und PKW-Klimaanlagen)

Globaler Bestand an Kälte- und Klimaanlagen● mehr als 700 Mio. Anlagen in 2014

(Studie: Alternatives to high GWP in Refrigeration and Air-conditioning Applications, 2014)

1,0 % Wärmepumpen

85,7 % Luft/Luft-Split-Klima-Anlagen

0,02 % Industriekälteanlagen

0,04 % GewerbekälteZentralsysteme

7,9 % GewerbekälteEinzelsysteme

5,0 % GewerbekälteVerflüssigungssätze

Σ = 702 Mio.

ww

w.a

fce.

asso

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fort

-gw

p

0,4 % Wasserkühlsätze

0,02 % WasserkühlsätzeTurboverdichter

2123.06.18

Globaler Bestand an Kälte- und Klimaanlagen, 2014,und zukünftige Entwicklungen (ohne Haushaltskühlgeräte und PKW-Klimaanlagen)

Globaler Bestand an Kälte- und Klimaanlagen● mehr als 700 Mio. Anlagen in 2014

(Studie: Alternatives to high GWP in Refrigeration and Air-conditioning Applications, 2014)

Studie „Future of Cooling“, IEA – 7.5.2018● 10 % des globalen Elektroenergieverbrauchs wird

gegenwärtig für Klimatisierung aufgewendet● bis 2050 Verdreifachung des Verbrauchs● Grund: steigender Klimatisierungsbedarf in

heißen und gemäßigten Regionen der Welt, Treiber: Bevölkerungswachstum und Klimawandel

● dafür erforderlich: Elektroenergieinfrastruktur aller heutigen Kraftwerke von EU + USA + Japan

1,0 % Wärmepumpen

85,7 % Luft/Luft-Split-Klima-Anlagen

0,02 % Industriekälteanlagen

0,04 % GewerbekälteZentralsysteme

7,9 % GewerbekälteEinzelsysteme

5,0 % GewerbekälteVerflüssigungssätze

Σ = 702 Mio.

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fort

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0,4 % Wasserkühlsätze

0,02 % WasserkühlsätzeTurboverdichter

2223.06.18

Kältemittel

2323.06.18

Kältemittel

Definition: „Arbeitsstoff“ von Kälteanlagen● nimmt bei niedriger Temperatur und

niedrigem Druck Wärme auf● gibt bei höherer Temperatur und

höherem Druck Wärme ab, ● dabei erfolgt eine Aggregats-Zustandsänderung

(Ausnahme Gaskühlung von CO₂)

Technische Bezeichnung von Kältemitteln

Hauptsächlich verwendete Kältemittel● synthetische Kältemittel

(Derivate von Methan und Ethan),in Gewerbekälte- und Klimaanlagen

● Ammoniak (NH₃) in der Industriekälte

Problem der synthetischen Kältemittel● hohe Treibhauswirksamkeit im Vergleich zu CO₂● Emissionen aus immer etwas undichten Anlagen

● → dadurch entsteht— direkter Beitrag zum Treibhauseffekt— (zusätzlich zum indirekten Beitrag durch Emissionen bei

der Erzeugung von Elektroenergie)Anzahl der Fluoratome

Anzahl der Doppelbindungen

Refrigerant (Kältemittel)Isomerie

Anzahl der Wasserstoffatome -1Anzahl der Kohlenstoffatome +1

R-1234_

2423.06.18

Relative Treibhauswirksamkeit synthetischer Kältemittel im Vergleich zu CO₂FCKW sind seit Mitte der 1990er Jahre verboten

R-11 R-12 R-13

R-113 R-114 R-115

R-134a R-143a

R-125 R-404A R-507A R-407C

0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.0004.750

10.90014.440

6.13010.000

7.370

1.4304.470

3.5003.9004.000

1.800

FCKW

HFKW

IPCC

200

7

2523.06.18

Ökologische Bedeutung der KältemittelEmissionen von Kältemitteln aus stationären Anlagen, D 1995 - 2011

1998 2002 2006 2010

1

2

3

18 %

18 %

17 %

17 %

16 %

16 %

59 % 58

% 58 % 57 %

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55 %

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15 % 15

% 16 % 16

% 16 %

HFK

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nik

(Mt C

O₂-

äq)

R-134a

R-404A

R-407C

R-410A

R-23

Entsorgung

> 70 % der Emissionen● R-404 A ● R-134a

Quelle: unveröffentlichte Studie, Ice-TeX

2623.06.18

Energieeffizienz in derKälte-, Klima-

und Wärmepumpentechnik

2723.06.18

Leistungseffizienz einer Kältemaschine(umfängliche Darstellung der Leistungsflüsse)

Verdichter

Verflüssiger

Verdampfer

Q̇ c

Q̇ on

PNT

Q̇ HT

Q̇ g

Q̇e

PKl

P =P Hilf,k Fluidtransp.(+ P )(+ P

Abtau

Sonst )

P =P Hilf,w Fluidtransp.(+ PSonst )

PÖlsumpf

PMSR

MessenSteuernRegeln

Drossel

14

3 2

tC

to

tw

tk

.

2823.06.18

Leistungseffizienz einer Kältemaschine(vereinfachte Darstellung)

Heizleistung

Kälteleistung

Antriebsleistung

NutzenAufwand

= Kälteleistung (W)Antriebsleistung (W)

= ε K

NutzenAufwand

= Heizleistung (W)Antriebsleistung (W)

= ε H

dt. Kälteleistungs- oder Heizleistungszahlengl. COP (Coefficient of Performance)

Leistung (Performance) ist Momentanwert: [Watt = Joule/Sekunde]

2923.06.18

Energieeffizienz einer Kältemaschine(vereinfachte Darstellung)

NutzenAufwand

= Σ Kälteenergie (kWh/a)Σ Antriebsenergie (kWh/a)

= β K

NutzenAufwand

= ΣWärmeenergie (kWh/a)Σ Antriebsenergie (kWh/a)

= β H

deutsch: Arbeitszahl für Kühlen oder Heizen

3023.06.18

Kältetechnische Effizienz-Kennzahlenohne Anspruch auf Vollständigkeit

COPr

COPNUC

COPocC

SCOP

COSP

SCOPnet

SEI

EER

SEER

ESEPRTEER

TCOP

IEER

JAZ GAZ

IPLV

PLVHSPF

TEPF

APF

SPF

EJAZAJAZ

SJAZTEC

EEI

SEC

ε β

εW

βW

βK

εK

ηC

ζK

ζW

ζ

COP ESEER

3123.06.18

Energie-Effizienz von Energiewandlungsprozessen – vereinfacht(in Anlehnung an „Grünbuch Energieeffizienz“, Abb. 9, BMWi 2016)

Kältemaschine bzw. Wärmepumpe

● höchste Energieeffizienz und geringste Verluste im Vergleich zu anderen Prozessen

Verbrennungs-motor

VerlusteBrennstoff-energie Antriebsenergie

ElektromotorVerluste

Elektro-energie Antriebsenergie

Gas-, Öl-heizung

VerlusteBrennstoff-

energie Wärme

Verluste

Elektro-energie

Kälte

WärmeKältemaschine

bzw.Wärmepumpe

3223.06.18

Effizienz von einstufigen Kälteanlagen mit verschiedenen KältemittelnStoffdaten-Vergleich, in Abhängigkeit von Verflüssigungs-/Gaskühler-Temperatur

höhere Leistungseffizienz● HFKW-Kältemittel● brennbare, giftige Kältemittel

geringere Leistungseffizienz● CO₂ (Höchstdruck-Kältemittel)

→ zusätzliche technische Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz und/oder der -suffizienz erforderlich

R-404AR-507

R-407CR-410A

R-134a

R-290R-717

t₀ = -10 °Cηis (R-…) = 0,7ηis (CO₂) = 0,7 + 15 %

Kälte

leist

ungs

zahl

ε

Verflüssigungs-/Gaskühler-Temperatur (°C)

2

3

4

1

5

6

7

8

10 20 30 40

CO₂

HFKW:

giftig,brennbar:

3323.06.18

Effizienz von einstufigen Kälteanlagen R-290 (Propan) und CO₂ (R-744)Stoffdaten-Vergleich, in Abhängigkeit von der Verdampfungs-Temperatur

-40 -30 -20 -10 0 10 201

2

3

4

5

6

7

8

Verdampfungstemperatur (°C)

Kälte

leis

tung

szah

l (kW

/kW

)

-38 %

-26 %

∆To2h = 5 K, ΔTc2u = 2 KtC = 35 °C

ηis (R-290) = 0,70

ηis (R-744) = 0,84transkritisch, iWÜ

Ergebnis einer theoretischen Berechnung● R-290 ist R-774 in allen Verdampfungs-

Temperaturbereichen deutlich überlegen● ⇔ R-290 verursacht niedrigere Betriebskosten● aber R-290 ist brennbar

Praktische Ergebnisse● SANDEN hat 2017 Verflüssigungssätze mit R-774

auf den Markt gebracht● … und Leistungseffizienz-Daten dazu veröffentlicht● →

3423.06.18

Vergleich R-290-Anlage mit CO₂-Anlage der Fa. SANDENin Abhängigkeit von der Verdampfungs-Temperatur

-40 -30 -20 -10 0 10 201

2

3

4

5

6

7

8

Verdampfungstemperatur (°C)

Kälte

leis

tung

szah

l (kW

/kW

)

-68 %

-49 % R-744, Sanden

∆To2h = 5 K, ΔTc2u = 2 KtC = 35 °C

ηis (R-290) = 0,70

tLE (R-744) = 32 °C

-47 %

Ergebnis für „Condensing Device Unit M“der Fa. SANDEN

● drehzahlgeregelte, luftgekühlte Verflüssigungssätze mit Scroll-Verdichtern

● ausgeführte CO₂-Anlagen sind deutlich weniger effizient als Anlagen mit R-290

● → Betriebskosten für Energie liegen deutlich höher als bei R-290

● derartige Anlagen werden es schwer haben, sich am Markt zu behaupten

3523.06.18

Steigerung der Energieeffizienz in derKälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik

3623.06.18

Energieeffizienz-Potenziale Kälteanlagen

Maßnahme

20…25

bedarfsgerechte Abtauung 5

9

9

3

Effizienzsteigerungs-potenzial [%]

optimierte Regelung, elektr. Expansionsventile

Verdampfungstemperatur3 K höher

Verflüssigungstemperatur 3 K niedriger

Anpassung Verflüssigungs- an Außenlufttemperatur

Die Effizienzsteigerungspotenziale sind nicht beliebig addierbar!

Maßnahme

FU-Steuerung Verdichter 15…20

5 …10

Überflutete Verdampfer 15 … 30innerer Wärmeübertrager 8

Zweistufige Verdichtung 6Korrektes Befüllen (KäM) 6

Verdampferlüfter 3

Effizienzsteigerungs-potenzial [%]

FU-Steuerung Verflüssiger-Ventilator

3723.06.18

Energieeffizienz-Potenziale Supermarkt-Kälteanlagen

Maßnahme

Glasabsperrungen Kühlmöbel 25 … 40Luftfeuchte im Verkaufsraum 18

Lüftermotor außerhalb 10Baldachin 7

Beleuchtung 5Kantenheizung 5

Effizienzsteigerungs-potential [%]

3823.06.18

Simulation eines Jahresenergieverbrauchs einer Kälteanlage

VerdampfermitVentilator

Expan-sions-ventil

Ver-dichtermitMotor

Verflüssigermit

Ventilator

Effizienz hängt ab von:● Kältemittel (Dampfdruckkurve)● Bauart des Expansionsventils● Kühltemperatur● Wirkungsgrad des Verdichters/Motors● Größe der Wärmeübertragerflächen● Betriebsart der Ventilatoren

Jahres-Effizienz (Jahresarbeitszahl β))● Ermittlung nur durch Ganzjahres-Simulation →

3923.06.18

Simulation des Jahresenergieverbrauchs einer Standard-Kälteanlagethermostat. Expansionsvent., mittelgroße Wärmeübertrager, elektr. Abtauung Verdampfer

Jahresenergieverbrauch (kWh)

100 % 84 % 6 %

9 % 0: = -10 °C, = 42 °C t to c

TVX, WÜ = mittel, el. Abt.

Verdichter Verflüssigerventilator VerdampferventilatorAbtauungQuelle: CoolTool

4023.06.18

Simulation des Jahresenergieverbrauchs einer Standard-Kälteanlage1. Änderung des Temperaturhubs, grosse Wärmübertrager


100 % 84 % 6 %

9 % 0: = -10 °C, = 42 °C t to c


Verdichter Verflüssigerventilator VerdampferventilatorAbtauung

89 % 82 % 7 %

10 % 1: = -7 °C, = 39 °C t to c

TVX, WÜ = gross, el. Abt.

Quelle: CoolTool

4123.06.18

Simulation des Jahresenergieverbrauchs einer Standard-Kälteanlage2. weitere Absenkung der Verflüssigungstemperatur um 11 Kelvin


100 % 84 % 6 %

9 % 0: = -10 °C, = 42 °C t to c



89 % 82 % 7 %

10 % 1: = -7 °C, = 39 °C t to c


63 % 74 % 9 %

14 % 2: = -7 °C, = 28 °C t to c


Quelle: CoolTool

4223.06.18

Simulation des Jahresenergieverbrauchs einer Standard-Kälteanlage3. Heissgas-Abtaung vereister Verdampfer, Drehzahlregelung Verflüssiger-Ventilator


100 % 84 % 6 %

9 % 0: = -10 °C, = 42 °C t to c



89 % 82 % 7 %

10 % 1: = -7 °C, = 39 °C t to c


63 % 74 % 9 %

14 % 2: = -7 °C, = 28 °C t to c


53 % 87 % 11 % 3: = -7 °C, = 28 °C t to c

TVX, WÜ = gross, HGA, Inv. Verfl.

Quelle: CoolTool

4323.06.18

Simulation des Jahresenergieverbrauchs einer Standard-Kälteanlage4. Verwendung elektronischer Expansionsventile


100 % 84 % 6 %

9 % 0: = -10 °C, = 42 °C t to c



89 % 82 % 7 %

10 % 1: = -7 °C, = 39 °C t to c


63 % 74 % 9 %

14 % 2: = -7 °C, = 28 °C t to c


53 % 87 % 11 % 3: = -7 °C, = 28 °C t to c


44 % 83 % 13 % 4: = -7 °C, = 28 °C t to c

EVX, WÜ = gross, HGA, Inv. Verfl.

Quelle: CoolTool

4423.06.18

Simulation des Jahresenergieverbrauchs einer Standard-Kälteanlage5. Drehzahlregelung Verdampferventilator


100 % 84 % 6 %

9 % 0: = -10 °C, = 42 °C t to c



89 % 82 % 7 %

10 % 1: = -7 °C, = 39 °C t to c


63 % 74 % 9 %

14 % 2: = -7 °C, = 28 °C t to c


53 % 87 % 11 % 3: = -7 °C, = 28 °C t to c


44 % 83 % 13 % 4: = -7 °C, = 28 °C t to c

EVX, WÜ = gross, HGA, Inv. Verfl.

42 % 83 % 14 % 5: = -7 °C, = 28 °C t to c

EVX, WÜ = gross, HGA, Inv. Verfl. + Verd.

Quelle: CoolTool

4523.06.18

Minderung von Jahresenergieverbrauch und Emissionen

Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik ● erhebliche Minderungen möglich in Jahrzehnten● Maßnahmen: in den meisten Fällen wirtschaftlich

Energiekonzept der Bundesregierung von 2010● Emissions-Minderung um 80 – 95 % bis 2050 mit

reiner kältetechnischer Optimierung unmöglich

Weitere Maßnahmen● intelligente Nutzung fluktuierender Energien● → Speicherung von Wärme und Kälte

Speicher

Speicher

Ver-braucher

Ver-braucher

Kälteanlage

4623.06.18

Das Kältemittel-Drama

4723.06.18

Entwicklung von Kältemittelpreisen 2014 – 2017Quelle: Öko-Recherche, Sept. 2017

Anstiege der Hersteller-Verkaufspreise bis Juli 2017

● R-404A auf 550 %● R-134-a auf 250 %

Hersteller-Verkaufspreis Mitte 2018● ≈ + 1000 % für R-404A ● ≈ + 600 % für R-134a● > ⅔ der Verwendung entfiel in den letzten

20 Jahren auf R-404 A und R-134a

Warum?100

200

300

400

500

600

Proz

ent %

R 404A-

R 134a-

2015 2016 2017MaiApril Juli

4823.06.18

Klimaschutzmaßnahmen in der EU: “F-Gase-Verordnung 2014“ HFKW-Kältemittel-Phase-Down

Phase-Down von 2016 – 2030● Rückgang der Verfügbarkeit von HFKW um 79 %● 2018: Rückgang um 30 Prozentpunkte

CO₂-äq-Kältemittelverwendung, D 2010 – 2015● 36 – 39 % für Kfz.-Klimaanlagen● Verbot von R-134a in Kfz. ab 2017● → kein Problem für stationäre Anwendungen

Erwartungen der Kälte-Branche, Ende 2016● moderater Preisanstieg in den ersten Jahren● uneingeschränkte Verfügbarkeit für alle

stationären Anwendungen bis nach 2020● ausreichend Zeit zum Übergang auf Alternativen

2014 2022 2030 2038 20460

20

40

60

80

100

CO

-äq-

Ver

fügb

arke

it vo

n H

FK

W (

%)

₂-äq-Verfügbarkeit von HFKW (%)

93 %

63 %

4923.06.18

HFKW-Kältemittel-Phase-Down – globalF-Gase-Verordnung 2014 + Kigali-Amendment zum Montreal-Protokoll 2016

Phase-Down von 2019 – 2047● Non-Artikel-5R: Weißrussland, Russland, Kasachstan,

Non-A5R Tadschikistan, Usbekistan

● Non-Artikel-5M: alle anderen UN-Staaten (ohne EU)Non-A5M

Artikel-5-G2: Bahrain, Indien, Iran, Kuwait, Oman, A5-G2 Pakistan, Katar, Saudi Arabien,

Vereinigte Arabische Emirate

Artikel-5-G1: alle anderen EntwicklungsländerA5-G1

Erwartungen der Kälte-Branchekeine Einwirkungen auf Kältemittelmarkt in D

2014 2022 2030 2038 20460

20

40

60

80

100

CO

-äq-

Ver

fügb

arke

it vo

n H

FK

W (

%)


nA5M

nA5R

(FGaseVO)EU

5023.06.18

HFKW-Kältemittel-Phase-Down in der EUF-Gase-Verordnung 2014 + Kigali-Amendment zum Montreal-Protokoll 2016

2014 2022 2030 2038 20460

20

40

60

80

100

CO

-äq-

Ver

fügb

arke

it vo

n H

FK

W (

%)


A5-G1

A5-G2nA5M

nA5R

(FGaseVO)EU

Phase-Down von 2019 – 2047● Non-Artikel-5R: Weißrussland, Russland, Kasachstan,

Non-A5R Tadschikistan, Usbekistan

● Non-Artikel-5M: alle anderen UN-Staaten (ohne EU)Non-A5M

● Artikel-5-G2: Bahrain, Indien, Iran, Kuwait, Oman, A5-G2 Pakistan, Katar, Saudi Arabien,

Vereinigte Arabische Emirate

● Artikel-5-G1: alle anderen EntwicklungsländerA5-G1

F-Gase-Verordnung + Kigali-Amendment● haben globalen Ausstieg aus HFKW eingeläutet● und durch Verknappung Preisanstieg bewirkt● Welche Alternativen gibt es?

5123.06.18

Zustandekommen vonF-Gase-Verordnung

und Kigali-Amendment

5223.06.18

Wirkungen des Klimawandels: Strahlungsantrieb

Globaler Strahlungsantrieb 2016

● ≈ 3 W/m² Erdoberfläche

● Erdoberfläche ≈ 510 · 10¹² m²

● → Pth ≈ 1,53 · 10¹⁵ W

Anteil der Kältetechnik durch HFKW?

1980 1990 2000 20100

1

2

3

Stra

hlun

gsan

trie

b (W

/m²)

2016

CO₂

16,8 %


sonst. THG

US

– N

ation

al O

cean

ic

and

Atm

osph

eric

Ad-

min

istra

tion;

Pot

sdam

In

stitu

t für

Klim

afol

gen-

fors

chun

g

1,9 %5,4 %

65,6 %

6,4 %

CH₄

3,7 %

5323.06.18

Wirkungen des Klimawandels: Strahlungsantrieb

Globaler Strahlungsantrieb 2016

● ≈ 3 W/m² Erdoberfläche

● Erdoberfläche ≈ 510 · 10¹² m²

● → Pth ≈ 1,53 · 10¹⁵ W

Anteil der Kältetechnik durch HFKW● in der Summe ≈ 0,4 %● vernachlässigbar gering

1980 1990 2000 20100

1

2

3

Stra

hlun

gsan

trie

b (W

/m²)

2016

CO₂

16,8 %


sonst. THG

US

– N

ation

al O

cean

ic

and

Atm

osph

eric

Ad-

min

istra

tion;

Pot

sdam

In

stitu

t für

Klim

afol

gen-

fors

chun

g

1,9 %5,4 %

65,6 %

6,4 %

CH₄

3,7 %

0,26 % HFKWstat. Kälte

0,13 % HFKWFzg.Klima

5423.06.18

Pressemitteilungen zum Kigali-Amendment

ZEIT Online – 15.10.2016

Klimawandel: Staaten beschließen Aus für Fluorkohlenwasserstoffe

● Bei den Verhandlungen der Weltgemeinschaft über ein Verbot der klimaschädlichen Fluorkoh-lenwasserstoffe (FKW) ist … eine Einigung erzielt worden.

● Das teilte das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) in Kigali mit. Die Vertreter von nahezu 200 Ländern verabschiedeten die schritt-weise Abschaffung der etwa in Kühlschränken oder Klimaanlagen zum Einsatz kommenden Gasverbindungen …

● Bei den Gesprächen ging es unter anderem um eine Erweiterung des Protokolls von Montréal.

● An der Konferenz hatte auch US-Außenminister John Kerry teilgenommen. "Es ist ein gewaltiger Schritt nach vorn", sagte Kerry der BBC. "Damit erhalten wir die Möglichkeit, die Erderwärmung um ein halbes Grad Celsius zu verringern."

Bundesumweltministerium – 15.10.2016● Mit der jetzt beschlossenen drastischen Reduk-

tion des HFKW-Einsatzes wird bis zum Jahre 2050 gegenüber einem ungeregelten Wachstum eine Treibhausgasmenge eingespart, die circa 65 Milliarden Tonnen CO₂ entspricht.“

5523.06.18

Auslöser für die Kigali-Beschlüsse: Veröffentlichung 2009

in „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“

● „The large contribution of projected HFC emissions to future climate forcing“; Velders et al.

The large contribution of projected HFC emissionsto future climate forcingGuus J. M. Velders a,1, David W. Fahey b, John S. Daniel b, Mack McFarland c, and Stephen O. Andersen d

a bNetherlands Environmental Assessment Agency, PO Box 303, 3720 AH Bilthoven, The Netherlands; National Oceanic and Atmospheric Administration,Earth System Research Laboratory, Boulder, CO 80305; DuPont Fluoroproducts, Wilmington, DE 19805; and U.S. Environmental Protection Agency,c d

Code 6202J, 1200 Pennsylvania Avenue NW, Washington, DC 20460

Edited by Mark H. Thiemens, University of California at San Diego, La Jolla, CA, and approved May 14, 2009 (received for review March 13, 2009)

The consumption and emissions ofh ydrofluorocarbons (HFCs) areprojected to increase substantially in the coming decades in re-sponse to regulation of ozone depleting gases under the MontrealProtocol. The projected increases result primarily from sustainedgrowth in demand for refrigeration, air-conditioning (AC) andinsulating foam products in developing countries assuming no newregulation of HFC consumption or emissions. New HFC scenariosare presented based on current hydrochlorofluorocarbon (HCFC)consumption in leading applications, patterns of replacements ofHCFCs by HFCs in developed countries, and gross domestic product(GDP) growth. Global HFC emissions significantly exceed previousestimates after 2025 with developing country emissions as much as800% greater than in developed countries in 2050. Global HFCemissions in 2050 are equivalentt o 9–19% (CO 2-eq. basis) ofprojected global CO 2 emissions in business-as-usual scenarios andcontribute a radiative forcing equivalentt o thatf rom 6–13 yearsof CO 2 emissions near 2050. This percentage increases to 28–45%compared with projected CO 2 emissions in a 450-ppm CO2 stabili-zation scenario. In a hypothetical scenario based on a global capfollowed by 4% annual reductions in consumption, HFC radiativeforcing is shown to peak and begin to decline before 2050.

HCFC consumption radiative forcing scenarios

G lobal production and use of chlorofluorocarbons (CFCs)and halons have decreased significantly as a result oft he

phaseout schedules oft he 1987 Montreal Protocol and itssubsequent amendments and adjustments (1). The use of HCFCsand HFCs have increased as replacements for CFCs and halonsin developed (non-A5) and developing (A5) countries that areparties to the Protocol (1, 2). HCFCs are low-ozone-depletion-potential substitutes for high-ozone-depleting-potential sub-stances, particularly CFCs and halons, and were classified underthe Protocol as ‘‘transitional substitutes’’ during the time itt ookto commercialize new ozone-safe alternatives and replacements.Ultimately, HCFCs will be phased out globally under the Mon-treal Protocol leaving much oft he application demand forrefrigeration, AC, heating and thermal-insulating foam produc-tion to be met by HFCs (2). The demand for HCFCs and/orHFCs in many applications is expected to increase in bothdeveloped and developing countries, but especially in Asia, in theabsence of regulations. HFCs do not deplete the ozone layer but,along with CFCs and HCFCs, are greenhouse gases that con-tribute to the radiative forcing (RF) of climate (2, 3). Thus, thetransition away from ozone depleting substances (ODSs) hasimplications for future climate.

The technical, economic and environmental trade-offs ofreplacing CFCs and HCFCs with HFCs and hydrocarbons havebeen analyzed for refrigerators, chillers, and AC (4–6). Hydro-carbons, ammonia and CO 2, which generally have lower GlobalWarming Potentials (GWPs) than HFCs, have been foundsuitable for systems with small refrigerant charges where arefrigerant leak would not pose an unacceptable flammability ortoxicity risk and for industrial systems with large refrigerantcharges expertly managed for fire and toxicity risk. HFCs are the

preferred refrigeranti n consumer products requiring a largecharge, where hydrocarbon flammability is problematic (6). Theuse of HFCs is expected to be minor in many other applicationsbecause other low-GWP compounds and not-in-kind (i.e., non-halocarbon based) technologies are available. Overall, not-in-kind technologies are not expected to initially satisfy as large afraction off uture demand as was the case during the CFCphaseout (7).

Multiple scenarios of global HFC emissions are available fromSRES (8) and IPCC/TEAP (2). These scenarios are now oflimited use because ofl imited range of years (IPCC/TEAP) oroutdated assumptions concerning the transition from HCFCs toHFCs (SRES). The SRES GWP-weighted emissions for refrig-eration and AC are 20% below what we infer here fromobserved atmospheric mixing ratios for 2007 ( SI Text). The 2007HFC emissions for these applications from IPCC/TEAP (2) aresomewhat higher, butt his scenario ends in 2015. Others (9–11)have reported HFC scenarios similar to the SRES assumptionsand do not consider a more detailed market development asdiscussed here.

We report new baseline scenarios for the consumption andemissions of HFCs to 2050 based only on existing policies. As inthe SRES scenarios, the growth in demand for these compoundsis based on GDP and population (8, 12). However, the newscenarios incorporate more recenti nformation such as ( i) rapidobserved growth in demand, substantiated by atmospheric ob-servations, for products and equipment using HCFCs and HFCsin developing countries (see SI Text( ); ) reported increases iniiconsumption of HCFCs in developing countries; ( iii) replace-ment patterns of HCFCs by HFCs as reported in developedcountries; ( ) accelerated phaseout schedules of HCFCs inivdeveloped and developing countries, and; ( v) increases in re-ported use of HFC-134a in mobile AC in developed anddeveloping countries. The analysis results in significantly largeremissions in 2050 than could be expected based on previousprojections.

Montreal Protocol regulation of HCFCs and other ODSsalready has protected both ozone and climate (13, 14). HFCs arein the ‘‘basket of gases’’ regulated under the 1997 Kyoto Protocol(15), a global treaty to reduce developed-country emissions ofgreenhouse gases. We use the new emission scenarios and GWPsof HFCs to calculate their CO 2-equivalent emissions and RFcontributions to global climate forcing. The results are comparedwith ‘‘business-as-usual’’ SRES CO 2 emissions and those re-quired to stabilize CO 2 concentrations at 450 and 550 parts per

Author contributions: G.J.M.V., D.W.F., J.S.D., M.M., and S.O.A. designed research; G.J.M.V.performed research; G.J.M.V. analyzed data; and G.J.M.V., D.W.F., J.S.D., M.M., and S.O.A.wrote the paper.

The authors declare no conflict ofi nterest.

This article is a PNAS Direct Submission.

Freely available online through the PNAS open access option.

To whom correspondence should be addressed. E-mail: [email protected]

This article contains supporting information online at www.pnas.org/cgi/content/full/0902817106/DCSupplemental .

www.pnas.org cgidoi10.1073pnas.0902817106 PNAS Early Edition 1 of 6

5623.06.18

The large contribution of projected HFC emissions to future climate forcingVelders et al.

Kernaussagen der Veröffentlichung● HFKW-Verbrauch der Entwicklungsländer für

Kälte-, Klimatechnik steigt zukünftig extrem an(Bandbreite zwischen „high“ und „low“)

● HFKW-Verbrauch der entwickelten Länder: gering(Bandbreite minimal)

● in der Folge steigen auch die Emissionen

Politische Konsequenz ab 2009● Aufnahme von Verhandlungen zur Ergänzung des

Montreal-Protokolls mit dem Ziel des globalen Ausstiegs aus den HFKW

● Verhandlungen zogen sich bis Oktober 2016 hin

5723.06.18

147 Entwicklungs- und 50 entwickelte Ländergemäß Anhang des Montréal-Protokolls

≈ 6,0

Einwohnerzahlen 2013 (Mrd.)

entwickelte Länder

Entwicklungsländer

≈ 1,3

5823.06.18

Pressemitteilung UNEP – 15.10.2016

● „HFKW sind gegenwärtig die am stärksten wachsenden Treibhausgase; ihre Emissionen steigen jährlich um bis zu 10 % an.

● Das schnelle Wachstum in den letzten Jahren wurde angetrieben von einer wachsenden Nach-frage nach Kühlung, besonders in den Entwick-lungsländern … „

Verbrauchsanstieg der Entwicklungsländer von 2012 bis 2050:

● Kann das sein?

Grafik ist Vektorgrafik → Daten können exakt ausgele-sen und Steigerungsraten bestimmt werden

5923.06.18

Auffällige Steigerungsraten des projizierten HFKW-Verbrauchs 2012/2013

● high: knapp + 700 %, fast Verachtfachung des Verbrauchs≙ fast Verachtfachung des Verbrauchs

● low: knapp + 640 % (keine Grafik), ≙ fast Verachtfachung des Verbrauchs mehr als Versiebenfachung des Verbrauchs

● → die Verbrauchsanstiege von 5300 – 8800 % sind hauptsächlich auf diese Steigerungsraten des Jahres 2013 zurückzuführen

2000 2010 2020 2030 2040 20500 %

100 %

200 %

300 %

400 %

500 %

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700 %

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ate

HFK

W-V

erbr

auch

in %

/(a-

1)

high

6023.06.18

Auffällige Steigerungsratendes projizierten HFKW-Verbrauchs 2012/2013

● Frage: Sind solch hohe Steigerungsraten überhaupt möglich?

● Antwort: Aus handwerklichen, ökonomischen, energieversorgungstechnischen, industriellen Gründen etc. ist eine Veracht- bzw. Versiebenfa-chung in allen 147 Entwicklungsländern inner-halb eines Jahres unmöglich.

● realistischere Steigerungsraten liegen zwischen Vor- und Folgejahr:

— high: 22,5 %low: 10,0 %

● → Neuberechnung des Verbrauchs bis 2050 mit diesen gemittelten Steigerungsraten

2000 2010 2020 2030 2040 20500 %

100 %

200 %

300 %

400 %

500 %

600 %

700 %

Stei

geru

ngsr

ate

HFK

W-V

erbr

auch

in %

/(a-

1)

high

6123.06.18

Neuberechnung des HFKW-Verbrauchs der Entwicklungsländer bis 2050

Ergebnis der Neuberechnung● der HFKW-Verbrauch 2050 geht zurück auf

— low: 0,8 Gt CO₂-äq - 85 %≙ fast Verachtfachung des Verbrauchs— high: 1,4 Gt CO₂-äq - 84 %≙ fast Verachtfachung des Verbrauchs

● das entspricht der Größenordnung des Verbrauchs der entwickelten Länder

● auch dieser Verbrauchsanstieg enthält erhebliche Sprünge, die nicht belegt sind

Globale Bedeutung● HFKW-Emissionen aus stationären Kälte- und

Klimaanlagen haben gegenwärtig einen Anteil von ca. 2,5 Promille an den gesamten Treibhausgase-Emissionen

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

HFK

W-V

erbr

auch

in G

t CO

₂-äq

high-neu

low-neu

6223.06.18

Globale HFKW-EmissionenVelders, Supporting Information, Seite 4, Fig. S1

Emissions-Projektionen● beinhalten entwickelte und Entwicklungsländer● Grafik ist von Velders als Vektor-Grafik

veröffentlicht, Re-Digitalisierung daher möglich

● SRES: Special Report Emissions Scenarios⁽⁵⁾— Studie des IPCC, 2000, mit insgesamt 40 Szenarios— dargestellte Bandbreite ist noch nicht verifiziert

● IPCC/TEAP— Projektion nur bis 2015— daher nicht näher untersucht

a) Global HFC emissions

2000 2010 2020 2030 2040 20500

2

4

6

8

10

Emis

sion

s (G

t CO

₂-eq

yr⁻

¹ )

GWP-weighted (100-yr)

HFC scenarios

New baselinescenario rangeSRES range

IPCC/TEAP

high

low

6323.06.18

Neuberechnung der Emissionen aus Basis des neuberechneten VerbrauchsAnnnahme: Rückgang der Emissionen ist proportional zum Rückgang des Verbrauchs

Kumulierte, neuberechnete Emissionen● high: 174 Gt CO₂-äq (Velders)

53 Gt CO₂-äq (neu) - 69 %≙ fast Verachtfachung des Verbrauchs● low: 114 Gt CO₂-äq (Velders)

43 Gt CO₂-äq (neu) - 62 %≙ fast Verachtfachung des Verbrauchs

2000 2010 2020 2030 2040 2050

low-neu

high-neuhigh

low

6423.06.18

Neuberechnung der Emissionen aus Basis des neuberechneten VerbrauchsAnnahme: Rückgang der Emissionen ist proportional zum Rückgang des Verbrauchs

Kumulierte, neuberechnete Emissionen● high: 174 Gt CO₂-äq (Velders)

53 Gt CO₂-äq (neu) - 69 %≙ fast Verachtfachung des Verbrauchs● low: 114 Gt CO₂-äq (Velders)

43 Gt CO₂-äq (neu) - 62 %≙ fast Verachtfachung des Verbrauchs

Vergleich mit SRES-Projektion aus 2000● neuberechnete Emissionen liegen innerhalb der

IPCC-Projektionen

Neuberechnete Emissionsverläufe beinhalten● ungeklärte Verbrauchssprünge 2012 bis 2050● hohe Emissionsraten von 50 – 88 %/a

→ realistischere Emissionen liegen niedriger

2000 2010 2020 2030 2040 2050

low-neu

high-neuhigh

low

6523.06.18

Zusammenfassung

Globaler Ausstieg aus HFKW● Auslöser und wesentliche Grundlage war eine

Veröffentlichung 2009 …

● … diese ist wissenschaftlich nicht belastbar

● dieselbe Veröffentlichung war schon als Grund-lage für die europäische F-Gase-Verordnung herangezogen worden

● Weitere Veröffentlichungen haben nur zu Bestätigung, Verfeinerung geführt

● Andere wissenschaftliche Positionen werden nicht berücksichtigt

Erkenntnisse● Der Ausstieg aus den HFKW-Kältemitteln wird

Klimaschutzeffekte im Promillebereich bewirken, und er wird sehr kostenintensiv

● die Emissionen von Kältenlagen werden zu über 90 % von den CO₂-Emissionen der Elektroener-gieerzeugung verursacht

● hier bestehen bei global 700 Mio. Kältemaschi-nen größere Klimaschutzpotenziale

6623.06.18

Einige Details der F-Gase-Verordnung

6723.06.18

Regelmäßige Dichtheitsprüfungen

Dichtheits-prüfungen

F-Gase-Verordnungaktuell

F-Gase-Verordnung:Grundlage CO -äq-Füllmenge₂-äq-Füllmenge

alle 12 Monate

alle 24 Monate

3 – 30 kggilt nicht für hermetisch ge-schlossene Anlagen < 6 kg

5 - 50 t CO -äq₂-äq-Füllmengegilt nicht für hermetisch ge-schlossene Anlagen < 10 t CO -äq₂-äq-Verfügbarkeit von HFKW (%)

mit automatischer Leckagekontrolle

alle 6 Monate

alle 12 Monate

30 – 300 kg


50 - 500 t CO -äq₂-äq-Füllmenge


alle 3 Monate

alle 6 Monate

alle 12 Montate

> 300 kg


> 500 t CO -äq₂-äq-Füllmenge


6823.06.18

KältemittelverboteAuswirkungen auf Neuinstallationen

Anlagentyp Datum Kältemittelverbot Alternativen

2025 wenn GWP > 750

2020 wenn GWP > 150

2015 wenn GWP > 150

2020 wenn GWP > 2500

2022 wenn GWP > 150

Single Split-Anlagen < 3 kg

· HFO· R-32· CO ₂-äq-Verfügbarkeit von HFKW (%)· KWe

MobileRaumklimageräte

· HFO· CO ₂-äq-Verfügbarkeit von HFKW (%)· KWe

Haushalts-Kühl-schränke, -truhen


Gewerbe-Kühl-schränke, -truhen


6923.06.18

KältemittelverboteAuswirkungen auf Neuinstallationen


stationäre Anlagen 2020

2022

wenn GWP > 2500

(keine R-404A-Neuinstallation,Ausnahme: TK < -50 °C)

· R-134a· R-410A· HFO· R-32· CO₂-äq-Verfügbarkeit von HFKW (%)

stationäre Verbund-anlagen mitKälteleistung > 40 kW

wenn GWP > 150

(Ausnahme: Kältemittel mitGWP > 1500 in Primärkreis

von Kaskaden)

· CO ; HFO₂-äq-Verfügbarkeit von HFKW (%)

Kaskaden:· R-134a/CO₂-äq-Verfügbarkeit von HFKW (%)· R-32/CO₂-äq-Verfügbarkeit von HFKW (%)· HFO/R-32

7023.06.18

KältemittelverboteAuswirkungen auf Bestandsanlagen


2020

2030 wenn GWP > 2500

Service an Bestands-anlagen

neues Kältemittel mitGWP > 2500

Recycling-Ware;RetrofitRetrofit;

Austausch

7123.06.18

Auswirkungen der neuen F-Gase-VerordnungVerringerung der Marktverfügbarkeit von HFKW – Phase Down

2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 20320

20

40

60

80

100100

93

63

45

3124 21

CO

-äq

-Ver

füg

bar

keit

von

HF

KW

(%

)₂-äq-Verfügbarkeit von HFKW (%)

Serviceverbot, wenn GWP > 2500 und

Kältemittel > 40 t CO₂-äq

7223.06.18

Kältemittel-Optionen

7323.06.18

Eigenschaften der wichtigsten Kältemittel

Stoffgruppen

Höchstdruck-KäMHFKW/HFO-Gemische HFO/HFKW-Gemische Gemisch

HKFWfluorierte Kohlen-

wasserstoffe

HFOHydroFluoroOlefine

Kohlen-wasserstoffe

anorganischeKältemittel

7423.06.18


Stoffgruppen


Sicherheitsklassen


wasserstoffe


Kohlen-wasserstoffe


A1geringe Giftigkeit, keineFlammenausbreitung

A2Lgeringe Giftigkeit,

schwer entzündlich

A3geringe Giftigkeit,hohe Brennbarkeit

B2Lerhöhte Giftigkeit,schwer entzündlich

7523.06.18


Stoffgruppen


Sicherheitsklassen


wasserstoffe


Kohlen-wasserstoffe


A1geringe Giftigkeit, keineFlammenausbreitung

A2Lgeringe Giftigkeit,

schwer entzündlich

A3geringe Giftigkeit,hohe Brennbarkeit

B2Lerhöhte Giftigkeit,schwer entzündlich

7623.06.18

Liste von Kältemitteln gemäß ASHRAE – 2017ohne Anspruch auf Vollständigkeit

Number Chemical Name Chemical Formula Ethane Series

R-113 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane CCl₂FCClF₂ R-114 1,2-dichloro-1,1,2,2-tetrafluoromethane CClF₂CClF₂ R-115 chloropentafluoroethane CClF₂CF₃ R-116 hexafluoroethane CF₃CF₃ R-123 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane CHCl₂CF₃ R-124 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane CHClFCF₃ R-125 pentafluoroethane CHF₂CF₃ R-134a 1,1,1,2-tetrafluoroethane CH₂FCF₃ R-141b 1,1-dichloro-1-fluoroethane CH₃CCl₂F R-142b 1-chloro-1,1-difluoroethane CH₃CClF₂ R-143a 1,1,1-trifluoroethane CH₃CF₃ R-152a 1,1-difluoroethane CH₃CHF₂ R-170 ethane CH₃CH₃

7723.06.18


Number Chemical Name Chemical Formula Methane Series

R-R-11 trichlorofluoromethane CCl₃F R-12 dichlorodifluoromethane CCl₂F₂ R-12BR-1 bromochlorodifluoromethane CBrClF₂R-13 chlorotrifluoromethane CClF₃R-13BR-1 bromotrifluoromethane CBrF₃ R-14e tetrafluoromethane (carbon tetrafluoride) CF₄R-21 dichlorofluoromethane CHCl₂F R-22 chlorodifluoromethane CHClF₂ R-23 trifluoromethane CHF₃ R-30 dichloromethane (methylene chloride) CH₂Cl₂R-31 chlorofluoromethane CH₂ClF R-32 difluoromethane (methylene fluoride) CH₂F₂ R-40 chloromethane (methyl chloride) CH₃Cl R-41 fluoromethane (methyl fluoride) CH₃F R-50 methane CH₄

7823.06.18


Number Chemical Name Chemical Formula Ethers

E170 Dimethyl Ether CH₃OCH₃Number Chemical Name Chemical Formula Propane

R-218 octafluoropropane CF₃CF₂CF₃ R-227ea 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane CF₃CHFCF₃R-236fa 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane CF₃CH₂CF₃ R-245fa 1,1,1,3,3-pentafluoropropane CHF₂CH₂CF₃R-290 propane CH₃CH₂CH₃

Number Chemical Name Chemical Formula Cyclic Organic Compounds

C318 octafluorocyclobutane -(CF₂)₄- Miscellaneous Organic Compounds

7923.06.18


Number Chemical Name Chemical Formula hydrocarbons

R-600 butane CH₃CH₂CH₂CH₃ A3R-600a isobutane CH(CH₃)₂CH₃ A3 R-601 Pentane CH₃CH₂CH₂ CH₂CH₃R-601a Isopentane CH(CH₃)₂ CH₂CH₃

oxygen compounds R-610 ethyl ether CH₃CH₂ OCH₂CH₃ R-611 methyl formate HCOOCH₃

sulfur compounds 620 (Reserved for future assignment)

Number Chemical Name Chemical Formula Nitrogen Compounds

R-630 methyl amine CH₃NH₂ R-631 ethyl amine CH₃CH₂(NH₂)

8023.06.18


Number Chemical Name Chemical Formula Inorganic Compounds

R-702 hydrogen H₂ R-704 helium He R-717 ammonia NH₃ R-718 water H₂O R-720 neon Ne R-728 nitrogen N₂ R-732 oxygen O₂ R-740 argon Ar R-744 carbon dioxide CO₂R-744A nitrous oxide N₂O R-764 sulfur dioxide SO₂

Number Chemical Name Chemical Formula Unsaturated Organic Compounds

R-1150 ethene (ethylene) CH₂=CH₂R-1234yf 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene CF₃CF=CH₂R-1234ze(E)trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene CF₃CH=CHFR-1270 propene (propylene) CH₃CH=CH₂

8123.06.18


Number Refrigerant Composition (Mass % ) Zeotropes

1 R-400

2 R-401A R-22/152a/124 (53.0/13.0/34.0) 3 R-401B R-22/152a/124 (61.0/11.0/28.0 4 R-401C R-22/152a/124 (33.0/15.0/52.0) 5 R-402A R-125/290/22 (60.0/2.0/38.0) 6 R-402B R-125/290/22 (38.0/2.0/60.0) 7 R-403A R-290/22/218 (5.0/75.0/20.0) 8 R-403B R-290/22/218 (5.0/56.0/39.0) 9 R-404A R-125/143a/134a (44.0/52.0/4.0)

10 R-405A R-22/152a/142b/C318 (45.0/7.0/5.5/42.5) 11 R-406A R-22/600a/142b (55.0/4.0/41.0) 12 R-407A R-32/125/134a (20.0/40.0/40.0) 13 R-407B R-32/125/134a (10.0/70.0/20.0) 14 R-407C R-32/125/134a (23.0/25.0/52.0) 15 R-407D R-32/125/134a (15.0/15.0/70.0) 16 R-407E R-32/125/134a (25.0/15.0/60.0) 17 R-407F R-32/125/134a (30.0/30.0/40.0)

R-12/114 (must be specified) (50.0/50.0) (60.0/40.0)

18 R-407G R-32/125/134a (2.5/2.5/95.0) 19 R-407H R-32/125/134a (32.5/15.0/52.5) 20 R-408A R-125/143a/22 (7.0/46.0/47.0) 21 R-409A R-22/124/142b (60.0/25.0/15.0) 22 R-409B R-22/124/142b (65.0/25.0/10.0) 23 R-410A R-32/125 (50.0/50.0) 24 R-410B R-32/125 (45.0/55.0) 25 R-411A R-1270/22/152a) (1.5/87.5/11.0) 26 R-411B R-1270/22/152a (3.0/94.0/3.0) 27 R-412A R-22/218/143b (70.0/5.0/25.0 k 28 R-413A R-218/134a/600a (9.0/88.0/3.0) 29 R-414A R-22/124/600a/142b (51.0/28.5/4.0/16.5) 30 R-414B R-22/124/600a/142b (50.0/39.0/1.5/9.5) 31 R-415A R-22/152a (82.0/18.0) 32 R-415B R-22/152a (25.0/75.0) 33 R-416A R-134a/124/600 (59.0/39.5/1.5) 34 R-417A R-125/134a/600 (46.6/50.0/3.4) 35 R-417B R-125/134a/600 (79.0/18.3/2.7) 36 R-417C R-125/134a/600 (19.5/78.8/1.7)

8223.06.18


37 R-418A R-290/22/152a (1.5/96.0/2.5) 38 R-419A R-125/134a/E170 (77.0/19.0/4.0) 39 R-419B R-125/134a/E170 (48.5/48.0/3.5) 40 R-420A R-134a/142b (88.0/12.0) 41 R-421A R-125/134a (58.0/42.0) 42 R-421B R-125/134a (85.0/15.0) 43 R-422A R-125/134a/600a (85.1/11.5/3.4) 44 R-422B R-125/134a/600a (55.0/42.0/3.0) 45 R-422C R-125/134a/600a (82.0/15.0/3.0) 46 R-422D R-125/134a/600a (65.1/31.5/3.4) 47 R-422E R-125/134a/600a (58.0/39.3/2.7) 48 R-423A 134a/227ea (52.5/47.5) 49 R-424A R-125/134a/600a/600/601a (50.5/47.0/0.9/1.0/0.6) 50 R-425A R-32/134a/227ea (18.5/69.5/12) 51 R-426A R-125/134a/600/601a (5.1/93.0/1.3/0.6) 52 R-427A R-32/125/143a/134a (15.0/25.0/10.0/50.0) 53 R-428A R-125/143a/290/600a (77.5/20.0/0.6/1.9) 54 R-429A R-E170/152a/600a (60.0/10.0/30.0) 55 R-430A R-152a/600a (76.0/24.0)

56 R-431A R-290/152a (71.0/29.0) 57 R-432A R-1270/E170 (80.0/20.0) 58 R-433A R-1270/290 (30.0/70.0) 59 R-433B R-1270/290 (5.0/95.0) 60 R-433C R-1270/290 (25.0/75.0) 61 R-434A R-125/143a/134a/600a 62 R-435A R-E170/152a (80.0/20.0) 63 R-436A R-290/600a (56.0/44.0) 64 R-436B R-290/600a (52.0/48.0) 65 R-437A R-125/134a/600/601 (19.5/78.5/1.4/0.6) 66 R-438A R-32/125/134a/600/601a (8.5/45.0/44.2/1.7/0.6) 67 R-439A R-32/125/600a (50.0/47.0/3.0) 68 R-440A R-290/134a/152a (0.6/1.6/97.8) 69 R-441A R-170/290/600a/600 (3.1/54.8/6.0/36.1) 70 R-442A R-32/125/134a/152a/227ea (31.0/31.0/30.0/3.0/5.0) 71 R-443A R-1270/290/600a (55.0/40.0/5.0) 72 R-444A R-32/152a/1234ze(E) (12.0/5.0/83.0) 73 R-445A R-744/134a/1234ze(E) (6.0/9.0/85.0)

8323.06.18


74 R-447B R-32/125/1234ze (E) (68.0/8.0/24.0) 75 R-449C R-32/125/1234yf/134a (20.0/20.0/31.0/29.0) 76 R-452B R-32/125/1234yf (67.0/7.0/26.0) 77 R-452C R-32/125/1234yf (12.5/61.0/26.5) 78 R-454C R-32/1234yf (21.5/78.5) 79 R-455A R-744/32/1234yf (3.0/21.5/75.5) 80 R-456A R-32/134a/1234ze(E) (6.0/45.0/49.0) 81 R-457A R-32/1234yf/152a (18.0/70.0/12.0) 82 R-458A R-32/125/134a/227ea/236fa (20.5/4.0/61.4/13.5/0.6) 83 R-459A R-32/1234yf/1234ze(E) (68.0/26.0/6.0) 84 R-459B LTR 11: R-32/1234yf/1234ze(E) (21.0/69.0/10.0) 85 R-460B LTR4X10: R-32/125/134a/1234ze(E) (28.0/25.0/20.0/27.0) 86 R-461A LTR 10: R-32/125/134a/1234ze(E) (12.0/52.0/14.0/22.0)

Number Refrigerant Composition (Mass % ) Azeotropes

1 R-500 R-12/152a (73.8/26.2) 2 R-501 R-22/12 (75.0/25.0) 3 R-502 R-22/115 (48.8/51.2) 4 R-503 R-23/13 (40.1/59.9) 5 R-504 R-32/115 (48.2/51.8) 6 R-505 R-12/31 (78.0/22.0) 7 R-506 R-31/114 (55.1/44.9) 8 R-507A R-125/143a (50.0/50.0) 9 R-508A R-23/116 (39.0/61.0)

10 R-508B R-23/116 (46.0/54.0) 11 R-509A R-22/218 (44.0/56.0) 12 R-510A R-E170/600a (88.0/12.0) 13 R-511A R-290/152a (95.0/5.0) 14 R-512A R-134a/152a (5.0/95.0) 15 R-513B R-1234yf/134a (58.5/41.5) 16 R-514A R-1336mzz(Z)/1130(E) (74.7/25.3) 17 R-515A R-1234ze (E)/227ea (88.0/12.0)

8423.06.18

Zusammenfassung – Liste von Kältemitteln

Verfügbare Kältemittel● Anzahl ist sehr hoch● regelmäßig „entwickelt“ die chemische Industrie

neue Gemische mit neuen Eigenschaften● Unterschiede hinsichtlich

— GWP— Dampfdruckkurve— Effizienz— Brennbarkeit

● Zusammensetzung— HFO + HFKW (+ CO₂) + KW

Problem● zukünftige Verfügbarkeit und Preise, wenn HFKW

– nicht mehr oder – kaum noch produziert werden?

Eigenschaften von R-1234yf (HFO)● GWP < 1 (2014), schwer entflammbar● Ersatz für R-134a (Klima-Anwendungen)● im Brandfall und an heißen Oberflächen entstehen

Fluorwasserstoff und Carbonylfluorid● in der Atmosphäre: Zerfall in wenigen Tagen zu

Trifluoressigsäure (TFA)— wassergefährend— schwer abbaubar (persistent)

● → Kontamination von Böden und Gewässern● gemäß Umweltbundesamt

— Trinkwasser in Deutschland mit TFA-Gehalten nahe oder über den gesundheitlichen Orientierungswerten

— TFA ist mit üblichen Reinigungsverfahren nicht aus Wasser entfernbar

● R-1234yf: dauerhafte Lösung?

8523.06.18

Zwischenergebnis: Kältemittel

F-Gase-Verordnung und Kigali-Amendment bewirken● Ausstieg aus den HFKW-“Sicherheits“kältemitteln● Verwendung von HFO oder● Verwendung brennbarerer, giftigerer oder Höchstdruck-Kältemittel,● Bezeichung aus Gründen der politischen Vermarktbarkeit als: „natürliche Kältemittel“

Optionen und Konsequenzen● Verwendung „natürlicher“ Kältemittel● Zusatzkosten für Sicherheitstechnik● weitere Potenziale?

8623.06.18

Anlagenkonzeptefür brennbare/giftige Kältemittel

8723.06.18

Stand der Kältetechnik mit (treibhauswirksamen) SicherheitskältemittelnDirekte Systeme

Gebäudesituation

● Kältetechnik innerhalb des Gebäudes:— Verdampfer — Verdichter— Expansionsorgan

● Kältetechnik außerhalb des Gebäudes:— Verflüssiger

● Sicherheitskältemittel (nicht-brennbar)— innerhalb und außerhalb des Gebäudes— lange Kältemittelleitungen → hohe Füllmengen— div. Fügestellen → hohe Leckwahrscheinlichkeit— → hohe Leckmengen

8823.06.18

Kältetechnik mit indirekten Systemen – luftgekühlt

Gebäudesituation● Separierung der Kälteanlage außerhalb des Gebäudes

— mit Verdichter, Verdampfer, Expansionsorgan(Bezeichnungen: Flüssigkeitskühlsatz, Chiller)

● Kältemittelleitungen— zum Verflüssiger und zurück

● Kühlsolekreislauf mit großem Leitungsdurchmesser— und zusätzlichem Wärmeübertrager + Umwälzpumpe

zum Luft- (oder Flüssigkeits)kühler innerhalb des Gebäudes— hohes Kühlsolevolumen

● Kältemittel (brennbar, giftig)— innerhalb und außerhalb der Kapselung— kurze Kältemittelleitungen → geringe Füllmengen— → geringe Leckmengen

8923.06.18

Kältetechnik mit indirekten Systemen – flüssigkeitsgekühlt

Gebäudesituation● Kapselung der Kälteanlage

außerhalb oder innerhalb des Gebäudes— mit Verdichter, Verdampfer, Expansionsorgan

(Bezeichnung: Flüssigkeitskühlsatz)

● Kühlmittelkreislauf mit großem Leitungsdurchmesser— und zusätzlichem Wärmeübertrager + Umwälzpumpe

zum Rückkühler außerhalb des Gebäudes (bzw. Kapselung)

● Kühlmittelkreislauf mit großem Leitungsdurchmesser— und zusätzlichem Wärmeübertrager + Umwälzpumpe

zum Luft- (oder Flüssigkeits)kühler innerhalb des Gebäudes— hohes Kühlmittelvolumen

● Kältemittel (brennbar, giftig)— nur innerhalb der Kapselung— kurze Kältemittelleitungen → geringe Füllmengen— → geringe Leckmengen

9023.06.18

Kältetechnik mit brennbaren/giftigen KältemittelnGebäudesituation für indirekte Systeme

Technischer Mehraufwand● Kapselung der Kälteanlagen● Wärmeübertrager: Verflüssiger/Sole

(nur bei flüssigkeitsgekühlten Systemen) ● Wärmeübertrager: Verdampfer/Sole● Dämmung der Soleleitungen● Ventile bei mehreren Kühlstellen (nicht dargestellt) ● Umwälzpumpen● Sole, oft im m³-Bereich (Wasser/Frostschutz);

Vorteil: Kältespeicherung überbrückt Hochlastzeiten● Explosionsschutz● Zwangsbelüftung mit Ventilator (nicht gezeichnet)● komplexere Regelung

9123.06.18

Kältetechnik mit brennbaren/giftigen Kältemitteln

Ergänzung durch thermische Speicher ● Wasser, Phasenwechselspeicher (Eis, Paraffin etc.)● Wärme

— Auskopplung aus Kühlmittel-Kreislauf;Installation nachträglich möglich

— Auskopplung auch nach Verdichter möglich— zeitversetzte Verwendung für Raumheizung, Warmwasser

● Kälte— Auskopplung nach Verdampfer;

Installation nachträglich möglich

Nutzen im Rahmen der Energiewende● Speicherung fluktuierender Energien● → Entlastung elektrischer Netze● Eigenversorgung möglich (PV, Windkraft)

9223.06.18

Zukünftige Kältetechnik mit brennbaren/giftigen KältemittelnGebäudesituation für indirekte Systeme

Eigenschaften im Vergleich zu direkten Systemen

● Mehraufwand erhöht Kosten (s. o.)

● geringere Kältemittelfüllmenge und kurze Kältemittelleitungen verringern Leckagen

● Sole-Leitungen enthalten großes Volumen (teilweise im m³-Bereich) und damit viel Energie;durch Pufferwirkung: Reduktion der erforderlichen Kälteleistung

● Energieverbrauch— Erhöhung durch Wärmedurchgänge und Umwälzpumpen— evtl. Minderung durch effizientes Kältemittel (Stoffdaten)— belastbare Allgemein-Aussagen nicht möglich

9323.06.18

Ausnahme Direktverdampfung: CO₂-Booster-Supermarkt-KälteanlagenSchaltungsbeispiel (kk, 7/2012, Blachnik)

Wesentliche Eigenschaften● CO₂-Booster-Schaltung: Stand der Technik 2017● Kältemittel-Sammler● 2 innere Wärmeübertrager● Ölabscheide-System (wgn. Wärmeübergang)● aufwendige Regelungstechnik● Sicherheitstechnik für Überdruck (bei Stillstand)● Kältemittel-Leckagen (?)● Verkaufskühlmöbel verglast (Suffizienz)● Gaskühlung/Verflüssigung

— auf dem Gebäudedach: hohe Umgebungstempera-turen → Effizienzverluste

— via Betonkernaktivierung (Bodenplatte): niedrige Temperaturen → Effizienzgewinne

● Komplexe Technik

CO₂CO₂

NK TK

9423.06.18

Die „Kälte-Richtlinie“des Bundesumweltministeriums

9523.06.18

Bisherige Fördermaßnahmen des Bundesumweltministeriums

Version 1● 1a: vom 18. Juni 2008● 1b: vom 1. Januar 2009 (keine Änderungen, nur Verlängerung von 1a)

Version 2● 2a: vom 1. Januar 2014 (Umstellung: Effizienzpunkte-System …)● 2b: vom 23. Februar 2015 (Ergänzungen: „2.3 Verfahrensvorschriften …“, EU)● 2c: zum 1. Oktober 2015 (Erweiterung Antragstellerkreis etc.)

Version 3● 3a: vom 1. Januar 2017 (Umstellung: Festbetrags-Förderung, System-Effizienz …)● … : Gültigkeitsdauer der Richtlinie ist begrenzt, Änderungen vorbehalten

9623.06.18

Bisherige Förderungen 2008 – 2015 Dezember 2015, BAFA

114

424

542

440Förderung BMUB,Investitionen Betreiber

Minderung (ca.) derTreibhausgase-Emissionen

Minderung (ca.) desElektroenergieverbrauchs

Mio. Euro

Mio. kg CO₂-äq/a

Mio. kWh/a

Emissionen von 360.000 PKW,10.000 km/a; 120 g CO₂/km

Elektroenergieverbrauch von 175.000 Durchschnittshaushalten

9723.06.18

AntragsberechtigungKap. 2 der Richtlinie

Antragsberechtigt sind● Eigentümer, Pächter oder Mieter des Grundstücks mit der Kälteanlage● Energiedienstleistungsunternehmen (Kontraktor), das vom Eigentümer, Pächter oder Mieter des Grundstücks

beauftragt ist● gemeinnützige Organisationen, Kommunen, kommunale Gebietskörperschaften, Zweckverbände und

Eigenbetriebe, Schulen, Krankenhäuser sowie kirchliche Einrichtungen, unabhängig von der Gewinnerzielungsabsicht

Keine Förderung● bei laufendem Insolvenzverfahren● Verpflichtung zur Abgabe einer eidesstattlichen Versicherung

gemäß § 807 Zivilprozessordnung oder § 284 Abgabeordnung

9823.06.18

FördervoraussetzungenKap. 3.1.a der Richtlinie

Art der Anlagen

Kleine Kompressions-Kälteanlagen

– Ammoniakanlagen

– alle anderen Anlagen

Sorptionsanlagen

VorherigeRichtlinie

AktuelleRichtlinie

2 ≤ Pel ≤ 5 kW

Kompressions-Kälteanlagen Pel

5 ≤ Pel ≤ 150 kW5 ≤ Pel ≤ 200 kW

5 ≤ Pel ≤ 300 kW

Kompressions-Klimaanlagen einschl. Mono-Split-Klimaanlagen, Kältemittelfüllung ≤ 3 kg

sowie Heiz/Kühl-Systeme P

10 ≤ Pel ≤ 150 kW

5 ≤ Pel ≤ 150 kW

5 ≤ Pel ≤ 300 kW

5 ≤ Pel ≤ 300 kW

5 ≤ Q̇₀ ≤ 500 kW 5 ≤ Q̇₀ ≤ 500 kW

9923.06.18

Förderfähige Maßnahmen u. KältemittelanforderungenKap. 3.1.b der Richtlinie

Art der Maßnahme

Neuerrichtung von Anlagen

– kleine Kompressions-Kälteanlagen GWP ≤ 750

– alle anderen Anlagen halogenfrei halogenfrei

Vollsanierung von Bestandsanlagen GWP ≤ 2500

– Mono-Split-Klimaanlagen, Kältemittelfüllung < 3 kg GWP ≤ 750

– alle anderen Anlagen

– Supermarktanlagen GWP ≤ 1.500

– alle anderen Anlagen GWP ≤ 2.500

VorherigeRichtlinie

AktuelleRichtlinie

Vollsanierung von Bestandsanlagenmit Kältemittelumstellung

GWP ≤ 1.500

Teilsanierung von Bestandsanlagenmit oder ohne Kältemittelumstellung

10023.06.18

Neuerrichtung, Voll- und TeilsanierungKap. 3.1.b der Richtlinie

Eine Neuerrichtung einer Anlage erfolgt● an einem Standort ohne bisherige Kälteanlage

Eine Vollsanierung einer Anlage erfordert● den Austausch aller Hauptkomponenten einer bestehenden Anlage

● die Verwendung eines Kältemittels mit einem GWP ≤ 1500;

● bei Monosplit-Klimaanlagen: GWP ≤ 750

Eine Teilsanierung einer Anlage erfordert● den Austausch mindestens einer, aber nicht aller Komponenten oder Systeme

10123.06.18

Fördervoraussetzungen zur EnergieeffizienzKap. 3.1.c-d der Richtlinie

Kompressionsanlagen1. Leistungsregelung (40 – 100 %): mindestens ein Verdichter pro Stufe/Verbund2. Abtauvorrichtungen mit Bedarfsregelung3. große Wärmeübertragerflächen4. elektronische Expansionsventile und dazu passende Regelung, Winterregelung5. Verkaufskühlmöbel mit Nachtabdeckung oder Glas-/Kunststoff-Verkleidung6. Volumenstromregelung der Stoffströme von Kühlmittelkreisläufen7. alle Komponenten erfüllen mindestens die Öko-Design-Richtlinie der EU8. Installation eines Energiezählers, fünfjähriges Monitoring durch BAFA

● bei kleinen Kompressionsanlagen: nur Voraussetzung 1. und 2.● bei Teilsanierungen gelten die Voraussetzungen nur für die sanierten Komponenten

Sorptionsanlagen1. Antrieb über vorhandene Abwärmequelle oder neue Solarthermie-Anlage2. Σ Pel (Zusatzverbraucher) ≤ 8 % von Q̇₀; ohne P (Wasserverteilung)

10223.06.18

BonusförderungKap. 3.2 der Richtlinie

Voraussetzung● Umsetzung zusammen mit Basisförderung

Förderfähige Maßnahmen (miteinander kombinierbar)● Wärmespeicher mit Wärmeübertrager zur Abwärmenutzung● Wärmepumpen zur Abwärmenutzung (für Wärmespeicher)● Kältespeicher mit Wärmeübertrager● Freikühler mit Rohrleitungen, Pumpen, Tank, MSR-Technik● und gegebenenfalls zusätzlichem Wärmeübertrager

10323.06.18

Förderkonzept

nicht-rückzahlbarer Zuschuss für Kälte-, Klimaanlagen und thermische Speicher

Höhe der Förderung richtet sich nach● installierter Kälteleistung bzw. Kapazität eines Kälte- oder Wärmespeichers

installierte Leistung (kW)

Förd

erun

g (€

)

Förderung = A · C (1-B)

mit:C = Kälteleistung bzw. SpeicherkapazitätA, B = anwendungs-, anlagenspezifische Koeffizienten

10423.06.18

Koeffizienten der BasisförderungKap. 4.1 der Richtlinie

Koeffizienten bei:

Neuerrichtung Vollsanierung

Art der Anlage A B A B

Kleine Kompressions-Kälteanlagen 1.025 0,4052 768,8 0,4052

Kompressions-Kälteanlagen 21.086 0,7579 21.086 0,7579 mit Ammoniak als Kältemittel

Kompressions-Kälteanlagen in Supermärkten 35.256 0,8623 26.442 0,8623

Kompressions-Kälteanlagen in der Gewerbe-, 1.025 0,4052 768,8 0,4052 Industriekälte und in sonstigen Anwendungen

Kompressionsanlagen in der Klimakälte 342,7 0,237 285,6 0,237

Kompressionsanlagen in der Klima- 856 0,4434 642 0,4434 und Prozesskälte (Flüssigkeitskühlsätze)

Sorptionskälteanlagen 4.188 0,5437 4.188 0,5437

Förderung=A· Q̇₀ (1−B)

10523.06.18

Koeffizienten der BonusförderungKap. 4.2 der Richtlinie

Art der Anlage C A B

Wärmespeicher mit Wärme- Wärmespeicherkapazität (kWh) 818 0,4592 übertrager zur Abwärmenutzung

Wärmepumpe zur Abwärme- Aufgenommener Nennwärmestrom 642 0,4434 nutzung (für Wärmespeicher) (Kälteleistung) der Wärmepumpe (kW)

Kältespeicher mit Wärmeübertrager Kältespeicherkapazität (kWh) 73 0,2911

Förderfähig sind Systeme zur Abwärmenutzung und Speicherung von Wärme und/oder Kälte

Förderung=A·C (1−B)

Bei Einsatz von Freikühlern erhöht sich die Basisförderung um 30 %Bei Vollsanierung erhöht sich die Basisförderung um 10 %, wenn der GWP des Kältemittels ≤ 750Für die Basis- + Bonusförderung gilt eine Förderhöchstgrenze von insgesamt 150.000 Euro pro Maßnahme.

10623.06.18

Höhe der Förderung bei TeilsanierungKap. 4.1 der Richtlinie

Maßnahme

Austausch des/der Verdichter(s) 35 %

Austausch des/der Verflüssiger(s) / Kühlturm(s) 15 %

Austausch des/der Verdampfer(s) / Luftkühler(s) 15 %

Austausch der MSR-Technik 15 %

Zuschuss-anteil

… ergibt sich anteilig aus dem für die Vollsanierung ermittelten Förderbetrag:

10723.06.18

AntragstellungKap. 6.2 der Richtlinie

Antragstellung nur über Online-Formular (www.bafa.de)● behördliche Genehmigungen sind auf Verlangen vorzulegen● Konkretisierung der Richtlinie in einem Merkblatt● Allgemeine Informationen: www.klimaschutz.de/kaelte-klima-richtlinie

Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA)Frankfurter Straße 29-35, 65760 Eschborn bzw.Postfach 51 60, 65726 EschbornTel.: (06196) 908 1249Internet: http://www.bafa.deE-Mail: [email protected]

Nachhaltigkeit und Energieeffizienz in der Kälte- und Klimatechnik · 2018. 6. 28. ·...

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