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Kältemittel: Klimawunder ist Umweltkiller

Sie machen den Pkw für viele auch in der Sommerhitze zum Verkehrsmittel der Wahl: Klimaanlagen. Damit sie nicht zu klimaschädlich rödeln, wurde in vielen Ländern das alte Kältemittel R134a gegen das klimafreundlichere R1234yf ausgetauscht – auch hierzulande. Jetzt stellt sich heraus, dass R1234yf für die Umwelt bedenklich ist.

Aus Frankfurt am Main Joachim Wille

Hier muss die Luft sauber sein, denkt man – wo, wenn nicht hier? Das Jungfraujoch in den Schweizer Alpen liegt 3.580 Meter hoch, fern aller Großstädte, Industrie und Autobahnen. Die Messanlagen in der Forschungsstation, die dort oben steht, sind jedoch sehr genau – und sie stellen inzwischen immer häufiger Spuren von neuartigen Chemikalien in der Höhenluft fest. Es handelt sich um Stoffe mit komplizierten Bezeichnungen. Zum Beispiel R1234yf, R1234ze(E) oder R1233zd(E).

BildÖkologisch gesehen können es Auto-Klimaanlagen in sich haben. (Foto: DUH)

Es sind Kälte- und Schäumungsmittel, die in Klima- und Kühlanlagen oder bei der Herstellung von Kunststoffschäumen 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 erscheint wie bittere Ironie, waren sie doch als ökologische Hoffnungsträger eingeführt worden – allerdings in Sachen Klimaschutz.

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 1.300-mal höher als das des Klimagases Kohlendioxid. Das Umweltbundesamt (UBA) schätzt, dass pro Jahr allein in Deutschland rund 2.500 Tonnen des alten Kältemittels aus Pkw-Klimaanlagen 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, was per EU-Recht mit Start 2011 auch schrittweise geschah. Seit Anfang 2017 dürfen sämtliche neuen Pkw und kleinen Nutzfahrzeuge nur noch mit klimafreundlichen Kältemitteln ausgerüstet werden.

Neues Kältemittel wird zu Trifluoressigsäure

Für Klimaexperten ist das eine gute Nachricht, zumal es ähnliche Vorschriften auch in anderen wichtigen Automärkten wie den USA, Kanada, Japan oder Südkorea gibt. Nicht zuletzt die Luftmessungen der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) auf dem Jungfraujoch und in einer weiteren Station machen Umweltforschern jedoch 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. 2011 war das bei keiner Probe der Fall, 2014 bei 4,5 Prozent, 2016 bereits bei 31 Prozent. Auch bei dem neuen Kältemittel treten also Leckagen auf.

R1234yf zerfällt in der Atmosphäre bereits nach wenigen Tagen, allerdings entsteht dabei auch ein Schadstoff: 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.

Trinkwasseraufbereitung kann Salze nicht entfernen

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. Ihr Experte Vollmer gibt aber keine völlige Entwarnung. "Grundsätzlich sollte man derart langlebige Stoffe nicht in die Umwelt abgeben", sagt er. "Auf jeden Fall sollten die Konzentrationen von R1234yf in der Atmosphäre und von TFA im Regenwasser überwacht werden."

Betrachtet werden muss auch 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 alten Kältemittel R134a zurückzukehren verbietet sich aber, 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.

BildFüße aus dem Fenster halten ist nicht die einzige Kühltechnik im Pkw, die Klima und Umwelt schont – die Autos müssen aber entsprechend umgestellt werden. (Foto: Lisa Runnals/​Pixabay)

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, wobei giftige Flusssäure entstand. Bisher allerdings wird die neue Technik 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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