Analyse von Kältemittel-Emissionen aus Kälte-/Klimaanlagen in Deutschland im Jahr 2023

• Vorbemerkung
• Einführung in die LEC-Statistik
• Zusammensetzung der erhobenen Daten
• Die Verteilung der Kältemittel auf Anlagentypen
• Welche Kältemittel befinden sich in den Anlagen?
• Einsatz von Kälte- und Klimaanlagen nach deren Anwendungsgebieten
• Emissionsraten von Kälte- und Klimaanlagen
• Durchschnittliche Leckagerate von Kälteanlagen (2019 bis 2023), bezogen auf die Art der Anwendung/Nutzung
• Jährliche Emissionen in t CO2-Äquivalent, die durch Leckagen bei Kälte- und Klimaanlagen hervorgerufen wurden
• Fazit und Ausblick

Aktuelle Analyse zu Emissionen aus Kälte- und Klimaanlagen von rund 60.000 Anlagenbetreibern mit mehr als 265.000 Kälte- und Klimaanlagen auf Basis der VDKF-LEC-Nutzerdaten

Anzeige

Vorbemerkung

Jedes Jahr erstellt der Verband Deutscher Kälte-Klima-Fachbetriebe (VDKF), Bonn, auf Basis seines Systems VDKF-LEC eine Statistik zu Kältemittelmengen, die in Deutschland für Kälte- und Klimaanlagen zu deren Neubefüllung, für Service und Wartung sowie für Umrüstungen bestehender Anlagen auf andere Kältemittel eingesetzt wurden. Der nachfolgende Beitrag betrachtet die Kältemitteldaten für das Jahr 2023 (Stichtag 20. März 2024) und enthält dazu Einschätzungen und Bewertungen des VDKF. Der Bericht ist in den Ausgaben Mai/Juni und Juli/August 2024 in der Zeitschrift VDKF Information erschienen.

Einführung in die LEC-Statistik

Zur Sicherstellung der geforderten und gesetzlich vorgeschriebenen Aufzeichnungspflichten sowohl für Kälte-Klima-Fachbetriebe als auch für Betreiber von Kälte- und Klimaanlagen setzen mittlerweile mehr als 1.100 Fachbetriebe und Anlagenbetreiber in Deutschland und in der EU auf VDKF-LEC (LEC = Leakage and Energy Control). Die 2004 auf den Markt gebrachte Branchensoftware wurde seitdem stetig weiterentwickelt, um die rechtssichere Dokumentation von Kälte- und Klimaanlagen in digitaler Form sicherzustellen.
2024 wurde VDKF-LEC komplett überarbeitet, mit neuen Funktionen ausgestattet und in ein neues Design überführt. Durch Verwenden der Branchensoftware können die geforderten Aufzeichnungspflichten für Fachbetriebe und Betreiber digital umgesetzt werden. Somit entfällt für diese Unternehmen die Verwendung des traditionellen analogen Papierlogbuches.
Die eindeutige Erfassung und Zuordnung einer Anlage erfolgt in LEC mit einer fortlaufenden neunstelligen Anlagennummer, welche für jede Anlage einmalig vergeben wird. Zu jeder Anlagennummer oder Anlage werden weitere spezifische Anlagendaten gespeichert, zum Beispiel Hersteller, Typ, Baujahr, Inbetriebnahmedatum, Kältemittelbezeichnung und -menge sowie der Standort der Anlage. Auch Mehrkreisanlagen können erfasst und genau identifiziert und zugordnet werden.

Zusammensetzung der erhobenen Daten

Die erhobenen Daten werden von Kälte-Klima-Fachbetrieben und Anlagenbetreibern auf freiwilliger Basis und anonymisiert in LEC übermittelt. Die Übertragung erfolgt verschlüsselt, sodass kein Dritter die Daten auswerten kann. Die Ergebnisse der Auswertung dienen dem VDKF unter anderem zur Interessenvertretung gegenüber Politik und Wirtschaft.

Die Auswertung der aktuellen Datensätze erfolgte zum Stichtag 20. März 2024 und betrachtet die Daten aus dem Jahr 2023. Aufgrund der Datenübermittlung der teilnehmenden Fachbetriebe können die vorliegenden Daten zum Stichtag der Auswertung differieren und können somit nicht ohne weiteres mit den Auswertungen der Vorjahre verglichen werden. In der Auswertung werden ausschließlich Daten zu Kälteanlagen mit dem Standort Deutschland betrachtet. Die Analysemöglichkeiten reichen von der Erfassung bis zur Verschrottung einer Anlage. Die Daten beinhalten sämtliche durch die Fachbetriebe erfassten Kältemittelmengen, welche zum Beispiel bei durchgeführten Service- und Wartungsarbeiten und den gesetzlich vorgeschriebenen Dichtigkeitsprüfungen in die Anlagen nachgefüllt wurden. Die festgestellten Leckageraten beinhalten immer sämtliche an der Anlage vorkommenden Ereignisse, wie schleichende Verluste oder auch komplette Verluste von Kältemitteln aufgrund von Havarien.

Die vorliegenden Daten wurden hinsichtlich verschiedener Kriterien analysiert, die nachfolgend beschrieben werden. Zum Stichtag der Auswertung lagen Datensätze von 59.647 Anlagenbetreibern mit 265.017 Kälte- und Klimaanlagen und einer Füllmenge von insgesamt 2.753 t Kältemitteln zugrunde.

Die Verteilung der Kältemittel auf Anlagentypen

Wie in Abbildung 1 dargestellt, sind 87 % der 265.017 erfassten Anlagen mit HFKW-Kältemitteln befüllt.

Dabei beträgt bei den HFKW-Kältemitteln deren Gesamtmenge rund 2.472 t. Die Kältemittelmenge der FCKW und HFCKW beträgt 165 t (4 % der Anlagen), die der sonstigen Kältemittel rund 9 t (7 % der Anlagen; darin enthalten sind auch die stillgelegten Anlagen, deren Füllmenge auf Null gesetzt wird). Mit einer Kältemittelmenge von rund 106 t der erfassten Anlagen sind lediglich knapp 2 % mit natürlichen oder laut VDKF „alternativen“ Kältemitteln gefüllt.

Im Vergleich zu den Statistiken der vergangenen Jahre ist laut VDKF weiterhin ein Anstieg an erfassten Anlagen mit alternativen Kältemitteln zu verzeichnen auch wenn es für diese derzeit keine direkte gesetzliche Pflicht zu regelmäßigen Dichtheitsprüfungen oder zum Führen eines Logbuchs gibt. Aufgrund der Betreiberpflicht für den sicheren Betrieb der Anlage empfiehlt sich jedoch eine Erfassung der alternativen Kältemittel in VDKF-LEC, da diese Kältemittel in der Regel brennbar oder giftig sind und somit weitergehende und schärfere Regelungen und Gesetze als für „Sicherheitskältemittel“ gelten. Hier sind Gefährdungsbeurteilungen und gegebenenfalls zusätzlich Brandschutz- und Ex-Schutz-Konzepte zu erstellen und dann umzusetzen. Die Beurteilungen und Konzepte dürften zum Schluss kommen, dass auch für diese Anlagen regelmäßige Kontrollen und Dichtigkeitsprüfungen erforderlich oder zumindest sehr sinnvoll sind.

Abbildung 2 zeigt die Verteilung der FKW- und HFKW-Anlagen nach t CO₂-Äquivalent (nachfolgend kurz CO₂eq) der Füllmenge.

Abbildung 2: Verteilung der FKW- und HFKW-Anlagen nach t CO₂-Äquivalent

Wie Abbildung 2 zu entnehmen ist, sind 35,9 % aller F-Gase-Anlagen aufgrund der geringen Füllmengen < 5 kg CO₂eq nach der F-Gase-Verordnung nicht prüfpflichtig. 54,5 % der Anlagen haben Füllmengen mit einem CO₂eq zwischen 5 t und 50 t und dementsprechend ein Prüfintervall von 12 Monaten. Mit 9,1 % ist die Anlagenanzahl bei den Anlagen mit einem CO₂eq von 50 t bis 500 t zu vorangegangenen Auswertungen konstant geblieben. Ebenfalls gab es bei Anlagen, bei denen ein Leckageerkennungssystem gesetzlich vorgeschrieben ist, mit 0,5 % keine signifikante Veränderung zum Vorjahr.

Welche Kältemittel befinden sich in den Anlagen?

Tabelle 1 enthält die kumulierten Kältemittelfüllmengen und die Anlagenanzahl je nach Art des Kältemittels.

Sowohl bei der Betrachtung der Anlagenanzahl als auch der Kältemittelfüllmenge liegt, wie bereits in den Erhebungen der früheren Jahre, mit Abstand das Kältemittel R410A (GWP 2.088) mit rund 23,5 % des Gesamtkältemittelanteils und etwa 38 % Anteil der in VDKF-LEC erfassten Anlagen an der Spitze. Im Vergleich zu vorangegangenen Auswertungen ist der prozentuelle Anteil an erfassten R410A-Anlagen nicht weiter gestiegen.
Mit mehr als 38.900 Anlagen, einer Gesamtfüllmenge von 534 t und einem Anteil von rund 14,7 % ist, ebenfalls wie in den Vorjahren, R134a (GWP 1.430) weiter an zweiter Stelle.
Darüber hinaus ist gegenüber den vergangenen Auswertungen der prozentuelle Anteil der gespeicherten R404A-Anlagen weiterhin gesunken.
Betrachtet man dementsprechend die Kältemittel, welche seit Anfang 2020 mit dem Verbot von Frischware für Anlagen ab einer Füllmenge von ≥ 40 t CO₂-äq betroffen sind (R404A, R422D und R 507A), ist hier gegenüber den vorherigen Auswertungen ein klarer Rückgang der Anlagenanzahl sowie der kumulierten Kältemittelmenge zu verzeichnen.
Festzuhalten ist zudem ein deutlicher prozentueller Rückgang der Anlagenanzahl mit dem Kältemittel R22, obwohl die Anzahl der erfassten Anlagen gestiegen ist. Dies ist vermutlich aufgrund der generell gestiegenen Anzahl erfasster Anlagen zurückzuführen. Positiv zu erwähnen ist, dass der Anteil an Anlagen mit natürlichen Kältemitteln ebenfalls weiterhin gestiegen ist.

Einsatz von Kälte- und Klimaanlagen nach deren Anwendungsgebieten

Wird das Anwendungsgebiet in Bezug zur jeweiligen Gesamtfüllmenge der Kältemittel und Anlagenanzahl betrachtet, liegt gemäß Tabelle 2 mit über 40 % der erfassten Anlagen der Hauptanteil weiterhin bei Split-Klimageräten. Es folgen Anlagen der Gewerbekälte mit mehr als 19 % und der Industriekälte mit etwa 12 % des Gesamtanteils.
Aufgrund der höheren durchschnittlichen Füllmenge und Anlagenanzahl liegt die Gewerbekälte bei der Gesamtfüllmenge mit knapp 34 % deutlich vorn, gefolgt von der Industriekälte mit etwa 24 %. Wie bei den Auswertungen der Vorjahre machen bei der Betrachtung des prozentualen Anteils der Gesamtfüllmenge die Industrie- und Gewerbekälte weiterhin fast 60 % aus. Im Vergleich zu vorherigen Auswertungen ist zwar die Anzahl der Split-Klimageräte sowie der Anlagen in der Transportkühlung gestiegen, jedoch bei der prozentuellen Betrachtung der Anlagenanzahl ungefähr gleichgeblieben. Dies ist auf die gestiegene Gesamtanzahl der in VDKF-LEC gespeicherten Anlagenanzahl zurückzuführen. Ein weiterer Anstieg der Anlagenanzahl und auch der Gesamtfüllmenge des Kältemittels, im Vergleich zu den Vorjahren, ist bei den Sonderanlagen zu verzeichnen.

Emissionsraten von Kälte- und Klimaanlagen

Nachfolgend werden in Tabelle 3 die durchschnittliche Gesamtfüllmenge und die durchschnittliche Gesamtmenge an freigesetzten Kältemitteln im Zeitraum 2019 bis 2023 betrachtet. Zudem wurde die durchschnittliche Leckagerate in diesem Zeitraum inklusive aller Havarien ermittelt.

Mit 9,65 t nachgefülltem Kältemittel liegt R404A auch 2023 bei der durchschnittlichen Gesamtmenge an freigesetztem Kältemittel der letzten fünf Jahre an der Spitze – die Menge ist im Vergleich zum Vorjahr jedoch um 12 % gesunken. Wie 2022 ist R407C mit 8,84 t nachgefülltem Kältemittel auf Rang zwei, gefolgt von R134a mit 8,17 t.
Die durchschnittlichen Leckageraten (Verhältnis von nachgefülltem Kältemittel zur Gesamtfüllmenge) variieren bei den verschiedenen Kältemitteln deutlich und liegen gemäß Tabelle 3 zwischen 0,16 % (R32) und 4,38 % (R449A).

Im Vergleich zum Vorjahr sind fast 30.000 Anlagen mehr in der LEC-Auswertung enthalten. Zur Statistik werden, wie zuvor erläutert, jedes Jahr unterschiedliche Anlagen betrachtet, was die Vergleichbarkeit erschwert. Die durchschnittliche Leckagerate, gemittelt über die in den vergangenen fünf Jahren erfassten Anlagen, liegt bei 1,66 %. Positiv zu erwähnen ist, dass das Kältemittel R410A mit der höchsten durchschnittlichen Gesamtfüllmenge eine der niedrigsten Leckageraten (0,72 %) im betrachteten Zeitraum aufweist.

Hervorzuheben ist an dieser Stelle, dass der Löwenanteil der Leckagen durch Havarien mit kompletten Kältemittelverlusten entsteht und nicht durch kleinere Undichtigkeiten und schleichende Leckagen. Als Havarie wird angesetzt, dass bei einer Anlage bei Service- und Wartungsarbeiten mehr als 50 % der Kältemittelmenge aufgefüllt wurden. Rechnet man diese havarierten Anlagen aus der durchschnittlichen Leckagerate heraus, liegt die durchschnittliche Leckagerate lediglich bei etwa 0,5 %.

Abbildung 3 zeigt die durchschnittliche Leckagerate aller in LEC betrachteten Anlagen für die Jahre 2019 bis 2023. Die durchschnittliche Leckagerate (inklusive Havarien) liegt 2023 bei 1,47 % und somit geringfügig höher als 2022.

Durchschnittliche Leckagerate von Kälteanlagen (2019 bis 2023), bezogen auf die Art der Anwendung/Nutzung

Tabelle 4 enthält eine Übersicht über die durchschnittlichen Leckageraten in Verbindung mit den Gesamtfüllmengen nach Anwendungsgebieten oder Arten der Nutzungen.

Wie in Tabelle 4 zu erkennen ist, liegt die Gewerbekälte mit 21,25 t durchschnittlich nachgefülltem Kältemittel bei einer durchschnittlichen Gesamtfüllmenge von 899,27 t Kältemittel im Zeitraum von 2019 bis 2023 wie die Jahre zuvor an der Spitze. Das entspricht einer durchschnittlichen Leckagerate von 2,38 %. Es folgt die Industriekälte mit einer Leckagerate von 1,96 %. Die Leckageraten von Splitklima- und VRF-Anlagen liegen deutlich unter 1 %.

Positiv zu erwähnen ist die im Verhältnis zu den vorherigen Auswertungen weiterhin gesunkene Leckagerate trotz einer gestiegenen durchschnittlichen Gesamtfüllmenge. Nur bei den Sonderanlagen ist ein leichter Anstieg bei der durchschnittlichen Leckagerate zu verzeichnen. Dies ist vermutlich auf die ebenso gestiegene Gesamtanzahl an erfassten Sonderanlagen zurückzuführen. Insgesamt ist im Vergleich zu vorherigen Auswertungen nach wie vor eine gesunkene durchschnittliche Leckagerate zu verzeichnen.

Jährliche Emissionen in t CO₂-Äquivalent, die durch Leckagen bei Kälte- und Klimaanlagen hervorgerufen wurden

Zur Ermittlung der Umweltbelastung in t CO₂eq pro Kältemittel, welche zum Beispiel durch Leckagen und Havarien entstanden sind, dienen die in der nachfolgenden Auswertung betrachteten Daten. Hier wird die durchschnittliche Gesamtmenge des jeweils nachgefüllten Kältemittels mit dem zugehörigen GWP-Wert (Global Warming Potential) des Kältemittels multipliziert. Abbildung 4 und Tabelle 5 zeigen die Kältemittel mit ihrem jeweiligen Anteil an der Umweltbelastung.

Wie Tabelle 5 zeigt, ist das Kältemittel R404A mit 37.831 t CO₂eq und einem Anteil von rund 42 % an der gesamten Umweltbelastung aller betrachteten Kältemittel führend (Reduzierung um 12 % gegenüber 2022). Die Hoch-GWP-Kältemittel R507A, R422D und R404A mit GWP ≥ 2.500 sind zusammen für fast 49 % aller Emissionen (in t CO₂eq) verantwortlich. Im Vergleich zur Auswertung von 2022 ist hier ein Rückgang um etwa 5 % festzustellen.

Wie in den letzten Auswertungen ist nach wie vor bei den Hoch-GWP-Kältemitteln ein Rückgang der durchschnittlichen Gesamtmenge an freigesetzten Kältemitteln zu erkennen, was weiterhin einen positiven Einfluss auf die Umweltbelastung hat. Zudem kann trotz der gestiegenen Anlagenanzahl in der Auswertung für 2023 ein leichter Rückgang der Treibhausgasemissionen im Vergleich zum Vorjahr festgestellt werden. Diese Veränderung hat vermutlich ihren Ursprung in der F-Gase-Verordnung mit Verwendungs- und Vermarktungsbeschränkungen für Hoch-GWP-Kältemittel.

Fazit und Ausblick

Wie die Daten der Auswertung belegen, kann trotz steigender Nutzer- und Anlagenzahlen in VDKF-LEC eine deutliche Reduzierung der Umweltbelastung durch den immer mehr zunehmenden Ausstieg aus den Hoch-GWP-Kältemitteln festgestellt werden. Ebenso kann ein weiterer Anstieg an Anlagen mit alternativen Kältemitteln in VDKF-LEC identifiziert werden, obwohl es für diese keine verpflichtenden Dichtheitskontrollen und Dokumentationspflichten auf Grundlage der F-Gase-Verordnung gibt.
Der Umgang mit alternativen Kältemitteln stellt die Branche weiterhin vor große (sicherheitstechnische) Herausforderungen, da diese entweder brennbar oder toxisch sind oder eine erstickende Wirkung haben. An ihnen führt jedoch mittelfristig kein Weg vorbei. Die im März 2024 in Kraft getretene novellierte F-Gase-Verordnung wird sich sicher weiter positiv auf die Emissionsreduzierung auswirken. Ob und in welchem Umfang das im Rahmen der REACH-Verordnung angestrebte Verbot der PFAS-Stoffgruppe, zu der die meisten fluorierten Kältemittel zählen, Auswirkungen auf die Verwendung von F-Gasen haben wird, ist zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht abzusehen.

Quelle: VDKF-Information, Ausgaben Mai/Juni und Juli/Auguste 2014. Der Beitrag wurde von Dr. Manfred Stahl für cci Wisensportal redigiert. (Stand: September 2024)

cci280246