Kältemittel in Fahrzeugen

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Gebrauchsinformationen

Kältemittel sind zentrale Bestandteile moderner Autoklimaanlagen. In der Klimaanlage sorg es dafür, dass Wärme aus dem Fahrzeuginnenraum durch gekühlte frische Luft abgeführt wird. Ihre Kälteleistung und der Druck im Klimasystem bestimmen die Kühlleistung. Allerdings können ein unsachgemäßes Befüllen oder Nachfüllen mit ungeeigneten Stoffen zu Sicherheitsrisiken und einem erhöhten Treibhauspotenzial führen.

Da einige Kältemittel als klimaschädliche Treibhausgase gelten, regeln EU‑Richtlinien und Vorgaben der Fahrzeughersteller deren Einsatz in Neufahrzeugen, die Wartung durch Kfz‑Werkstätten sowie den Umgang mit Klimaservicegeräten und -Anlagen. Bei der Auswahl und Handhabung von Kältemitteln spielen Umweltaspekte wie Kohlendioxid‑Äquivalente, die Herkunft des Treibstoffs und die Kompatibilität mit Bauteilen eine ebenso große Rolle wie die praktische Funktion und Langlebigkeit der Klimaanlage.

Global warming potential (GWP)

Kältemittel sind ein wichtiger Bestandteil von z. B. Kühlschränken oder Klimaanlagen. Neben der Eigenschaft des Wärmetransports sind andere Faktoren für die Auswahl des Kältemittels entscheidend. Besonders wichtig ist dabei das GWP (Global Warming Potential). Dieser Wert gibt den Beitrag zum Treibhauseffekt über einen ausgewählten Zeitraum, meist 100 Jahre (GWP100), in Relation zu CO2 an. CO2 hat dabei ein GWP von 1.

Rechenbeispiel:

Das Kältemittel R-134a hat einen GWP von 1430 auf 100 Jahre, in einer Klimaanlage werden 800 g Kältemittel eingesetzt.

CO2-Äquivalent = GWP × Füllmenge R-134a

CO2-Äquivalent = 1430 × 800 g

CO2-Äquivalent = 1,144 t

Der Einsatz von 800 g Kältemittel entspricht also einem CO2-Ausstoß von 1,144 t in 100 Jahren, falls dieses in die Umwelt gelangt.

Je niedriger das GWP, desto besser. Dies trifft vor allem auf die natürlichen Kältemittel zu, während synthetische Kältemittel meist einen hohen GWP-Wert aufweisen.

Kältemittelgruppen

Kältemittel können laienhaft verkürzt in natürliche und synthetische Kältemittel unterschieden werden. Die natürlichen Kältemittel stellen dabei auch die älteste Gruppe der Kältemittel dar und gewinnen gegenwärtig wieder an Bedeutung, also z. B. Ammoniak (R-717), Kohlenstoffdioxid (R-744), Wasser (R-718) oder andere Kohlenwasserstoffe wie Butan (R-600) oder Propan (R-290).

Doch warum kommen diese aus der Anfangszeit der Kühlung stammenden Kältemittel wieder zum Einsatz?

Hier müssen die halogenierten und teilhalogenierten Kohlenwasserstoffe erwähnt werden: FCKW (Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff), FKW (Fluor-Kohlenwasserstoff), HFCKW (Hydrogen-Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff) und HFKW (Hydrogen-Fluor-Kohlenwasserstoff).

Diese halogenierten und teilhalogenierten Kohlenwasserstoffe haben neben vielen Vorteilen zwei entscheidende Nachteile:

einen enormen Treibhauseffekt, der die globale Erwärmung vorantreibt,
und die Beschädigung der Ozonschicht.

Daher wurde die Herstellung und Verwendung von FCKW nach dem Montreal-Protokoll von 1987 eingestellt und die Verwendung anderer Kältemittel eingeschränkt.

Kältemittel R-1234yf

R-1234yf, 2,3,3,3-Tetrafluorpropen, ist ein Kältemittel, das heute in vielen modernen Fahrzeugklimaanlagen zum Einsatz kommt. Das Kältemittel setzte sich insbesondere durch, nachdem R 134a für neu zugelassene Pkw in der Europäischen Union ab 2017 verboten wurde.

Der größte Vorteil von R-1234yf ist das GWP (Global Warming Potential) von unter 1. Wobei der Richtwert CO2 mit einem GWP von 1 ist. Einige Kältemittel weisen ein GWP von über 10.000 auf.

Damit ist R1234yf sehr klimafreundlich und greift die Ozonschicht nicht an.

R1234yf ist nicht unumstritten. Es ist entzündbar und zerfällt u. a. in Fluorwasserstoff, der mit Wasser zur extrem giftigen und ätzenden Flusssäure reagiert. Dabei sind schon geringe Mengen gefährlich. In flüssiger Form kann R1234yf bei Hautkontakt zu starken Erfrierungen führen.

Besonders hervorzuheben ist, dass es sich bei R-1234yf um PFAS (Per- und Polyfluoralkylsubstanzen) handelt. Eine Ewigkeitschemikalie, die, wenn sie einmal in die Umwelt gelangt ist, dort für immer verbleibt und auch nicht abgebaut wird.

In der Atmosphäre zerfällt R1234yf hauptsächlich zu Trifluoressigsäure, ebenfalls eine Ewigkeitschemikalie (PFAS). Trifluoressigsäure ist extrem wasserlöslich und gelangt durch Niederschläge in das Wasser. So wurden in den letzten Jahren immer höhere Werte im Wasser nachgewiesen.