F-Gas-Verordnung und das „Verbot“ von Monoblock-Wärmepumpen

Aktuell ändert die EU die Verordnung über fluorierte Treibhausgase (F-Gas-Verordnung), die unter anderem als Kältemittel in Wärmepumpen eingesetzt werden. Der Einsatz der F-Gase soll danach reduziert werden; ein Verbot von Monoblock-Wärmepumpen steht jedoch nicht zur Debatte. Das Gesetz sieht vor allem die Inverkehrbringer der F-Gase in der Pflicht.
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04.12.2023
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    Wärmepumpen sind deutlich umweltfreundlicher als Öl-, Gas- und andere Heizungen, die auf der Verbrennung fossiler Rohstoffe basieren. Die CO₂-Emissionen des alternativen Heizsystems liegen ca. 50 % unter denen fossiler Heizungen und es entstehen keinerlei Verbrennungsprodukte.  
     
    Zum Betrieb benötigen Wärmepumpen nur elektrischen Strom: Mit Hilfe eines Kältemittels entziehen sie z.B. der Außenluft Wärme, die sie dem Haushalt zur Verfügung stellen. In Wärmepumpen kommen sowohl synthetische als auch natürliche Kältemitteln zum Einsatz, wobei die synthetischen in Zukunft im Rahmen einer Novellierung der sogenannten F-Gas-Verordnung stärker reguliert werden sollen. Nachfolgend wird auf den Hintergrund sowie auf die Auswirkung der Novellierung insbesondere für Wärmepumpen-Besitzer eingegangen. 

    Kältemittel in der Wärmepumpe
    Funktion Kältemittel

    Wofür wird das Kältemittel in der Wärmepumpe benötigt?

    Das Prinzip der Wärmepumpe ist das eines „umgekehrten Kühlschrankes“. Das heißt konkret: Während der Kühlschrank die Wärme aus dem Inneren (des Kühlschrankes) nach Außen (in die Umgebung) transportiert, befördert die Wärmepumpe die Wärmeenergie der Außenluft (Luft-Luft- oder Luft-Wasser-Wärmpumpen), von Wasser (Wasser-Wasser-Wärmepumpen) oder aus der Erde (Sole-Wasser-Wärmepumpen, Geothermie) nach Innen ins Haus, damit wir es schön warm haben. Der Prozess ist bei Kühlschrank und Wärmepumpe jedoch der gleiche. “Träger” der zu transportierenden Wärme ist das Kältemittel, ein leicht zu verflüssigendes Gas, welches die Wärme an einem Ort bei Kompression aufnimmt und am anderen bei Entspannung wieder abgibt. Das Kältemittel ist also zentraler Bestandteil von Wärmepumpe, Kühlschrank und auch von Klimaanlagen. Ohne das Gas funktionieren alle diese Geräte nicht.  

    Welche Kältemittel gibt es? 

    Als Kältemittel kann eine Reihe an Gasen eingesetzt werden, so z.B. Ammoniak, Kohlendioxid, Ethan, Propan oder Butan (natürliche Kältemittel) aber auch halogenierte Kohlenwasserstoffe (synthetische Kältemittel). Neben ihren konkreten physikalischen Eigenschaften wie Siedepunkt und Verdampfungswärme unterscheiden sich die Kältemittel vor allem in ihrem relativen Treibhauspotential, international als „global warming potential“ bzw. GWP bezeichnet. Alternativ wird auch die Bezeichnung CO₂-Äquivalente verwendet.  

    GWP bzw. CO₂-Äquivalent beschreiben den relativen Beitrag zum Treibhauseffekt. Die Zahl gibt an, wie viel Mal schädlicher als CO₂ das betrachtete Gas für die Atmosphäre ist (genau: welchen Effekt ein Kilogramm des Treibhausgases nach Freisetzung innerhalb von 100 Jahren im Vergleich zur selben Menge CO₂ hat). 1 kg Methan z.B. hat die gleiche Wirkung wie 28 kg Kohlendioxid (GWP = 28). 

    Begriff F-Gase

    Was sind F-Gase?

    F-Gas ist eine Bezeichnung für fluorierte Kohlenwasserstoffe, die als Treibhausgase wirken können. Die einfachste Kohlenwasserstoffverbindung ist beispielsweise das bereits erwähnte Methan, das aus einem Kohlenstoff- und vier Wasserstoffatomen besteht. Werden zwei der Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt, erhält man Difluormethan, das als Kältemittel unter der Bezeichnung R32 bekannt ist. Difluormethan fällt als fluorierter Kohlenwasserstoff somit unter die F-Gas Verordnung. 

    Die erste Fassung der F-Gas-Verordnung trat 2014 in Kraft und schränkte erstmals das Inverkehrbringen von F-Gasen ein. Betroffen waren hier jedoch hauptsächlich Haushaltskühlschränke, Gefriergeräte und Klimageräte etc. Mit der aktuellen Novelle der Verordnung rücken nun auch die mit den F-Gasen als Kältemittel ausgerüsteten Wärmepumpen mehr in den Fokus. Welche in den Geräten genutzten Verbindungen nach der Verordnung begrenzt oder ersetzt werden müssen, hängt wesentlich von deren Treibhauspotential (GWP) ab.  

    F-Gas in Wärmepumpe
    Novelle der F-Gas-Verordnung

    Die neue F-Gas-Verordnung der Europäischen Union

    Im Oktober 2023 veröffentlichte der EU-Rat einen Entwurf für eine neue F-Gas-Verordnung. Dem Text müssen Europäisches Parlament und Rat noch formal zustimmen, bevor die neuen Regelungen Inkrafttreten können - grundlegende Änderungen sind aber nicht zu erwarten.  

    Die Novelle der F-Gas-Verordnung verschärft die Vorschriften zur Verwendung und zum Inverkehrbringen von fluorierten Gasen und ozonabbauenden Stoffen deutlich. Mit der Novelle werden neue Beschränkungen eingeführt, die sicherstellen sollen, dass F-Gase nur in neuen Geräten verwendet werden, für die es keine geeigneten Alternativen gibt, oder, dass nur die klimafreundlichsten F-Gase verwendet werden.  

    F-Gase in Wärmepumpen

    Wärmepumpen und die F-Gas-Verordnung

    Wie bereits erwähnt, waren Wärmepumpen von der F-Gas-Verordnung bisher nur in einem sehr geringen Maß betroffen. Ein „Phase down“, sprich eine stufenweise Mengenbeschränkungen des Einsatzes als Kältemittel gab den Herstellern die Möglichkeit, ihre Wärmepumpen den Vorgaben entsprechend anzupassen.  

    Mit der aktuell verhandelten Novelle der F-Gas-Verordnung werden die Rahmenbedingungen für Wärmepumpen mit HFKW-Kältemitteln in den kommenden Jahren strenger werden. Momentan stehen verschiedene Forderungen auf der Agenda

    Muss aufgrund der Novelle der F-Gas-Verordnung die Wärmepumpe getauscht werden? 

    Bei Wärmepumpen muss unterscheiden werden zwischen „Inverkehrbringer“ und „Betreiber“. Inverkehrbringer sind die Firmen und Händler, die die Wärmepumpen herstellen, importieren oder verkaufen. Betreiber sind die Nutzerinnen und Nutzer, die eine Wärmepumpe in ihrem Haushalt aufstellen. Die aktuell angedachten Verbote beziehen sich alle auf das Inverkehrbringen von Wärmepumpen. Wer eine Wärmepumpe mit „verbotenem“ Kältemittel nutzt, braucht sich keine Sorgen machen, dass diese kurzfristig ausgetauscht werden muss. Insbesondere bei Monoblock-Wärmepumpen mit einem geschlossenen Kältemittel-Kreislauf besteht kein Interesse des Gesetzgebers, den Einsatz dieser Geräte weniger attraktiv zu machen. 

    Für Betreiber von Wärmepumpen können jedoch Vorschriften zu Dichtheitskontrollen gelten. Diese werden allerdings erst relevant, wenn eine Wärmepumpe mit mindestens 5 Tonnen CO₂-Äquivalente fluorierter Treibhausgase befüllt wurde (10 t CO₂-Äquivalente im Falle hermetisch geschlossener Einrichtungen mit entsprechender Kennzeichnung).  

    Wärmepumpen für einen typischen Haushalt sind davon nicht betroffen. Diese enthalten im Schnitt einige wenige Kilogramm Kältemittel. Bei der Stiebel Eltron-Wärmepumpe WPL-A 07 HK 230 Premium sind es zum Beispiel 3kg R454c mit einem GWP von 148. Dies entspräche, bei Freisetzung in die Atmosphäre, 0,44t CO₂-Äquivalenten. Dies liegt weit unter den diskutierten Grenzwerten. Zudem setzt eine konventionelle Verbrenner-Heizung ein Vielfaches dieser Treibhausgas-Menge frei: Bei einem Jahresverbrauch von 20.000 kWh Gas werden ungefähr 3-4t CO₂ pro Jahr ausgestoßen.

    Ein Verbot von Wärmepumpen steht nicht zur Debatte

    Welche Kältemittel kommen in Wärmepumpen zum Einsatz? 

    Für Wärmepumpen kommen derzeit hauptsächlich künstlich hergestellte Kältemittel zum Einsatz, die meisten davon sind teilhalogenisierte Kohlenwasserstoffe (HFKW, F-Gase). Diese Kältemittel haben eine hohe Wirkung als Treibhausgas, so z.B. das häufig eingesetzte R410A mit einem Treibhauspotential von 2.000. Eine Untergruppe der HFKW sind die Hydrofluorolefine (HFO), die zwar nur einen geringen GWP haben aber leicht zerfallen. Die Abbauprodukte bergen Risiken für Mensch und Umwelt.  

    Um bestimmte physikalische Eigenschaften zu erreichen, werden für die Kältemittel in Wärmepumpen häufig Mischungen der F-Gase verwendet. Häufig eingesetzte Kältemittel in Wärmepumpen sind: 

    Kältemittel Zusammensetzung *Substanzgruppe Treibhauspotential 
    R410A 50% R32 (Difluormethan), 
    50% R125 (Pentafluorethan) 
    HFKW hoch
    R407C 52% R134a (Tetrafluoroethan),
    25% R125 (Pentafluorethan),
    23% R32 (Difluormethan) 
    HFKW hoch
    R32 Difluormethan HFKW mittel
    R134a Tetrafluoroethan HFKW mittel
    R454B/R454C Gemisch aus R32 (Difluormethan) und R 1234yf (2,3,3,3-Tetrafluorprop-1-en) HFKW niedrig
    R290  Propan KWsehr niedrig

    Quelle: Deutsche Umwelthilfe / * Datenblätter 

     

    Welche Kältemittel für Wärmepumpen werden verboten? 

    Es ist davon auszugehen, dass viele „konventionelle“ Kältemittel in Zukunft nicht mehr für Wärmepumpen eingesetzt werden dürfen, so zum Beispiel R410A. Als Alternative stehen hier andere F-Gase wie R454B oder R454C zur Verfügung, die viele Wärmepumpen-Hersteller auch schon für ihre Produkte verwenden.  

    Großes Potential sieht die Branche beim natürlichen Kältemittel Propan. Dank neuerer Entwicklungen kommen moderne Wärmepumpen mit geringen Mengen des brennbaren Gases aus, so dass die davon ausgehende Brandgefahr als sehr gering eingeschätzt werden kann. Seit Anfang 2023 belohnt der Gesetzgeber den Einsatz solcher Kältemittel in Wärmepumpen. Zusätzlich zum BAFA-Basiszuschuss gibt es beim Heizungstausch von der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) fünf Prozent obendrauf. Allerdings lässt sich Propan aus Sicherheitsgründen nicht überall einsetzen. Deshalb werden F-Gase voraussichtlich auch weiterhin im Einsatz bleiben. 

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    Fazit

    Wärmepumpen bieten eine günstige und umweltfreundliche Form des Heizens. Als Alternative zu fossilen Heizsystemen sparen Sie große Mengen an CO₂-Emissionen ein. Die in den Geräten enthaltenen F-Gase wirken zwar selbst als Treibhausgase, werden aber im Betrieb nicht freigesetzt und stellen somit keine Gefahr dar. Eine Pflicht zum Austausch älterer Wärmepumpen besteht daher nicht und ist auch längerfristig nicht zu erwarten.  

    Die meisten Pflichten und Regelungen der F-Gas Verordnung richten sich an die Hersteller und „Inverkehrbringer“. So werden diese dazu aufgefordert, Kältemittel mit einem hohen GWP zu ersetzen und ihren Einsatz, dort wo möglich, zu verringern. Zusätzliche Pflichten für die Nutzerinnen und Nutzern von insbesondere Monoblock-Wärmepumpen ergeben sich aus der F-Gas-Verordnung nicht. 

    Der Trend bei den Kältemitteln in Wärmepumpen geht in Richtung natürlicher Kältemittel wie Propan. Jedoch haben synthetische Kältemittel mit geringem GWP weiterhin ihre Daseinsberechtigung und sind manchmal sogar die einzige Wahl. Letztendlich haben Wärmepumpen unabhängig von ihrem GWP ein großes Potenzial, die Treibhausgasemissionen beim Heizen drastisch zu reduzieren.