Gefährliches Kältemittel in der Luft

Empa-Forscher messen auf dem Jungfraujoch eine neue Substanz aus der Fahrzeugindustrie. Der Stoff birgt Risiken.

Die Empa führt rund um die Uhr Schadstoffmessungen in der Höhenluft der Forschungsstation Jungfraujoch durch. Foto: HFSJG

Die Empa führt rund um die Uhr Schadstoffmessungen in der Höhenluft der Forschungsstation Jungfraujoch durch. Foto: HFSJG

Feedback

Tragen Sie mit Hinweisen zu diesem Artikel bei oder melden Sie uns Fehler.

Etwas Neues liegt in der Luft über dem Jungfraujoch. Die Forscher der Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa messen in der alpinen Forschungsstation seit 2013 immer mehr Spuren von neuen Kälte- und Schäumungsmitteln. Die Substanzen haben komplizierte Namen: Sie heissen HFC-1234yf, HFC-1234ze(E) oder HCFC-1233zd(E).

Im Fokus steht Tetrafluorpropen (HFC-1234yf), weil die Autoindustrie dieses klimaschonende Kältemittel im grossen Stil einsetzen möchte. Es soll das langlebige Treibhausgas R134a ersetzen, das bisher bei Auto-Klimaanlagen verwendet wird. Sein Beitrag zum Treibhauseffekt ist über 1400-mal höher als jener des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2), das allerdings in viel grösserer Menge in der Atmosphäre vorkommt. Die Empa ist derzeit das einzige Institut weltweit, das die neue Substanz Tetra­fluorpropen messen und dessen Ausbreitung verfolgen kann.

Grosses Geschäft für Industrie

Die Industrie scheint nun erstmals ein synthetisches Kühlmittel gefunden zu haben, das weder die Ozonschicht in der unteren Stratosphäre in 15 bis 30 Kilometer Höhe angreift noch zur Erderwärmung beiträgt. HFC-1234yf ist kurzlebig und verweilt nur wenige Tage bis Wochen in der Atmosphäre. Das Erwärmungspotenzial des Kältemittels ist theoretisch bezogen auf 100 Jahre nur viermal höher als CO2.

Die beiden amerikanischen Konzerne Honeywell und DuPont vertreiben das Kühlmittel unter den Namen Solstice yf beziehungsweise Opteon YF. Die Nachfrage nach Solstice steige exponentiell in der Autoindustrie, heisst es auf der Website von Honeywell. Bereits würden mehr als 20 Autohersteller das neue Kältemittel bei fast 80 Modellen einsetzen. Den Grund sieht die Firma in den Umweltvorschriften der EU und in den USA. Ähnliche Gesetzgebungen gebe es in anderen Märkten wie Japan und Südkorea.

So will die EU-Kommission klimaschädliche Chemikalien bei Neuwagen aus Europa ab 2017 verbieten. Honeywell wittert deshalb das grosse Geschäft: Bis Ende 2016 werden weltweit, so die Schätzung des Konzerns, mehr als 18 Millionen Fahrzeuge mit Solstice yf fahren. Als Vergleich: In Deutschland sind heute mehr als 44 Millionen Autos zugelassen. Honeywell hat rund 300 Millionen Dollar in den Ausbau der Produktion im Werk am bestehenden Standort des Unternehmens in Geismar,Louisiana, investiert. Die Zulassung für das neue Kältemittel gilt unter anderem in Europa, den USA, in Japan, Kanada und Korea.

Kühlmittel zerfällt zu neuem Schadstoff

Für die Klimaforscher ist diese Entwicklung eine gute Nachricht. Dennoch werden die Empa-Forscher die Ausbreitung der Substanz in den nächsten Jahren genau beobachten. Denn der neue Stoff ist nicht unproblematisch und stellt den Wissenschaftlern eine neue Aufgabe: Das Kühlmittel HFC-1234yf zerfällt zwar in der Luft sehr schnell – allerdings zu einem neuen Schadstoff, zu Trifluoressigsäure, die mit dem Regen ausgewaschen wird. Es ist ein extrem stabiles Molekül, das in der Natur nicht weiter abgebaut wird. Es kann sich mit dem Regenwasser in Gewässern anreichern. Auf bestimmte Algenarten wirkt die Säure ab einer gewissen Konzentration giftig.

Zwar zeigt eine weitere Empa-Studie, die in der Zeitschrift «Environmental, Science & Technology» publiziert wurde, dass die Konzentration vermutlich weit unter dem für Wasserlebewesen und Pflanzen kritischen Wert liegen wird – selbst wenn alle Fahrzeuge in Europa umgerüstet würden. «Grundsätzlich sollte man aber einen stabilen Stoff in der Umwelt erst langfristig messen», erklärt Empa-Forscher Martin Vollmer.

Brandereignisse ignoriert

Gegen das neue Kühlmittel sprechen zum heutigen Zeitpunkt jedoch weniger die ökologischen Bedenken als die negativen materialtechnischen Erfahrungen. Das deutsche Umweltbundesamt warf bereits im August 2014 dem Joint Re­search Center (JRC) vor, Brandereignisse mit Tetrafluorpropen zu ignorieren. Die Europäische Kommission hatte das Forschungsinstitut beauftragt, einen Projektbericht des deutschen Kraftfahrt-Bundesamts zu bewerten. Das Umweltbundesamt kritisiert, das JRC habe diverse Untersuchungen zu Brand­ereignissen, unter anderem Ergebnisse der Daimler AG, nicht berücksichtigt. Schon das Bundesamt für Materialforschung belegte gemäss einem Bericht des Umweltbundesamts, dass sich das neue Kältemittel im Brandfall und bereits bei hohen Temperaturen etwa im Motorraum entzünden kann und dabei giftiger Fluorwasserstoff entsteht.

Dies ist auch ein Grund dafür, dass Mercedes-Benz im Oktober des letzten Jahres bekannt gab, dass der Konzern ab 2017 für die S- und die E-Klasse als «weltweit erste» Serienautos CO2-Klimaanlagen anbietet. Das Treibhausgas als Kältemittel ist laut Umweltbundesamt gesamthaft betrachtet gegenüber den synthetischen Kältesubstanzen klima-freundlicher. Ein Umbau der gesamten Mercedes-Flotte ist allerdings nach Aussagen der Firma bis 2017 nicht möglich. Das heisst: Für die anderen Neuwagen kommt vorläufig das neue Kältemittel HFC-1234yf zum Einsatz – mit einer ganz speziellen Schutzeinrichtung, wie Mercedes-Benz meldet, welche bei einem Aufprallunfall einen Brand verhindern soll.

Noch ist die gemessene Menge an HFC-1234yf in der Atmosphäre extrem gering. Dennoch steigt die Zahl der Luftproben, in denen die Substanz – je nach Ursprung der Luftmasse – entdeckt wird. 2014 waren es 4,5 Prozent, im letzten Jahr bereits über 10 Prozent. Die Geräte auf dem Jungfraujoch messen automatisch alle zwei Stunden. Ebenso gibt es eine Messstelle an der Empa in Düben­dorf.

«Echtzeit»-Überwachung

Die Messungen seien inzwischen zu einem Frühwarnsystem geworden, sagt Martin Vollmer. Sobald eine Substanz auf dem Markt ist, kann heute deren Ausbreitung, Entwicklung und Abbau in «Echtzeit» überwacht werden. Demnächst soll eine weitere Messstation in Irland die neue Generation von Kühl­mitteln messen können.

(Tages-Anzeiger)

Erstellt: 25.01.2016, 09:44 Uhr

Montrealer Protokoll

Eine Erfolgsgeschichte mit Nebenwirkung

Es war ein Meilenstein im Umwelt-Völkerrecht: 1989 trat das Montrealer Protokoll in Kraft. Die Vertragsstaaten verpflichteten sich, die Produktion von chlor- und bromhaltigen Chemikalien zu reduzieren und schliesslich vollständig zu stoppen. Der Grund: Halogenkohlenwasserstoffe wie Freone und Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) dünnen die Ozonschicht aus. Die Industrie produzierte darauf als Übergangslösung neue Stoffe, die zwar weniger die Ozonschicht angreifen, dafür die Erderwärmung vorantreiben.

Heute wird die Übergangsgeneration noch in Entwicklungsländern eingesetzt, verschwindet jedoch allmählich aus der Atmosphäre. Dafür kamen die sogenannten F-Gase, halogenierte Kohlenwasserstoffe. Der Erwärmungseffekt dieser Stoffe ist bedeutend stärker als bei CO2, und sie sind extrem langlebig. «Die Erwärmungsleistung aller emittierten halogenierten Substanzen ist immerhin ein Fünftel des Wärm­eeffekts von CO2», sagt Martin Vollmer von der Empa. Ohne den regulatorischen Eingriff durch das Montrealer Protokoll wäre der Beitrag an die Erderwärmung also deutlich grösser. (lae )


Artikel zum Thema

22 FKW-Sünder geloben Besserung

Fluorkohlenwasserstoff wird in Kühlgeräten eingesetzt und ist für einen grossen Teil der Treibhausgase verantwortlich. Diverse US-Unternehmen verpflichteten sich nun, die Produktion von FKW zu verringern. Mehr...

Warm ist das neue Cool

In den USA werden praktisch alle Räume des öffentlichen Lebens auf Iglu-Temperatur runtergekühlt. Doch unter der Brrr-geoisie formiert sich Widerstand. Mehr...

Die Redaktion auf Twitter

Stets informiert und aktuell. Folgen Sie uns auf dem Kurznachrichtendienst.

Service

Ihre Kulturkarte

Abonnieren Sie den Carte Blanche-Newsletter und verpassen Sie kein Angebot.

Kommentare

Die Welt in Bildern

Heftiges Wortgefecht: Ein palästinensischer Mann und ein israelischer Soldat geraten aneinander wegen der israelischen Order, eine Schule bei Nablus zu schliessen. (15. Oktober 2018)
(Bild: Mohamad Torokman) Mehr...