R-32, der nächste Schritt zur Reduzierung von Treibhausgasen in HLK-Anlagen in Brasilien

Kältemittel sind in der heutigen Gesellschaft sehr wichtig, auch wenn viele ihre Rolle nicht vollständig verstehen. Diese Substanzen sind in Wärmekreisläufen unverzichtbar, um „Kälte“ zu erzeugen, sei es zum Kühlen oder Einfrieren von Lebensmitteln und zur Verlängerung ihrer Haltbarkeit, zum Kühlen einer Umgebung oder sogar zur Kühlung eines industriellen Prozesses.

Die Kältemittel, die manchen Generationen am meisten in Erinnerung geblieben sind, sind FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe). Diese Verbindungen wurden 1987 aufgrund ihres hohen Ozonabbaupotenzials (ODP) und der daraus resultierenden hohen Belastung der Ozonschicht durch das Wiener Übereinkommen verboten. Brasilien ratifizierte das nationale Verbot dieser Art von Flüssigkeit 1990 und stellte ihre Produktion 2010 vollständig ein.

FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) wurden als Ersatz für FCKW eingeführt. Diese Substanzen sind den FCKW molekular relativ ähnlich und haben ein geringeres, aber nicht Null-ODP. Die bekanntesten H-FCKW sind R-22 und R-141b, die beide häufig in Klimaanlagen und Kühlgeräten verwendet werden. Im September 2007 beschlossen die Unterzeichnerstaaten des Montrealer Protokolls jedoch, H-FCKW aufgrund ihrer nach wie vor hohen Umweltbelastung bis 2040 zu verbieten. Ziel war es, H-FCKW bis 2025, bis 2030 zu 97,5 % und bis 2040 schließlich zu 100 % zu verbieten. Dies ist einer der Gründe, warum Klimaanlagen mit R-22 heute äußerst selten auf dem Markt sind und Geräte mit diesem Gastyp bald veraltet sein werden, da ihre Wartung zunehmend schwieriger wird. (Fluorkohlenwasserstoffe), Substanzen, die kein Chlor enthalten. Diese Flüssigkeiten haben im Allgemeinen praktisch keinen ODP-Wert, aber ein hohes Treibhauspotenzial (GWP, „Global Warming Potential“), um angesichts des aktuellen Klimawandels als akzeptabel zu gelten. Eine der bekanntesten und am weitesten verbreiteten Flüssigkeiten der HFKW-Klasse ist R-410A, eine Mischung aus R-32 und R-125.

Eine kürzlich in Kigali verabschiedete Änderung des Montrealer Protokolls aus dem Jahr 2016 sieht ebenfalls eine Reduzierung der HFKW-Verwendung vor. Dies ist wahrscheinlich auf das hohe Treibhauspotenzial dieser Gase zurückzuführen, das angesichts der sich verschärfenden Auswirkungen des Klimawandels und der steigenden Durchschnittstemperatur der Erde umgehend angegangen werden muss. 122 Länder, darunter China, haben diese Änderung bereits ratifiziert, Brasilien ist jedoch eines der wenigen Entwicklungsländer, das dies noch nicht getan hat.

Dadurch besteht die Gefahr, dass Brasilien zu einer Müllhalde für veraltete Flüssigkeiten wird. Während andere Länder auf die Ziele der Kigali-Novelle hinarbeiten, die auch eine schrittweise Reduzierung der HFKW bis 2045 in Brasilien vorsieht, könnten die Hersteller unser Land als einen Ort betrachten, an dem sie die Produktion von HFKW, die in anderen Ländern nicht verbraucht werden, „deponieren“ können.

Daher gibt es eine Initiative für einen technologischen Übergang im „Leap-Frog“-Format durch die Einführung einer fortschrittlichen Technologie, die jedoch ausreicht, um das technologische „Dumping“ in Brasilien zu stoppen und zu Technologien und Flüssigkeiten mit einem GWP von weniger als 1 (CO2 hat einen GWP von 1 und wird als „Basiswert“ betrachtet) und null ODP überzugehen, wie etwa die Flüssigkeit R-1234ze, die bereits Realität ist, obwohl sie für die brasilianische Realität sehr kostspielig ist. Diese Initiative wurde vom Kigali Network geleitet und erzielte gute Ergebnisse.

Eines der Kriterien für den „Leap-Frog“ ist, dass die Flüssigkeiten ein GWP von weniger als 750 haben. Daher wurde für den ersten Schritt R-32 als eine der Flüssigkeiten ausgewählt, das ein GWP von ungefähr 677 hat (es variiert leicht je nach dem betrachteten IPCC-Bericht) und das in anderen Ländern bereits in Geräten Realität ist. Die Kosten sind vergleichbar mit denen, die wir heute auf dem Markt haben und technologisch kommt es R-410A nahe, da es Teil seiner Zusammensetzung ist.

Geräte mit diesem Kältemittel sind bereits auf dem brasilianischen Markt und auf der Geräteliste von Inmetro ist Daikin der Hersteller mit den meisten Geräten mit dieser Technologie. Andere Unternehmen investieren bereits in diese Art von Technologie, sind auf der Liste von Inmetro jedoch noch nicht so stark vertreten. Die Geräte von Daikins werden im Inland hergestellt und das Unternehmen produziert an seinem Standort in Manaus 100 % der Geräte einiger Linien mit R-32 und man kann diese Art von Geräten bereits im Einzelhandel finden. Sie sind bereits auf der Inmetro-Geräteliste verfügbar, auch mit dem neuen Effizienzindex IDRS (Seasonal Cooling Performance Index), der den COP (Coefficient of Performance) bzw. EER (Energy Efficiency Ratio) bei Klimaanlagen ersetzen wird. Um den Unterschied zwischen dem Kauf dieser Geräte mit Kältemittel R-410A und mit R-32 zu bewerten, werden die Einzelhandelspreise ohne Berücksichtigung der Versandkosten betrachtet, da es sich um eine Bewertung eines hypothetischen Szenarios handelt. Unter der Annahme, dass diese hypothetische Einrichtung 50 Geräte mit 18.000 BTU/h, 75 Geräte mit 12.000 BTU/h und 25 Geräte mit 9.000 BTU/h kaufen muss, sind die berücksichtigten Preise und IDRS in der folgenden Tabelle aufgeführt und folgen den Angaben in der tInmetro-Tabelle:

Für diese Analyse wurde die Screening-Methode des Tools „Kälte- und Klimaanlagen“ des GHG-Protokolls verwendet, wobei berücksichtigt wurde, dass das Kältemittel R-410A einen GWP von 2088 und das von R-32 von 677 aufweist. Außerdem wurde gemäß den für diese Methode vorgeschlagenen Spezifikationen eine Recyclingeffizienz von 70 % berücksichtigt, dass die Gerätelast zwischen 0,05 und 0,5 kg liegt, dass ihre Lebensdauer zwischen 12 und 15 Jahren liegt, dass der Emissionsfaktor der Geräteinstallation zwischen 0,2 % und 1 % liegt und dass der Emissionsfaktor für Lecks zwischen 0,1 % und 0,5 % liegt. Außerdem wurden 2.860 Betriebsstunden pro Jahr und durchschnittliche Energiekosten von 0,82 R$/kWh berücksichtigt.

Zunächst ist ersichtlich, dass Geräte mit R-32 effizienter sind als entsprechende Geräte mit R-410A. Bis zum Beginn der zweiten Hälfte des Jahres 2021 ist der durchschnittliche IDRS von Geräten, die von Inmetro mit R-32 gelistet sind, höher als der von Geräten mit R-410A. Dies zeigt bereits, dass dieser Gerätetyp neben der Emissionsreduzierung auch eine Senkung des Energieverbrauchs und damit langfristig geringere Kosten bewirkt.

In diesem vorgeschlagenen Szenario ergäbe sich eine Reduzierung von ca. 7,77 tCO2e (Scope 1 und 2) sowie eine geschätzte jährliche Einsparung von 22.660,00 R$ bzw. 27.635 kWh/Jahr. Allerdings käme eine zusätzliche Anfangsinvestition von 109.933 R$ hinzu, die sich nach 4,85 Jahren amortisieren würde; ab diesem Zeitpunkt würde sich diese Investition auszahlen und bei einem Zeitraum von 15 Jahren, der geschätzten Lebensdauer dieser Geräte, hätte diese Investition einen IRR (Internal Rate of Return) von 14 %.

Dies ist ein konservatives Szenario; Es ist wahrscheinlich, dass viele aktuelle Geräte einen IDRS von 6,20 nicht erreichen werden. Je größer der Effizienzunterschied, desto größer die Einsparungen und desto schneller die Amortisierung. Daher lässt sich innerhalb dieses Szenarios und unter Berücksichtigung der dargestellten Werte eine Parallele zu einer Investition von 110.000 R$ ziehen, die eine Rendite von mindestens 22.000 R$ pro Jahr abwirft. Wirtschaftssektoren gehören zu den bedeutendsten. Diese Art von Geräten ist Realität, und ihre Einführung wird für Brasilien einen wichtigen Schritt bedeuten, nicht nur um noch nachhaltiger zu werden, sondern auch, um zu verhindern, dass wir zum Hort veralteter Technologien werden.