Kühlflüssigkeit in Wärmepumpen: Welche Kältemittel sind verboten und welche werden gefördert?
29.01.2025
Kältemittel tragen zur Erderwärmung bei. Viele der fluorierten Treibhausgase sind deshalb aufgrund einer EU-Verordnung grundsätzlich verboten. Seit 1. Januar 2025 gelten weitere Einschränkungen. Wir nennen dir die verbotenen und alternativen Kältemittel.
Wärmepumpen wandeln Energie aus Luft, Wasser oder dem Erdreich in Wärme um. Dafür nutzen sie Kältemittel, die in einem thermodynamischen Kreislauf Wärme aufnehmen und abgeben. Einige dieser Stoffe sind jedoch problematisch für das Klima, da sie zur Erderwärmung beitragen können, wenn sie in die Atmosphäre gelangen. Besonders fluorierte Treibhausgase (F-Gase) mit hohem Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) sind im Fokus.
Wärmepumpen: Keine Wärme ohne Kältemittel
Der Kreislauf des Kältemittels: Die Wärmepumpe nimmt Energie aus der Umwelt auf und nutzt sie, um das Kältemittel zu erwärmen. Im Kompressor erhitzt sich der entstehende Dampf durch die Verdichtung. Diese Wärme wird an das Heizsystem abgegeben. Bei diesem Vorgang kühlt der Dampf ab und verflüssigt sich. Das Kältemittel durchläuft ein Entspannungsventil, wodurch der Druck zusätzlich reduziert wird. Das nun vollständig abgekühlte Kältemittel ist dann wieder aufnahmebereit für neue Wärme aus der Umwelt.
Um den Klimawandel einzudämmen, hat die EU viele dieser klimaschädlichen Kältemittel bereits verboten. Seit dem 1. Januar 2025 sind weitere Regelungen zur Emissionsbegrenzung, Dichtheitsprüfung, Zertifizierung, Entsorgung und Kennzeichnung in Kraft getreten. Ziel ist es, den Einsatz von Alternativen mit niedrigem GWP wie Propan oder CO₂ zu fördern. Diese Stoffe bieten eine klimafreundlichere Option und werden in energieeffizienten Wärmepumpen bevorzugt eingesetzt.
Verbotene Kältemittel für Wärmepumpen (Stand 2025)
Folgende Kältemittel sind aufgrund ihrer hohen Treibhauspotenziale (Global Warming Potential, GWP) oder anderer Umwelt- und Gesundheitsbedenken (Ozone Depletion Potential, ODP) gemäß EU-F-Gas-Verordnung und anderen internationalen Regelungen verboten oder stark eingeschränkt:
R-404a: Sehr hohes GWP ~3922, nicht mehr für neue Geräte zugelassen
R-134a (Tetrafluorethan): GWP ~1430, wird schrittweise eingestellt
R-410a: Hohes GWP ~2088, schrittweise eingestellt
R-507: Hohes GWP ~3985, verboten für neue Anlagen
R-143a: Sehr hohes GWP ~4470, darf nur noch in speziellen industriellen Prozessen verwendet werden, wenn keine geeigneten Alternativen verfügbar sind oder zur Wartung sowie Reparatur bestehender Systeme
R-22 (Chlordifluormethan): Hohes Ozonabbaupotenzial (ODP), seit 2010 in der EU verboten
R-13B1 (Bromtrifluormethan): Hohes ODP, seit 1994 weltweit verboten
R-11 und R-12: Sehr hohes ODP und GWP, seit 1994 weltweit verboten
R-13 (Chlorotrifluormethan): Hohes ODP und GWP, seit 1994 weltweit verboten
R-114 (Dichlorotetrafluorethan): Hohes ODP und GWP, seit den 1990er Jahren verboten
R-115 (Chloropentafluorethan): Hohes ODP und GWP, ebenfalls seit den 1990er Jahren verboten
R-500 und R-502: Enthalten ozonschädliche Substanzen, seit den 1990er Jahren verboten
Erlaubte Kältemittel für Wärmepumpen (Stand 2025)
Die folgenden Kältemittel sind nach den aktuellen Vorschriften zulässig. Sie haben niedrige GWP-Werte oder sind natürliche Stoffe:
R-32 (Difluormethan): GWP ~675, wird zunehmend eingesetzt
R-1234yf: GWP ~4, gute Eignung für Wärmepumpen
R-1234ze: GWP ~7, besonders in großen Anlagen eingesetzt
R-290 (Propan): Natürliches Kältemittel, GWP ~3, effizient und umweltfreundlich
R-513a: HFO/HFKW-Gemisch, GWP ~631, zugelassene Alternative zu R-134A für Klimaanlagen in Fahrzeugen
R-600a (Isobutan): Natürliches Kältemittel, GWP ~3, besonders für kleinere Systeme geeignet
R-744 (CO₂): Natürliches Kältemittel, GWP = 1, gute Effizienz bei hohen Druckverhältnissen
R-717 (Ammoniak, NH₃): Natürliches Kältemittel, GWP = 0, ausgezeichnete Effizienz, aber giftig und korrosiv zerstörend
R-1270 (Propylen): Natürliches Kältemittel, GWP ~2, umweltfreundlich und effizient
Der Phase-down
Die Verordnung (EU) 2024/573 sowie die Richtlinie 2006/40/EG regeln den Einsatz fluorierter Treibhausgase, die u. a. als Kältemittel, Isoliergase und Feuerlöschmittel verwendet werden. Die Regelungen sehen vor, dass die in der EU verwendete Menge an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) schrittweise verringert und bis 2050 vollständig auslaufen wird.
Die Verordnung 517/2014 (grün) regelt, dass die Menge an fluorierten Treibhausgasen auf dem Markt schrittweise verringert wird. Bis 2030 sollen diese Mengen um 79 % im Vergleich zum Basiszeitraum 2009 – 2012 sinken. Die Verordnung 2024/573 (orange) legt fest, wie viele teilfluorierte Kohlenwasserstoffe in der EU verkauft werden dürfen. In diesem Jahr liegt die Menge bei 24,3 % des Ausgangswerts. Bis 2050 soll die Verwendung dieser Treibhausgase komplett eingestellt werden.
Der Phase-down der HFKW-Mengen erfolgt in „Tonnen CO₂-Äquivalent“. Diese Maßeinheit wird verwendet, um die Klimawirkung verschiedener Treibhausgase vergleichen zu können: Da Treibhausgase unterschiedlich stark zur globalen Erwärmung beitragen, wird ihre Wirkung in Bezug auf Kohlendioxid (CO₂) angegeben. Das Global Warming Potential (GWP) beschreibt, wie viel Wärme der Stoff in der Atmosphäre im Vergleich zu CO₂ über einen bestimmten Zeitraum, meist 100 Jahre, speichert. Methan (CH₄) hat zum Beispiel ein GWP von etwa 28 – 30. Das bedeutet, dass 1 Tonne Methan innerhalb von 100 Jahren etwa 28- bis 30-mal so stark zur Erderwärmung beiträgt wie 1 Tonne CO₂.
Je höher der GWP-Wert eines Kältemittels ist, desto mehr Tonnen CO₂-Äquivalent der jährlich erlaubten Quote werden benötigt. Beispiel: R-410A (GWP 2088) bedeutet, dass 1 Kilogramm R-410A denselben Effekt wie 2088 Kilogramm CO₂ hat. Das entspricht 2,088 Tonnen CO₂-Äquivalent.
Bereits 2015 lag das Limit bei knapp 180 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalent, bis 2025 ist es auf 42,8 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalent gesunken.
Das gilt ab 1. Januar 2025:
- Kältemittel mit einem GWP ≥ 2.500 dürfen nicht mehr zur Wartung oder Instandhaltung von Kälteanlagen verwendet werden. Ausnahmen gelten für Militäranwendungen und Temperaturen unter -50 °C. Recycelte Kältemittel können bis 2030 weiterverwendet werden.
- Neuanlagen dürfen nur noch Kältemittel mit einem GWP < 750 enthalten. Bislang gängige Kältemittel wie R-410A, R-404A oder R-134A sind damit verboten.
- Es gelten erweiterte Kennzeichnungspflichten, u. a. für Anlagen mit dem Kältemittel R-1234yf.
- Nationale Regelungen zur Zertifizierung im Umgang mit Kältemitteln werden angepasst.
Die klimafreundlichen Alternativen
Kältemittel mit sehr niedrigem oder keinem GWP sind teils noch in Entwicklung. Sie besitzen häufig physikalische oder chemische Eigenschaften, die spezielle Materialien und Technologien erfordern. Zum Beispiel können sie brennbar oder toxisch sein, was den Einsatz kostspieliger und besonders sicherer Komponenten notwendig macht.
Ein vielversprechendes Kältemittel ist Propan, R-290. Wärmepumpen, die damit betrieben werden, bieten viele Vorteile, wie eine hohe Energieeffizienz bei gleichzeitig minimierter Umweltbelastung. R-290 weist eine geringere Dichte im Vergleich zu einigen anderen Kältemitteln auf. Daher muss bei gleicher Kühlleistung eine größere Menge des Kältemittels in der Wärmepumpe zirkulieren. Dies kann den Designaufwand erhöhen, da unter Umständen größere Rohrleitungen oder leistungsfähigere Wärmetauscher benötigt werden.
Ammoniak, R-717, ist effizient und ohne Treibhauswirkung, aber leider toxisch. Wärmepumpen mit diesem Kältemittel werden vor allem in industriellen Anwendungen und in großen gewerblichen Anlagen eingesetzt, beispielsweise in der Lebensmittelindustrie, bei Kälteanlagen oder in Fernwärmesystemen. In Wärmepumpen für private Haushalte kommt Ammoniak selten zum Zug, weil die Sicherheitsanforderungen sehr hoch sind.
Das Kältemittel R-744, CO₂, wird vor allem in spezialisierten Wärmepumpen genutzt, die für Effizienz und Nachhaltigkeit konzipiert sind. Das Kältemittel arbeitet unter sehr hohen Drücken, was den Einsatz teurer Komponenten bedingt. Wärmepumpen mit R-744 werden typischerweise in Projekten verwendet, die eine hohe Vorlauftemperatur erfordern, beispielsweise in Hotels, Mehrfamilien- und Krankenhäusern. Für Einfamilienhäuser sind andere Kältemittel oft besser geeignet, da sie sowohl einfacher zu handhaben als auch kostengünstiger sind.
R-32, Difluormethan, wird gerne in neuen Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystemen eingesetzt, denn es hat eine bessere thermodynamische Leistung als viele andere, ältere Kältemittel. Seine höhere Effizienz führt zu einem niedrigeren Energieverbrauch und damit indirekt zu geringeren CO₂-Emissionen, was seine Umweltbilanz verbessert. Für Difluormethan spricht trotz des GWP von 675 auch, dass seine Eigenschaften kompakte und leichtere Designs von Klimageräten sowie Wärmepumpen ermöglichen. R-32 lässt sich zudem unkomplizierter recyceln, da es ein reines Kältemittel ist und keine Mischung wie zum Beispiel R-410A.
Quellen:
https://www.infraserv.com/media/content/leistungen/fm/novellierung-der-f-gase-verordnung.pdf
https://climate.ec.europa.eu/eu-action/european-climate-law_en
Verordnung – EU – 2024/573 – DE – EUR-Lex
F-Gase-Verordnung: Das ändert sich für Betreiber und Techniker – dhz.net
https://www.tga-praxis.de/20241316
https://www.unep.org/ozonaction/who-we-are/about-montreal-protocol
https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/29025/NEWRefr.pdf?sequence=7&isAllowed=y
https://www.voltus.de/blog/waermepumpen-energie-aus-der-umwelt/
