United States Environmental Protection Agency (EPA) - Politik der bedeutenden neuen Alternativen (SNAP)

Die Significant New Alternatives Policy (SNAP) - Refrigeration and Air Conditioning der United States Environmental Protection Agency (EPA) ist ein Programm zur Bewertung und Regulierung von ozonabbauenden Substanzen in verschiedenen Sektoren und Anwendungen. Gemäß dem Montrealer Protokoll ist die Verwendung von FCKW seit 1989 verboten. Darüber hinaus wurde im Kyoto-Protokoll 1997 die Reduzierung von HFCKWs beschlossen. Das SNAP-Programm ist Teil des Klimaaktionsplans und trifft seine Entscheidungen auf der Grundlage des Gesamtverständnisses der Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit sowie des aktuellen Wissens über verfügbare Ersatzstoffe. Teil der Politik ist auch die Verpflichtung, die Verwendung eines Ersatzstoffes zu verbieten, wenn die EPA einen geeigneten Ersatzstoff gefunden hat.

Das SNAP-Programm ist darauf ausgerichtet:

• identifizierung und Bewertung von Ersatzstoffen für Endanwendungen, die in der Vergangenheit ozonabbauende Stoffe (ODS) verwendet haben;
• das Gesamtrisiko für die menschliche Gesundheit und die Umwelt sowohl bei bestehenden als auch bei neuen Ersatzstoffen zu untersuchen;
• veröffentlichung von Listen akzeptabler und inakzeptabler Ersatzstoffe nach Endverwendung;
• die Verwendung annehmbarer Ersatzstoffe zu fördern; und
• die Öffentlichkeit über die potenziellen Auswirkungen von Ersatzstoffen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit zu informieren.

(Quelle: Environmental Protection Agency)

Das SNAP-Programm hat durch die Aktualisierung der Liste der betroffenen Endverwendungen einen wesentlichen Schritt zur Verringerung des Risikos für die menschliche Gesundheit und die Umwelt getan. Ein wichtiger Schritt für die Industrie war die Aufnahme des brennbaren Kohlenwasserstoffs Propan (R290) in die Liste der zulässigen Kältemittel für eine Reihe von Anwendungen, wie z. B. geschlossene gewerbliche Eismaschinen, Wasserkühler und Ultra-Niedrigtemperatur-Kälteanlagen. Darüber hinaus hat die EPA Propan vom Ablassverbot gemäß Abschnitt 608 des Clean Air Act (CAA) befreit und damit bestätigt, dass Propan keine Gefahr für die Umwelt darstellt, da die Auswirkungen von R290 auf die Luftqualität relativ gering sind. Selbst in einem Worst-Case-Szenario hat Propan keine größeren Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt als andere Kältemittel, die für gewerbliche Eismaschinen, Wasserkühlmaschinen und Tiefsttemperatur-Kühlgeräte zugelassen sind.

Die EPA prüft regelmäßig Ersatzstoffe im Hinblick auf Umwelt- und Gesundheitsrisiken. Sie werden als akzeptabel, inakzeptabel oder unter bestimmten Bedingungen akzeptabel eingestuft. Ein Ersatzstoff wird als inakzeptabel eingestuft, wenn ein anderer verfügbar ist oder verfügbar sein könnte. Eine nach Sektoren geordnete Liste von Ersatzstoffen ist veröffentlicht auf:

www.epa.gov/snap/snap-substitutes-sector.

Propylen und R-443A weiterhin als inakzeptabel eingestuft

Die EPA hat Propylen (R-1270) sowie das Kältemittelgemisch R-443A als unzulässige Alternativen für neue Kühlhäuser aufgeführt, in denen Leckagen in Kühlsystemen ein großes Problem darstellen. Der Grund für diese Einstufung liegt weder im Ozonabbau noch im globalen Erwärmungspotenzial. Zusätzlich zu diesen beiden Faktoren bewertet die EPA auch die möglichen Auswirkungen von Propylen und den drei Komponenten von R-443A auf die lokale Luftqualität. Die photochemische Reaktivität von Propylen, das auch einer der drei Bestandteile von R-443A ist, ist viel höher als die der beiden anderen Kohlenwasserstoffe. Dies bedeutet, dass Propylen als ungesättigtes Molekül in der Atmosphäre wesentlich reaktiver ist als beispielsweise Propan.

Der American Innovation and Manufacturing Act (AIM)

Das AIM-Gesetz, das seit Dezember 2020 in Kraft ist, ermächtigt die US-Umweltschutzbehörde (EPA), die Verwendung von HFKW, hochwirksamen Treibhausgasen, auf dem US-Markt zu verwalten, zu reduzieren und zu beschränken. Das AIM-Gesetz führt zu einer 85-prozentigen Verringerung der Produktion und des Verbrauchs von FKW-Kältemitteln mit hohem Treibhauspotenzial bis 2036 im Vergleich zum Basisjahr 2022:

• Januar 2022: 10 % schrittweiser Abbau
• Januar 2024: 40 % schrittweiser Abbau
• Januar 2029: 70 % schrittweiser Abbau
• Januar 2034: 80 % schrittweiser Abbau
• Januar 2036: 85 % endgültiger Ausstieg

Zur Erreichung des Ziels wurden drei Hauptbereiche ermittelt, auf die sich das WPA konzentrieren muss:

1. Begrenzung und schrittweiser Abbau der Produktion und des Verbrauchs von HFKW (Allowance Allocation Program);
2. Regulierung von HFKW und ihren Ersatzstoffen durch die Einführung von Vorschriften zur Kontrolle der Verwendung und Wiederverwendung von HFKW, zur Minimierung ihrer Emissionen und zur Maximierung ihrer Rückgewinnung; und
3. Erleichterung des Übergangs zu Technologien der nächsten Generation durch sektorbezogene Beschränkungen und Begrenzung der Verwendung von HFKW in bestimmten Sektoren, in denen Ersatzstoffe mit niedrigerem GWP verfügbar sind oder bald verfügbar sein werden (Technologieübergangsprogramm).

Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW) sind Treibhausgase, die in vielen Industriezweigen und Anwendungen eingesetzt werden, z. B. in der Kühlung, in Klimaanlagen, im Bauwesen, in Feuerlöschsystemen, in Schaumstoffen und Aerosolen. Das Erwärmungspotenzial von FKW ist je nach ihrer chemischen Zusammensetzung sehr unterschiedlich.

Die von der EPA im Oktober 2023 veröffentlichte Final Rule on Phasedown of Hydrofluorocarbons (Endgültige Regelung zum Abbau von Fluorkohlenwasserstoffen) legt die Zuteilung von Zertifikaten fest und beschränkt die Verwendung, den Verkauf, die Installation, den Vertrieb, die Ausfuhr und die Einfuhr von HFKW mit höherem GWP in neuen Aerosol-, Schaumstoff-, Kühl-, Klimaanlagen- und Wärmepumpenprodukten und -geräten. Außerdem wird der Handel mit Produkten mit höherem GWP-Wert drei Jahre nach Inkrafttreten der Beschränkungen eingeschränkt. Die Beschränkungen gelten nicht für bereits in Gebrauch befindliche Produkte und Systeme sowie für den Handel mit Komponenten, die zur Reparatur bestehender Systeme verwendet werden.

Im Rahmen des Technologieübergangsprogramms wurde ein maximaler GWP-Grenzwert für HFKW oder deren Mischungen festgelegt, die verwendet werden dürfen. Für einige Teilsektoren hat das EPA bestimmte HFKW oder deren Mischungen aufgeführt, deren Verwendung eingeschränkt ist. Die Einhaltungsfristen und GWP-Grenzwerte variieren je nach Produkt und System sowie nach Sektor und Teilsektor, wobei die erste Beschränkung im Januar 2025 und die letzte im Januar 2028 beginnt. Ein Produkt gilt als funktionsfähig, wenn es das Werk verlässt, und ein System wird aus mehreren Komponenten zusammengesetzt und vor Ort geladen.

Erfüllungsdaten und GWP-Grenzwerte für neue, in sich geschlossene Kühlgeräte, Klimaanlagen und Wärmepumpen für ausgewählte Produkte und Systeme:

Januar 2025:

• Stationäre Klimaanlagen und Wärmepumpen für Privathaushalte und kleine Gewerbebetriebe, GWP 700
• Haushaltskühlschränke und -gefriergeräte, GWP 150
• Verkaufsautomaten, GWP 150
• Lebensmittelkühlung im Einzelhandel - eigenständige Geräte, GWP 150
• Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge - leichte Nutzfahrzeuge, GWP 150, Modelljahr 2025 und nicht früher als ein Jahr nach der Veröffentlichung im Federal Register
• Kühltransport - in sich geschlossene Produkte für den Straßen- und Schiffsverkehr, verbotene Stoffe R-402A, R-402B, R-404A, R-407B, R-408A, R-410B, R-417A, R-421A, R-421B, R-422A, R-422B, R-422C, R-422D, R-424A, R-428A, R-434A, R-438A, R-507A, R-125/290/134a/600a (55/1/42.5/1.5), RS-44 (Formulierung von 2003), GHG-X5

Januar 2026:

• Selbstständige automatische Eismaschinen für den Handel, GWP 150

Januar 2027:

• Rechenzentren, Klimatisierung von Computerräumen, Kühlung von Informationstechnologiegeräten, GWP 700
• Lebensmitteleinzelhandel - gekühlte Lebensmittelverarbeitungs- und -abgabegeräte mit 500 g Kältemittel oder weniger und außerhalb des Geltungsbereichs von UL621, Ausgabe 7, GWP 150
• Einzelhandelslebensmittel - gekühlte Lebensmittelverarbeitungs- und -ausgabegeräte mit mehr als 500 g Kältemittel und außerhalb des Geltungsbereichs von UL621, Ausgabe 7, verbotene Substanzen, aufgeführt in Anmerkung 1
• Selbstständige automatische Eismaschinen für den gewerblichen Gebrauch - Batch-Typ mit einer Ernteleistung von mehr als 1.000 lbs und kontinuierlicher Typ mit Ernteleistung, verbotene Substanzen aufgelistet in Anmerkung 2

Januar 2028:

• Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge - mittelschwere Personenkraftwagen, schwere Pick-up-Trucks, komplette schwere Lieferwagen, GWP 150, Modelljahr 2028
• Lebensmitteleinzelhandel - gekühlte Lebensmittelverarbeitungs- und -ausgabemaschinen - Eismaschinen innerhalb des Geltungsbereichs von UL621 Ausgabe 7, verbotene Substanzen aufgeführt in Anmerkung 1

Anmerkung 1: R-402A, R-402B, R-404A, R-407A, R-407B, R-407C, R-407F, R-407H, R-408A, R-410A, R-410B, R-411A, R-411B, R-417A, R-417C, R-420A, R-421A, R-421B, R-422A, R-422B, R-422C, R-422D, R-424A, R-426A, R-427A, R-428A, R-434A, R-437A, R-438A, R-507A, HFC-134a, HFC-227ea, R-125/290/134a/600a (55/1/42.5/1.5), RB-276, RS24 (Formulierung 2002), RS-44 (Formulierung 2003), GHG-X5, Freeze 12
Anmerkung 2: R-402A, R-402B, R-404A, R-407A, R-407B, R-407C, R-407F, R-408A, R-410A, R-410B, R-411A, R-411B, R-417A, R-417C, R-420A, R-421A, R-421B, R-422A, R-422B, R-422C, R-422D, R-424A, R-426A, R-428A, R-434A, R-437A, R-438A, R-442A, R-507, R-507A, HFC134a, R-125/290/134a/600a (55/1/42.5/1.5), RB-276, RS-24 (Formulierung 2002), RS-44 (Formulierung 2003), GHG-X5, G2018C, Freeze 12

Um die Einhaltung der Verordnung zu unterstützen, müssen alle neuen Produkte und Komponenten, die HFKW mit höherem GWP verwenden, gekennzeichnet werden, und die Herstellung oder Einfuhr solcher Produkte und Komponenten muss der EPA gemeldet werden. Das Etikett muss den Namen des HFKW oder seiner Mischung, das Herstellungsdatum oder zumindest die vierstellige Jahreszahl und die Füllmenge des Kältemittels enthalten. Bei automatischen Eismaschinen für den gewerblichen Einsatz muss die Erntemenge angegeben werden.

Das AIM-Gesetz ist ein Bundesgesetz und gilt in allen US-Bundesstaaten. Zusätzlich zum Erlass von Gesetzen haben einige Bundesstaaten ihre eigenen Vorschriften erlassen, die über die SNAP-Anforderungen der EPA hinausgehen.

UL60335-2-89

Die Norm legt Sicherheitsanforderungen für Design, Konstruktion und Leistung gewerblicher Geräte fest, einschließlich Anforderungen an die elektrische, mechanische und thermische Sicherheit. Zu den abgedeckten gewerblichen Geräten gehören die Lagerung und Auslage von Lebensmitteln und Getränken in Restaurants, Lebensmittelgeschäften und Convenience Stores oder auch Eisbereiter. Die Einhaltung der Sicherheitsnormen gewährleistet einen sicheren Gebrauch und Betrieb der Geräte und beugt Unfällen vor.

Im Oktober 2021 veröffentlichte Underwriters Laboratory (UL) die zweite Ausgabe der Sicherheitsnorm UL60335-2-89 mit höheren Füllgrenzen für A3- (Kohlenwasserstoffe) und A2L-Kältemittel, die deren Einsatz in gewerblichen Anwendungen erweitern. Der bisherige Grenzwert lag bei 150 g. Die maximal zulässige Kältemittelmenge für gewerbliche Einzelanwendungen hängt vom Produkttyp und seiner Konstruktion ab.

Für offene Geräte ohne Türen erhöht sich die Füllmenge auf 13* LFL, was 500 g R290 entspricht, und für geschlossene Geräte mit Türen oder Schubladen auf 8*LFL, was 300 g R290 entspricht.

Bei den A2L-Kältemitteln, die für die Verwendung in genau festgelegten Anwendungen vollständig oder unter bestimmten Bedingungen zugelassen oder vorgeschlagen sind, gibt es mehrere Kältemittel wie R32, R1234yf, R454A, R454B, R454C, R455A, R516A, R1234ze(E). Da die Gruppe ein breites Spektrum von Kältemitteln abdeckt, sind die Höchstfüllmengen nicht festgelegt, sondern müssen auf der Grundlage der Kältemittelmerkmale und der Bauart der Anlage - offen oder geschlossen mit Türen oder Schubladen - berechnet werden.

Mit der Erhöhung der Füllmenge wurden spezifische Anforderungen an die sichere Verwendung von brennbaren Kältemitteln festgelegt. Dabei geht es vor allem um die Vermeidung von Leckagen - hermetisch abgedichtete Systeme, korrosionsbeständige Materialien, Fugenkonstruktion, Einsatz von Leckage-Erkennungsgeräten und angemessene Belüftung zur Minderung gefährlicher Konzentrationen, Kontrolle von Zündquellen und Verwendung von Sicherheitsvorrichtungen, flammhemmenden Abdeckungen oder funkenfreien Komponenten. Geräte, die entflammbare Kältemittel verwenden, müssen mit einem Etikett versehen werden, das über die Art des Kältemittels, die Füllmenge und entsprechende Sicherheitswarnungen informiert.

Die zweite Ausgabe von UL60335-2-89, die auf der internationalen IEC60335-2-89:2019 basiert, deckt alle aktuellen Marktänderungen ab und erleichtert den Zugang zum globalen Markt. Um mit der neuesten Ausgabe harmonisiert zu werden, werden die Normen für gewerbliche Kühlgeräte und Eismaschinen (unten aufgeführt) durch UL60335-2-89 ersetzt:

• UL412 - Kühlaggregate für die Kühlung
• UL471 - Gewerbliche Kühlgeräte, die 150g von A3 und 500g von A2L erlauben
• UL427 - Kühlaggregate
• UL563 - Eismaschinen
• UL1995 - Heiz- und Kühlgeräte
• CSA c22.2 Nr. 120 - Kühlgeräte

Das bedeutet, dass nach dem 29. September 2024 alle neuen Geräte, die bisher von den genannten Normen abgedeckt wurden, die Norm UL60335-2-89 erfüllen und entsprechend zertifiziert werden müssen.

Die Anwendungszertifizierung, die auf der Grundlage der oben genannten Normen erfolgt, bleibt bis zur nächsten technischen Neubewertung gültig, die den Anforderungen der UL60335-2-89 entsprechen muss.

Bei der Einführung von Geräten mit höheren Füllmengen an brennbaren Kältemitteln auf dem US-amerikanischen und kanadischen Markt müssen Vorschriften und Richtlinien wie EPA SNAP, ASHRAE 15 oder staatliche und lokale Bauvorschriften befolgt werden, die die Aktualisierungen von UL60335-2-89 in der zweiten Auflage und die Verwendung brennbarer Kältemittel genehmigen und berücksichtigen müssen.