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Kühle Räume im Sommer

<p>Gegen die Hitze: Das können Sie im Sommer für kühle Räume tun</p><p>Wie Sie Ihr Zuhause kühl halten und der Hitze trotzen</p><p><ul><li>Halten Sie mit dem richtigen Verhalten die Hitze draußen.</li><li>Bauliche Maßnahmen tragen dazu bei, dass Räume kühl bleiben.</li><li>Wenn nichts mehr hilft: klimafreundliches und geräuscharmes Klimagerät anschaffen und sparsam betreiben.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Heiße Sommertage bringen oft Innentemperaturen über 30 °C mit sich. Dafür gibt es verschiedene Ursachen: Die dichte Bebauung in Städten führt tags und nachts zu höheren Temperaturen. Aber auch Mängel am Gebäude und das Nutzerverhalten tragen ihren Teil zur Überhitzung von Räumen bei.</p><p><strong>Mit ihrem Alltagsverhalten</strong> beeinflussen Sie, wie stark sich Ihre Wohnung erwärmt. Ist die Temperatur in der Wohnung erst einmal hoch, ist es schwer, die Raumtemperatur wieder zu senken. Deshalb ist es wichtig, dass sich die Wohnung erst gar nicht aufheizt.</p><p><strong>Bauliche Maßnahmen </strong>begrenzen die Wärmeströme nach innen und sind die Voraussetzung für das richtige Verhalten im Alltag. Sie sollten deshalb bereits bei der Planung eines Neubaus oder einer Sanierung mit den beteiligten Planer*innen besprochen und durchgerechnet werden. Gute Voraussetzungen für angenehme Sommertemperaturen bieten Wohnungen mit folgenden Eigenschaften:</p><p><strong>Wenn sich ein Raum immer noch überhitzt,</strong> sollten Sie ein klimafreundliches Klimagerät auswählen und es möglichst sparsam nutzen:</p><p><strong>Bewegliche Klimageräte vermeiden:</strong> Sie sind ineffizient und sollten, wenn überhaupt, nur ausnahmsweise genutzt werden.1&nbsp;Sie kühlen nicht effektiv, da die warme Abluft nach draußen gefördert wird und die nachströmende Luft den Aufstellraum sogar noch mehr aufheizt. Seit 2020 sind für solche Geräte nur noch Kältemittel mit Treibhauspotenzial (GWP) &lt; 150 zulässig, i.d.R. wird das umweltfreundliche Kältemittel Propan genutzt.</p><p>Hintergrund</p><p><strong>Umweltsituation:</strong></p><p>Die Klimawirkungs- und Risikoanalyse für Deutschland zeigt, dass die Außentemperaturen infolge des Klimawandels auch in Deutschland zunehmen. Trotz aller Bemühungen beim ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠ ist damit zu rechnen, dass beispielsweise die Sommertage (ab 25 °C) um 40 % häufiger werden und die Hitzetage (ab 30 °C) sich verdoppeln können.2 Deswegen werden Lösungen für Gebäudekühlung bereits stärker nachgefragt. Statt aktiver Klimaanlagen, die Energie verbrauchen und Treibhausgasemissionen verursachen, sollten vor allem passive Kühlmaßnahmen wie Sonnenschutz oder Nachtlüftung genutzt werden, die fast ohne Energie auskommen.</p><p>2023 verbrauchten die Klimageräte in Haushalten laut Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen 1,3 ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=TWh#alphabar">TWh</a>⁠ Strom. Das entspricht einem Prozent des Stromverbrauchs aller Haushalte.3 Nicht-Wohngebäude zu kühlen verbrauchte 12,6 TWh Strom. Insgesamt entfielen 2023 in Deutschland 2,8 Prozent des Stromverbrauchs auf die Klimatisierung von Gebäuden.</p><p>Klimaanlagen tragen nicht nur durch den Stromverbrauch, sondern auch durch freigesetzte Kältemittel (mittlerweile bei Neugeräten im Wesentlichen R‑32, GWP=675 gemäß viertem ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=IPCC#alphabar">IPCC</a>⁠ Assessment Report) zur Erderwärmung bei. Das GWP (<em>Global Warming Potential</em>) ist ein Maß für die Treibhauswirksamkeit eines Stoffes. Der GWP für CO2 beträgt 1, sodass im Falle von R-32 die Treibhauswirksamkeit 675mal so groß ist wie die von CO2. Daher haben auch relativ kleine Mengen, die in die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ entweichen, eine hohe klimaschädliche Wirkung. Der Blaue Engel für Raumklimageräte zeigt für Klimageräte, wie es besser geht.</p><p><strong>Gesetzeslage:</strong></p><p>Das <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/geg/__14.html">Gebäudeenergiegesetz</a> schreibt vor, dass der Sonneneintrag in Neubauten durch einen ausreichenden sommerlichen Wärmeschutz begrenzt werden muss. Allerdings bezieht sich dieses Kriterium auf das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠ der Vergangenheit. Damit blendet es die seither eingetretene und in den nächsten Jahrzehnten noch zu erwartende Klimaerwärmung aus. Für bestehende Gebäude oder für Gebäudesanierungen gelten keine Anforderungen. Es ist daher ratsam, bei Neubau und Sanierung das zukünftige Klima zu berücksichtigen, um Überhitzung auch in den nächsten Jahrzehnten vorzubeugen.</p><p>Die <a href="http://data.europa.eu/eli/reg/2012/206">Verordnung (EU) Nr. 206/2012</a> bewirkt mit den Ökodesign-Anforderungen, dass die ineffizientesten und lautesten Klimageräte bis 12 kW Nennkälteleistung in der EU nicht mehr verkauft werden dürfen. Die Energieverbrauchskennzeichnung nach <a href="http://data.europa.eu/eli/reg_del/2011/626">Verordnung (EU) Nr. 626/2011</a> macht Energieeffizienz und Lautstärke der Klimageräte beim Kauf erkennbar.</p><p>Bestimmte Klimageräte dürfen gemäß Anhang IV der F-Gas-Verordnung (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX%3A32024R0573&amp;qid=1706009169366">Verordnung (EU) Nr. 2024/573</a>) nicht mehr auf den europäischen Markt gebracht werden. Seit 2020 zählen hierzu bereits bewegliche Klimageräte mit einem GWP des Kältemittels ≥ 150. Ab dem Jahr 2029 gilt dieser GWP-Grenzwert auch für Split-Klimageräte ("Luft-Luft-Splitsysteme") bis 12 kW Nennkälteleistung. Außerdem wird gemäß Anhang VII die Menge an HFKW (teilfluorierte Kohlenwasserstoffe, z.B. R-32), die auf den europäischen Markt kommt, schrittweise reduziert und bis 2050 auf null gesenkt.</p><p><strong>Marktbeobachtung:</strong></p><p>Die <strong>Wirkung von Sonnenschutz</strong> beschreibt der so genannte Abminderungsfaktor FC gemäß DIN 4108-2. Um effektiv vor Überhitzung zu schützen, sollte er, je nach Bauart des Raums und Größe des Fensters, bei höchstens 0,2-0,1 liegen, also 80 bis 90 Prozent der Sonneneinstrahlung abhalten. Außenliegender Sonnenschutz wie Jalousien, Rollläden, Fensterläden oder durchscheinende Textilscreens erreichen solche Werte problemlos. Zum Vergleich: Innenliegende Rollos halten nur 5 bis 45 Prozent der Sonneneinstrahlung ab – ein entscheidender Unterschied!</p><p>Zwei Arten von Klimageräten sind besonders häufig:</p><p><strong>Split-Klimageräte</strong> bestehen aus zwei Teilen: Das Außengerät mit Kompressor und Kondensator verflüssigt ein Kältemittel, das zum Innengerät geleitet wird, dort verdampft und so dem zu kühlenden Raum Wärme entzieht. Der erwärmte Dampf strömt zurück zum Außengerät, wo die Raumwärme an die Umgebung abgeleitet wird. Die am Innengerät kondensierende Raumfeuchte muss entweder aufgefangen oder mit neu zu verlegenden Kondensatleitungen abgeleitet werden können. Die Kühlwirkung von Split-Geräten ist im Allgemeinen gut. Die Stiftung Warentest rechnet für den Betrieb eines Klimageräts mit Stromkosten über 10 Jahre von 400-560 Euro (1.000-1.400 kWh mit 40 Cent/kWh).</p><p>In Deutschland werden seit dem Jahr 2019 etwa 200.000 Monosplit-Klimageräte jährlich verkauft. Installiert sind fast 1,6 Millionen Geräte, ein Teil davon auch in privaten Haushalten. Diese Zahlen werden im Rahmen der Treibhausgasberichterstattung zur Klimarahmenkonvention (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UNFCCC#alphabar">UNFCCC</a>⁠) ermittelt und stützen sich auf Erhebungen der japanischen Kälte/Klima-Fachzeitschriften JARN (<em>Japan Air Conditioning, Heating and Refrigeration News</em>) und des Verbandes JRAIA (<em>Japan Refrigeration and Air Conditioning Industry Association</em>) sowie Expertenschätzungen. &nbsp;</p><p>Bei <strong>beweglichen Klima-</strong> <strong>oder Mono(block)geräten </strong>sind alle Bauteile in einen Apparat integriert. Die Geräte können daher ohne Installationsaufwand nahezu überall eingesetzt werden. Weil sie aber die heiße Abluft über einen Luftschlauch durch ein geöffnetes Fenster ausblasen, strömt im Gegenzug warme Luft von außen in den Raum. Die Folge: Der restliche Raum kann noch wärmer werden, die Kühlwirkung ist vergleichsweise gering, der Stromverbrauch relativ hoch.</p><p>In Deutschland werden jährlich ca. 90.000 mobile Klimageräte verkauft. Der Bestand in allen Sektoren beläuft sich auf etwa 840.000 Geräte.</p><p>Weitere Informationen finden Sie unter:</p><p>&nbsp;</p><p><strong>Quellen:</strong></p><p>1 <a href="https://www.test.de/Klimageraete-im-Test-4722766-0/">Klimageräte im Test</a>, Stiftung Warentest, 2023</p><p>2 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/479/publikationen/cc_14-2023_kuehle_gebaeude_im_sommer.pdf">Kühle Gebäude im Sommer</a>, Umweltbundesamt, 2023</p><p>3 <a href="https://ag-energiebilanzen.de/daten-und-fakten/anwendungsbilanzen/">Endenergieverbrauch nach Energieträgern und Anwendungszwecken</a>, Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen</p>

Autoklimaanlage

<p>Klimaanlage im Auto richtig bedienen und Energie sparen</p><p>Was Sie für eine nachhaltige Klimatisierung im Auto tun können</p><p><ul><li>Achten Sie schon beim Kauf des Pkw auf den Kraftstoffverbrauch der Klimaanlage.</li><li>Beachten Sie Tipps zum sparsamen und gesunden Klimatisieren.</li><li>Denken Sie an eine regelmäßige Wartung in einer Werkstatt.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Die Autoklimaanlage ist neben dem Motor der größte Verbraucher im Auto. Ein durchschnittlicher Mehrverbrauch von zehn bis 15 Prozent gegenüber der Fahrt ohne Klimaanlage ist zu erwarten.</p><p><strong>Worauf Sie beim Kauf achten sollten: </strong></p><p><strong>Tipps zum Energiesparen und Gesundbleiben:</strong></p><p><strong>In der Werkstatt:</strong></p><p>Messergebnisse des Mehrverbrauchs in Liter bei einem Testfahrzeug (Skoda Octavia)</p><p>Hintergrund</p><p><strong>Umweltsituation:</strong> Neben dem Energieverbrauch ist das in der Klimaanlage enthaltene Kältemittel umweltrelevant. Viele ältere Pkw-Klimaanlagen enthalten das Kältemittel R134a (Tetrafluorethan), das ein hohes Treibhauspotenzial hat. Seit 2017 dürfen in Europa neue Pkw und kleine Nutzfahrzeuge nur noch zugelassen werden, wenn die Klimaanlagen mit einem Kältemittel mit einem kleinen Treibhauspotential befüllt sind. Die europäische Pkw-Industrie verwendet heute hauptsächlich das brennbare Kältemittel R1234yf (Tetrafluorpropen) als Ersatz für R134a. R134a wird jedoch auch heute in bestehenden Pkw-Klimaanlagen und auch weltweit verwendet.</p><p>Kältemittel werden aus Pkw-Klimaanlagen technisch bedingt bei der Erstbefüllung, beim Betrieb und bei der Wartung freigesetzt. Auch durch Leckagen im Kältekreis durch Alterung oder Steinschlag und bei Unfällen gelangen Kältemittel aus der Klimaanlage in die ⁠Atmosphäre⁠. In der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ wirkt 1 kg des fluorierten Treibhausgases R134a so stark auf die Erderwärmung wie 1.430 kg CO2.</p><p>Fluorierte Gase (wie R134a oder R1234yf) werden in der Atmosphäre zu Fluorverbindungen abgebaut. Bedenkliches Abbauprodukt ist zum Beispiel die persistente, d.h. sehr schwer abbaubare <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/emissionen/abbauprodukte-fluorierter-treibhausgase">Trifluoressigsäure</a> (TFA). Das brennbare Ersatzkältemittel R1234yf (Tetrafluorpropen) ist zwar weniger klimaschädlich als R134a, bildet in der Atmosphäre aber noch 4 bis 5 Mal mehr Trifluoressigsäure als R134a. Fluorfreie Kältemittel wie Kohlendioxid (CO2 ) oder einfache Kohlenwasserstoffe wie Propan würden im Gegensatz zu R1234yf keine solchen Abbauprodukte bilden.</p><p>Seit dem Spätsommer 2020 bietet die Volkswagen AG für bestimmte Elektroautos eine&nbsp;<a href="https://www.volkswagen.de/de/modelle/id5-gtx.html/__layer/layers/models/id_5_gtx/waermepumpe-und-e-routenplaner/master.layer">CO2-Anlage mit Wärmepumpenfunktion</a> als Sonderausstattung an. Mittlerweile (September 2025) sind 1 Millionen Fahrzeuge mit CO2-Anlagen ausgerüstet. Die Anlagen werden technisch noch weiter verbessert. Auch Systeme mit einfachen Kohlenwasserstoffen wie Propan werden in Betracht gezogen, wobei die Brennbarkeit beherrscht werden muss.</p><p><strong>Gesetzeslage:</strong>&nbsp;Zur Begrenzung der Treibhausgasemissionen erließ die Europäische Union bereits im Jahr 2006 die&nbsp;<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32006L0040">Richtlinie</a>&nbsp;2006/40/EG über Emissionen aus Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen. Diese Richtlinie fordert, dass in Europa Klimaanlagen neuer Pkw und kleiner Nutzfahrzeuge seit 2017 nur noch Kältemittel mit einem relativ geringen Treibhauspotenzial (kleiner 150) enthalten dürfen. Das bedeutet, dass das bisherige Kältemittel R134a mit einem Treibhauspotenzial von 1.430 in Klimaanlagen neuer Pkw und kleiner Nutzfahrzeuge in Europa nicht mehr eingesetzt werden darf. Das Treibhauspotenzial (GWP) beschreibt, wie stark ein ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Stoff#alphabar">Stoff</a>⁠ zur Erderwärmung beiträgt im Vergleich zur gleichen Menge Kohlendioxid (GWP=1).</p><p><strong>Hinweis:&nbsp;</strong>Eine Klimaanlage ist jeweils nur für ein bestimmtes Kältemittel zugelassen. Ein Wechsel des Kältemittels einer bestehenden Klimaanlage ist zu unterlassen. Dies kann zu technischen und Sicherheits-Problemen führen, ebenso sprechen rechtliche Gründe dagegen, es sei denn, die Umstellung wird vom Pkw-Hersteller ausdrücklich unterstützt und sachkundig begleitet.</p><p><strong>Marktbeobachtung:</strong>&nbsp;Bereits seit dem Verbot der für die Ozonschicht schädlichen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/f?tag=FCKW#alphabar">FCKW</a>⁠ in den 1990er Jahren (bei Pkw war es das FCKW R12) begann die Suche nach geeigneten Ersatzstoffen. Als umweltfreundliche Lösung waren Klimaanlagen mit dem natürlichen Kältemittel CO2&nbsp;(Kohlendioxid, Kältemittelbezeichnung R744) im Jahr 2003 CO2&nbsp;als Lösung für die Pkw-Klimatisierung identifiziert worden. An der Umsetzung wurde bis 2009 in Europa aktiv gearbeitet. Parallel dazu bot seit 2007 die chemische Industrie das brennbare, fluorierte Kältemittel R1234yf – Tetrafluorpropen an. Durch seine chemische Ähnlichkeit mit dem herkömmlichen R134a versprach R1234yf weniger Aufwand bei der Umstellung und setzte sich daher durch, und die Entwicklung von CO2&nbsp;Klimaanlagen wurde zunächst eingestellt.</p><p>Die Brennbarkeit von R1234yf wurde schon länger, auch vom Umweltbundesamt, als kritisch für die Sicherheit im Pkw eingeschätzt. Im Herbst 2012 zeigten Versuche von Autoherstellern, dass sich R1234yf im Pkw bei Unfällen entzünden kann und dabei vor allem giftige Flusssäure freigesetzt wird. Die Daimler AG und die AUDI AG boten daraufhin ab den Jahr 2016 einzelne Modelle mit CO2-Klimaanlagen an, stellten dies Produktion aber wieder ein, da der übrige Markt der Entwicklung nicht folgte. Damit wurde der brennbare Stoff R1234yf zum neuen Standardkältemittel.</p><p>Seit dem Spätsommer 2020 bietet die Volkswagen AG für bestimmte Elektroautomodelle CO2-Anlagen mit Wärmepumpenfunktion&nbsp;als Sonderausstattung an. Das Kältemittel CO2 ist für Pkw-Klimaanlagen eine nachhaltige Lösung. Es ist weder brennbar noch toxisch, hat keine umweltbedenklichen Abbauprodukte und ist weltweit zu günstigen Preisen verfügbar. CO2-Klimaanlagen kühlen das Fahrzeug schnell ab und sind energieeffizient zu betreiben. Im Sommer ist der Mehrverbrauch in Europa geringer. Im Winter kann die Klimaanlage als Wärmepumpe geschaltet werden und so effizient bis zu tieferen Temperaturen heizen. Dies bietet sich insbesondere für die Anwendung in Fahrzeugen mit elektrischen Antrieben an. Eine interessante Entwicklung ist, dass für Elektro-Pkw jetzt auch ein Klimatisierungskonzept mit einfachen Kohlenwasserstoffen wie <a href="https://www.pressebox.de/pressemitteilung/zf-friedrichshafen-ag/Weltmeisterliche-Drehmomentdichte-ZF-stellt-kompaktesten-E-Antrieb-fuer-Pkw-vor/boxid/1163539">Propan</a> zum Kühlen und Heizen vorgestellt wurde.</p><p>&nbsp;</p><p>Die Protoptyp-Klimaanlage im UBA-Dienstwagen wurde 2015 ertüchtigt. Seit dem Frühsommer 2015 kühlte der UBA-Dienstwagen mit einem neuen CO₂-Kompressor. Mittlerweile wurde er ausgesondert.</p>

Statistik bestimmter ozonschichtschädigender und klimawirksamer Stoffe

Erfassung der Stoffe die laut Anhang I d. Verordnung (EWG) Nr. 594/91 des Rates vom 4.3.1991 zu einem Abbau der Ozonschicht führen und von klimawirksamen Stoffen, jeweils nach Art und Menge. Erhebung von Angaben bei Unternehmen, die solche Stoffe herstellen, einführen oder ausführen, oder in Mengen von mehr als 50 kg pro Stoff und Jahr zur Herstellung, Instandhaltung oder Reinigung von Erzeugnissen verwenden.

Nachhaltige Kälte- und Wärmeversorgung urbaner Räume mittels Fernkälte- bzw. Fernwärmenetzen unter dem Einsatz energieeffizienter und HFKW-freier Techniken

Durch den Klimawandel steigt der Bedarf an Komfortklimakälte auch in Deutschland stetig an. Viele Bestandsgebäude werden mit Klimatechnik auf- oder nachgerüstet, Neubauten im Nichtwohngebäudebereich werden selten ohne maschinelle Klimatisierung errichtet. Der Bedarf wird meist gebäudeindividuell ermittelt und die entsprechende Technik installiert. Durch den Anschluss an ein Fernkältenetz entfallen wesentliche Komponenten wie Kältemaschine(n) und Rückkühlwerk, was nicht nur den Raum zur Aufstellung dieser einspart, sondern die Kunden auch von der Einhaltung der damit verbundenen Verordnungen (z.B. 42. BImSchV, F-Gas-V) befreit. Ähnliches gilt analog für Fernwärmenetze. Durch die zentrale Bereitstellung von Kaltwasser ergeben sich mehrere positive Umwelt- und Wirtschaftlichkeitseffekte: Der aggregierte Energiebedarf ist abzüglich der Leitungsverluste ca. 40-50% niedriger gegenüber der gebäudeindividuellen Lösung. Die Spitzenlast eines Fernkältenetzes ist niedriger als die der Gebäude mit eigenem System aufsummiert, dementsprechend fällt die installierte Leistung niedriger aus (Ressourcen- und Investitionskostenersparnis). Lastverschiebungen durch Eisspeicher sind in zentralen Einrichtungen mit dem nötigen Fachpersonal einfacher und effizienter zu betreiben als in den einzelnen Gebäuden. Weiterhin sind in Fernkältezentralen oftmals verschiedene Techniken zur Deckung des Kältebedarfs (Kompressionskälte, Absorptionskälte, Nutzung von natürlicher Kälte (Flüsse, Stadtbäche, Seen, Brunnenkühlung)) installiert, die je nach Situation nahe am optimalen Betriebspunkt eingesetzt werden können. Die Hürden, Kältemaschinen mit umweltfreundlichen natürlichen Kältemitteln wie z.B. Ammoniak und Kohlenwasserstoffe einzusetzen, sind in Fernkältezentralen deutlich niedriger als in den Einzelgebäuden (insbesondere im Bestand).

Klimaschutz

Mit dem Projekt 'Klimaschutz' wird die Arbeit von Prof. Dr. Peter Hennicke als Sachverstaendigen in der Enquete-Kommission 'Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphaere' wissenschaftlich unterstuetzt. Die Unterstuetzung erfolgt prinzipiell auf den zwei Gebieten 'Energie' (Kohlendioxid) und 'Chemie' (v.a. Ozonabbau/FCKW), jeweils durch Beratung, Teilnahme und Vorbereitung von Anhoerungen und durch Erstellung von Positionspapieren bzw. Klein-Gutachten. Diese werden erst im Laufe des Projektes genauer bestimmt.

Bestimmung von sehr geringen Konzentrationen an HCl in Troposphaere und Stratosphaere

Aus Untersuchungen einer amerikanischen Arbeitsgruppe geht hervor, dass Fluorchlorkohlenwasserstoffe die die Erde umgebende Ozonschicht abbauen. Ueber das Mass dieses Abbaus lassen sich keine exakten Angaben machen, da zu viele Konzentrationen beteiligter Reaktanden und Gleichgewichts bzw. Geschwindigkeitskonstanten nur ungenuegend bekannt sind. Eine sehr grosse Bedeutung kommt bei den Berechnungen der HCl-Konzentration in der Troposphaere und Stratospaere zu. Das analytische Problem HCl-Konzentrationen, die kleiner als 0,01 ppbv sind, in der Troposphaere zu bestimmen, laesst sich nur durch neue Methoden loesen. Zur Zeit sind wir deshalb mit der Ausarbeitung von zwei Methoden beschaeftigt. Bei der ersten Methode wird zunaechst traegerfreies CrO3 durch Kernreaktionen hergestellt. Anschliessend erfolgt mit dem zu bestimmenden HCl eine Umsetzung und das gebildete CrO2Cl2 wird verfluechtigt und durch Bestimmung der Aktivitaet eine HCl-Bestimmung durchgefuehrt. Bei dem zweiten Verfahren wird die Selektivitaet eines EC-Detektors fuer bestimmte Substanzen ausgenutzt. HCl wird entweder mit halogenierten Epoxiden umgesetzt oder perfluorierte organische Verbindungen werden gespalten. Die entstehenden Verbindungen werden gaschromatographisch abgetrennt und mit hoher Nachweisempfindlichkeit mit einem EC-Detektor nachgewiesen.

Quantifizierung des Einflusses der stratosphärischen Zirkulation auf die Abschätzung troposphärischer Emissionen

Neue Studien zeigen, dass die Emissionen eines der wichtigsten Fluochlorkohlenwasserstoffe (FCKWs), des CFC--11, seit 2012 wieder ansteigen, was eine ernste Bedrohung für die Ozonschicht bedeutet. Allerdings sind die Abschätzungen der FCKW Emissionen mit großen Unsicherheiten behaftet. Die größte Unsicherheit stammt von Änderungen der stratosphärischen Zirkulation und deren Darstellung in derzeitigen atmosphärischen Modellen und Reanalysen. Die Methodiken, um diese Zirkulationsänderungen in Modellen besser einzuschränken, sind unzureichend.Ziel des Projekts ist es den Einfluß von Jahr-zu-Jahr Variabilität und dekadischen Änderungen im stratosphärischen Transport auf troposphärische Änderungen langlebiger Spurenstoffe, mit Fokus auf FCKWs, besser zu verstehen. Dazu werden neue Methodiken entwickelt und verbessert, um das stratosphärische Altersspektrum abzuleiten, die Verteilung der Transportzeit durch die Stratosphäre. In einem ersten Schritt wird die Methoden-Evaluierung im Modell durchgeführt. Drei verschiedene Methodiken zur Berechnung des Altersspektrums aus Mischungsverhältnissen chemischer Spezies werden verglichen. Diese Methodiken basieren auf (i) einer inversen Gauss-Funktions Parametrisierung, (ii) einer verbesserten Parametrisierung, und (iii) einer direkten Inversions-Methode. Für einen "proof of concept" werden die Resultate aller drei Methoden mit Altersspektren aus dem Lagrangeschen Atmosphären-Modell CLaMS verglichen, die im Modell exakt mit einer Pultracer-Methode berechnet werden. Im zweiten Schritt werden die Methodiken angewendet auf hochaufgelöste in-situ Spurengas-Messdaten aus Luftproben von Flugzeug-Messungen und von neuesten AirCore Messungen. Die Kombination von neuartigen Simulations- und Berechnungs-Methoden mit neuesten Messdaten zur Bestimmung des stratosphärischen Altersspektrums wird zu bisher nicht dagewesenen Einschränkungen des stratosphärischen Transports in Modellen führen. Durch Vergleich der Modell-Altersspektren aus Simulationen die mit verschiedenen meteorologischen Reanalysen angetrieben wurden, einschließlich der neuesten ERA5 Reanalyse und älterer Produkte (ERA-Interim, MERRA-2, JRA-55), soll die Robustheit der Modell-Darstellung stratosphärischer Transportänderungen abgeschätzt werden. Schließlich werden die Variabilitäten im stratosphärischen Transport untersucht und quantifiziert, sowie die Effekte dieser Variabilität auf die Spurengaszusammensetzung der unteren Stratosphäre und auf troposphärische Trends. Die aus dem Projekt resultierenden verbesserten Methodiken zur Abschätzung troposphärischer Spurenstoff-Budgets sollen der wissenschaftlichen Community zugänglich gemacht werden, und werden einen wichtigen Schritt darstellen hin zu einer verbesserten Berechnung von Emissionen langlebiger ozonzerstörender Substanzen und Treibhausgase.

Rueckgewinnung volatiler Narkosegase

Die gegenwaertig in der Gasnarkose eingesetzten Narkotika Halothan, Enfluran und Isofluran sind FCKW's, die groesstenteils ohne Umsetzung in die Atmosphaere freigesetzt werden. Durch Aktivkohlefilter lassen sich diese Gase absorbieren. In einer Vorstudie konnten wir zeigen, dass die adsorbierten Narkotika ohne chemische Umsetzung wieder thermisch desorbiert werden koennen. Ziel ist nun die Weiterentwicklung des Verfahrens und Anwendung in der Routine.

Reinigung von technischen Oberflaechen fuer plasmaunterstuetzte Beschichtungsprozesse

Ausgeloest durch verschaerfte gesetzliche Bestimmungen einerseits und staendig wachsende Ansprueche an technische Oberflaechen andererseits, muessen derzeit in allen Bereichen der industriellen Teilereinigung Anstrengungen zur Umstellung bislang praktizierter Verfahren getroffen werden. Im Zusammenhang hochentwickelter Beschichtungsverfahren spielt die Substratvorbehandlung im Zusammenhang mit der Schichthaftung und damit der Qualitaetssicherung eine wichtige Rolle. Zu den jahrelang fast ausschliesslich eingesetzten FCKW und CKW wurden in den letzten Jahren alternative Reinigungsverfahren entwikkelt. Dazu sind diverse nasschemische Verfahren auf der Basis waessriger, halbwaessriger und organischer Medien zu nennen, des weiteren trockenchemische Verfahren wie die Plasma- oder die UV/Ozonreinigung. Ein direkter und systematischer Vergleich dieser Verfahren hinsichtlich ihrer Eignung fuer bestimmte Reinigungsaufgaben und Moeglichkeiten ihrer Kombination steht bislang jedoch noch aus. Ziel des genannten Projektes ist die Evaluierung dieser Verfahren fuer den Bereich der plasmaunterstuetzten Beschichtungsprozesse. Zu diesen zaehlt die PACVD (plasma assisted chemical vapour deposition) und die PVD (physical vapour deposition). Im Projekt sollen anhand von vier ausgewaehlten typischen Schicht-Substratverbuenden die genannten Reinigungsverfahren einzeln und die Kombination (d. h. nasschemische mit anschliessender trockenchemischer Reinigung) unter Betrachtung funktioneller, oekologischer und oekonomischer Aspekte verglichen und optimiert werden.

Eine neue Bedrohung der stratosphärischen Ozonschicht durch anthropogene kurzlebige Halogenverbindungen

Die stratosphärische Ozonschicht bietet der Erde einen wirkungsvollen Schutzschild gegen den ultravioletten, schädigenden Anteil der solaren Strahlung. Der anthropogene Ozonabbau, verursacht durch Emissionen von langlebigen Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKWs), war eines der größten Umweltprobleme der letzten Jahrzehnte. Emissionen von FCKWs wurden infolge des Montrealer Abkommens von 1987 stark reduziert und eine langsame Erholung der Ozonschicht wird im Laufe der nächsten Jahrzehnte erwartet. Im Gegensatz dazu werden die Emissionen von sehr kurzlebigen Halogenverbindungen (Very Short-Lived Halocarbons, VSLH), welche auch stratosphärisches Ozon zerstören, aufgrund von neuen Technologien ansteigen. Chemische Oxidationsprozesse in der marinen Umwelt, insbesondere die neuartigen Behandlungsverfahren von Ballastwasser, und anwachsende tropische Makroalgenkulturen beeinflussen biogeochemische Kreisläufe und können zu einem starken Anstieg der VSLH Produktion und Emission führen. Zusätzlich zu ihrem schädlichen Effekt auf die Ozonschicht, beeinflussen VSLH den atmosphärischen Strahlungsantrieb und das Vermögen der Atmosphäre viele natürliche und anthropogene Spurenstoffe zu entfernen (atmosphärische Oxidationspotential). Momentan ist nur sehr wenig über die zukünftig zu erwartenden anthropogenen VSLH Emissionen aus dem Ozean sowie ihre bedrohliche Wirkung auf die atmosphärische Chemie bekannt und fundierte wissenschaftliche Untersuchungen sind dringend erforderlich. Das Ziel dieses Antrages ist es, momentane und zukünftige Emissionen anthropogener VSLH und ihren Einfluss auf atmosphärische Zusammensetzung und Chemie zu quantifizieren. Ein besonderer Fokus liegt auf der Untersuchung einer möglichen neuen Bedrohung der stratosphärischen Ozonschicht. In einem ersten Schritt werden globale Karten der ozeanischen Emissionen von anthropogenen VSLH erstellt. Im zweiten Schritt wird, basierend auf atmosphärischer Chemie-Transport Modellierung, die Entwicklung der anthropogenen VSLH in der Atmosphäre quantifiziert. Zu diesem Zweck werden Küsten-auflösende Modellsysteme entwickelt, welche später dazu beitragen Parametrisierungen anthropogener VSLH Prozesse für globale Klima-Chemie Modelle zu erstellen. In einem dritten Schritt wird der globale Einfluss der anthropogenen VSLH auf Ozonabbau, Strahlungsantrieb und atmosphärisches Oxidationspotential bestimmt und mögliche Rückkopplungsmechanismen werden identifiziert. Der interdisziplinäre Forschungsplan umfasst die Synthese existierender Daten, Messungen, sowie Ozean-Zirkulation-, Biogeochemie- und atmosphärische Klima-Chemie Modellierung. Das Forschungsvorhaben wird die Frage beantworten, ob anthropogene Aktivitäten in der marinen Umwelt eine Bedrohung für die stratosphärische Ozonschicht darstellen. Solch eine Risikoabschätzung ist von großer gesellschaftlicher Bedeutung und liefert entscheidende Information für politische Entscheidungsträger bezüglich der Planung zukünftiger menschlicher Aktivitäten.

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