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Positionspapier 71-V- DMA Elektrische Automation Betroffenheit der Branche der Elektrischen Automation bei einem umfassenden PFAS-Verbot im Rahmen der REACH Verordnung Datum: 19.09.2023 Hintergrund Die EU hat sich fr ein Pauschalverbot fr die Stoffgruppe der PFAS (Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen) im Rahmen der REACH-Verordnung ausgesprochen. Diese Stoffgruppe umfasst rund 10.000 verschiedene Stoffe, von denen manche schdlich sind, wenn sie in die Umwelt gelangen. Als Begrndung mglicher Beschrnkung wird in erster Linie die sehr hohe Persistenz genannt, sowie die hohe Mobilitt, das Bioakkumulationspotenzial, Langstreckentransportpotential, globales Erderwrmungspotenzial und kotoxizitt einiger PFAS-Substanzen angefhrt. Dieser umfassende Regulierungsansatz mit der Konsequenz eines umfassenden Verbots gefhrdet gesamte Produktionsprozesse im Maschinen- und Anlagenbau. PFAS-haltige Werkstoffe werden immer dann in Maschinen und Anlagen und Produktionsprozessen gebraucht, wenn extreme Rahmenbedingungen (hohe oder niedrige Temperaturen, hohe Reibungswiderstnde, aggressive /korrosive/toxische chemische Bedingungen oder eine Kombination derer) herrschen. Whrend sich in einigen Fllen ,,nur" die Leistungsfhigkeit vieler Produkte massiv verschlechtern wrde, knnten viele Produkte gar nicht mehr hergestellt, importiert und in Verkehr gebracht werden, so dass vielen Unternehmen durch ein PFAS-Verbot die Geschftsgrundlage vollstndig oder teilweise entzogen wrde. Bei den industriellen Anwendungen geht es hufig um den Einsatz von Fluorpolymeren. Einige davon wurden wissenschaftlich als ,,polymers of low concern" (PTFE, ETFE, FEP, PFA, PVDF und VDF-co-HFP) bewertet. Fr sie wurden, wie im VDMA Positionspapier zur PFAS-Requlierung vom 23.05.2023 erlutert, die Eigenschaften chemisch stabil, nicht toxisch, nicht bioverfgbar, nicht wasserlslich und nicht mobil bewiesen. Alle nicht von einer Ausnahme abgedeckten Anwendungen wren von einem direkten Verbot aller PFAS nach einer bergangsfrist von 18 Monaten betroffen (ca. 2026 / 2027). Weitere Informationen zu den Hintergrnden sind auf der PFAS-Website und dem allgemeinen Positionspapier zur PFAS-Requlierung des VDMA zu finden. VDMA e.V. Lyoner Str. 18 60528 Frankfurt am Main, Germany Telefon E-Mail Zvdma.org Internet vdma.org/Elektrische-Automation Vereinsregister AG Frankfurt/Main, Nr. VR4278 Elektrische Automation Vorsitzender: Jrg Freitag Geschftsfhrer: Dr. Reinhard Heister Prsident: Karl Haeusgen Hauptgeschftsfhrer: Thilo Brodtmann Auswirkungen auf die Branche der Elektrischen Automation bei einem umfassenden PFAS-Verbot Ein ausnahmsloses Verbot von PFAS htte verheerende Folgen fr die Unternehmen der Branche der Elektrischen Automation. Whrend sich in einigen Fllen ,,nur" die Leistungsfhigkeit vieler Produkte massiv verschlechtern wrde, knnten viele Produkte nicht mehr hergestellt, importiert und in Verkehr gebracht werden, sodass vielen Unternehmen durch ein PFAS-Verbot die Geschftsgrundlage vollstndig oder teilweise entzogen wrde. PFAS-Materialien finden sich in Komponenten der Elektrischen Automation unter anderem in Gestalt von Dichtungen, O-Ringen, Beschichtungen, Isolierungen, Membranen und Schmierstoffen, um die Funktionsfhigkeit der Komponenten und damit den auszufhrenden Prozess sicherzustellen. Sie finden Verwendung in Komponenten der Elektrischen Automation aufgrund ihrer Temperaturbestndigkeit, chemischen Bestndigkeit, Bestndigkeit gegenber aggressiven Gasen sowie ihren dielektrischen Eigenschaften. Erst diese Eigenschaften ermglichen den Einsatz der Komponenten in Anwendungen des Maschinen- und Anlagenbaus. Exemplarisch sollen die Auswirkungen eines vollstndigen Verbots im Folgenden anhand von den drei Produktgruppen Sensorik, Steuerungstechnik und Leitungs- und Verbindungstechnik der Branche der Elektrischen Automation, beispielhafter Produkte und ihrer Anwendung und typischen Branchen aufgezeigt werden. Sensorik Sensoren erfassen bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften ihrer Umgebung und geben diese als elektrisches Signal zur Auswertung weiter. Zu Ihnen gehren z. B. Gasdurchflussmessgerte, Staubmessgerte, Gasanalysatoren, Fllstandsensoren, Drucksensoren, Durchflusssensoren, Lichttaster, Lichtschranken, Zylindersensoren, Encoder oder auch Neigungssensoren. Gasdurchflussmessgerte dienen zur Erfassung von Volumenstrmen, Massenstrmen und Strmungsgeschwindigkeiten. Sie finden Anwendung in der Fackelgasmessung, untersttzen die Sicherheit in der Tunnelberwachung oder tragen zum Umweltschutz durch Emissionsberwachung bei, z. B. in der Erdgasindustrie, chemischer und kunststoffverarbeitender Industrie, Glasindustrie, Pharmaindustrie, petrochemischen Anlagen und Raffinerien, bei der Zementherstellung, Stahl- und Eisenerzeugung, Lebensmittelindustrie, bergabe- und Messstationen von stdtischen und regionalen Gasversorgern, Energieerzeugungsanlagen, Mllverbrennungsanlagen, Heizungs- und Lftungsanlagen, Papier- und Textilindustrie sowie Straen- und Eisenbahntunneln. Staubmessgerte ermglichen die sehr genaue Messung von Staub- und Partikelemissionen. Sie finden Anwendung in der berwachung von Raumluft und bei der technischen Umsetzung von Sicherheitsanforderungen fr Mensch und Natur z. B. in Industrieanlagen, Kraftwerken, Heizungsanlagen, Mllverbrennungsanlagen, in der Stahlproduktion sowie in Zementwerken. Extraktive Gasanalysatoren und kontinuierliche Emissionsberwachung (CEMS) werden fr Messaufgaben in der Emissions- und Prozesstechnik eingesetzt. Ihr Anwendungsfeld ist - 2 - unter anderem in Kraftwerken, Zementwerken, chemischer Industrie, Kunststoffherstellung, Aluminiumherstellung, Wasserstofferzeugung, Abgasreinigungsanlagen, Deponien und Biogasanlagen, Haus- und Sondermllverbrennung sowie auf Schiffen zur Emissionsberwachung. Fllstandsensoren werden bentigt zur Steuerung von Prozessen durch kontinuierliche Fllstandsmessung, Bevorratung und zur messtechnischen Absicherung von fluidhaltigen Tanks durch Grenzstandmessung. Fr diese Aufgaben werden unter anderem eingesetzt in der Metall- und Stahlindustrie, Nahrungsmittel- und Getrnkeindustrie, Zementwerken, kosmetischen und pharmazeutische Industrie, Wasserindustrie, chemischen Industrie, lund Gasindustrie, Elektronik und Solarindustrie, dem Automobilbau sowie der Holzindustrie. Drucksensoren ermglichen die universelle Druckmessung in Flssigkeiten und Gasen, z. B. in der Lebensmittel-, Getrnke-, Pharma- und Kosmetikindustrie. Durchflusssensoren ermglichen die Messung von Volumenstrmen, Druckluft und Durchflussberwachung in unterschiedlichsten Medien unter schwierigen Prozess- und Umgebungsbedingungen. Diese herrschen beispielsweise vor in der Lebensmittelindustrie, Kohle- und Erzfrderung, Kraftwerken, Baustoffindustrie und Zementwerken. Lichttaster und Lichtschranken dienen zur Objekterkennung in Industrien mit hohen Reinlichkeitsanforderungen (z. B. Nahrungs-, Genussmittel-, und Getrnkeindustrie). Die fr die Komponenten dort vorherrschenden rauen Umgebungen erfordern widerstandsfhige Komponenten gegen Vibration und mechanische Stobelastungen und Temperatureinflsse. Zylindersensoren werden verwendet zur Positionserfassung und Endlagenerkennung, z. B. zur Prozesssteuerung in Produktionsanlagen unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen, u. a. in Schleusentoren, Hochwasserschutztoren, aber auch in mobilen Maschinen wie Baggern, Lastwagen, Landmaschinen, Rettungsfahrzeugen, Werkzeugmaschinen, Elektronikfertigung, Handhabungs- und Montagetechnik, Kunststoffherstellung oder Industriebranchen mit explosionsgeschtzten Bereichen. Encoder und Neigungssensoren werden fr die exakte und effektive Geschwindigkeitsmessung und Positionsbestimmung in Industrieanlagen, in der Antriebstechnik, im Maschinenbau und in mobilen Arbeitsmaschinen eingesetzt. Ihr Anwendungsfeld ist unter anderem in der Medizintechnik, der Automobilbranche, in fahrerlosen Transportsystemen, in der Robotik, in der Holzindustrie, Metall- und Stahlverarbeitung und im Bereich der erneuerbaren Energien. Diese Vielzahl von Kundenbranchen fr wenige Komponenten aus der Sensorik zeigen auf, welche weitreichende Betroffenheit ein uneingeschrnktes PFAS-Verbot htte. So wre von einem umfassenden PFAS-Verbot beispielsweise die Prozessindustrie, Baustoffindustrie, Landmaschinenindustrie und Katastrophenschutzeinrichtungen betroffen. Auerdem sind PFAS relevant in Komponenten der Elektrischen Automation, die in Anlagen zur Herstellung von Produkten im Bereich der erneuerbaren Energien und der Treibhausgasreduzierung eingesetzt werden. Ein umfassendes Verbot wre somit fr das Gelingen der Transformation des Energiesystems in Europa und dem Erreichen der europischen Klimaziele stark einschrnkend. So finden sich z. B. PFAS-haltige Komponenten der Automatisierungstechnik (Drucksensoren) in der Vakuumtechnik, die bei der Fertigung von Produkten der erneuerbaren Energien (PV-Module, Windkraftanlagen, Wasserkraftanlagen) zum Einsatz kommen. Des Weiteren finden PFAS u. a. Anwendung in Emissionsmesssystemen, die eine wichtige Grundlage fr die Begrenzung und Reduzierung von CO2-Emissionen darstellen. - 3 - Besonders betroffen wre auch die Nahrungsmittel- und Getrnkeindustrie. In jenen Branchen werden zur Einhaltung der Reinlichkeitsanforderungen aggressive Reinigungsmedien verwendet. Die prozessberwachenden und -steuernden Komponenten wie Sensoren mssen aggressive Reinigungsmedien aushalten knnen. Ohne den Einsatz von PFAS in diesen Sensoren wre die Integration dieser Komponenten und eine verlssliche und genaue Prozessberwachung und damit Gewhrleistung der Sicherheit fr Mensch und Maschine sowie die Einhaltung der ntigen Qualitt fr den Endkunden nicht zu gewhrleisten. Die grundlegende Lebensmittelversorgung wre somit gefhrdet. Schlielich ist auch die sich gerade im Aufbau befindliche Wasserstofftechnologie und damit einhergehende Infrastruktur fr die Integration von wasserstoffbetriebenen Bussen, Schiffen, Zgen, etc. in das Verkehrswesen stark abhngig von Dichtungsmaterialien in den Komponenten der Elektrischen Automation, die fr die Funktion und Sicherheit dieser neuen Technologie einen relevanten Baustein darstellen. Durch die fr industrielle Anwendungen fehlende Substituierbarkeit von PFAS fhrt ein generelles Verbot fr die hochentwickelten Komponenten der Elektrischen Automation zwangslufig zu qualitativ schlechteren Produkten oder gar fehlender Zulassung fr diese Produkte, weil etablierte Sicherheitsstandards nicht mehr eingehalten werden knnen. Daraus folgt, dass auch die Maschinen und Anlagen bzw. die Anwendungen, die diese Komponenten integrieren, qualitativ schlechtere Produkte produzieren, erhhten Verschlei oder verkrzte Maschinenlebensdauern aufweisen oder diese im schlimmsten Fall gegebenenfalls aufgrund nichteinhaltbarer Sicherheitsbestimmen nicht mehr in den Markt eingefhrt werden knnen. Als Konsequenz wre eine Abwanderung der Produktion von Komponenten der Elektrischen Automation, Maschinen und Anlagen und auch Endprodukten, die auf diesen Maschinen und Anlagen produziert werden, zu erwarten. Dies wrde zu einem erheblichen volkswirtschaftlichen Schaden durch Marktverzerrung und Nachfragerckgngen im internationalen Wettbewerb fhren. Leitungs- und Verbindungstechnik PFAS werden umfassend in Querschnittstechnologien, beispielsweise als Dichtungen und Kabel verbaut und in allen relevanten Schlsseltechnologien eingesetzt, die mageblich ber den Erfolg des Green Deals in der EU mitentscheiden werden. Auch Lithium-Ionen-Batterien oder Wasserstofftechnologien sind dringend auf PFAS angewiesen. Kabel und Isolierungen Die Fluorelastomere (FKM) sind heute in Hochtemperaturumgebungen unverzichtbar. Fr die Kommunikationstechnik (EtherCAT) in Maschinen und Antriebstechnik ist eine hitzebestndige Isolierung notwendig. FKM-Isolierungen werden in Kabeln fr Servomotoren eingesetzt, weil sie hitzebestndig, langlebig und dielektrisch sind. Servomotoren werden in der Pharmatechnik und fr Maschinen mit Lebensmittelkontakt eingesetzt, wo die Dichtungsmaterialien aufgrund der notwendigen Reinigungsprozesse rauen Umgebungsbedingungen standhalten mssen. Fluorelastomere versprden nicht im Laufe der Zeit und haben eine lange Lebensdauer, was die Wartungsarbeiten an der Maschine minimiert. Weitere Fluorelastomere werden fr Stecker, Kabel und Dichtungen verwendet. FKM wird verwendet, da alternative Werkstoffe nicht die gleichen Eigenschaften in Bezug auf Hitzebestndigkeit oder Bestndigkeit gegen Chemikalien und le aufweisen. Die Industrie der Zukunft (Industrie 4.0) verspricht eine neue Stufe der Maschinenkommunikation mit schnellen Netzwerkverbindungen und hohen Datenraten. Die Basis dieser industriellen Revolution bildet eine verlssliche Glasfaser-Infrastruktur. So wird der Ausbau von 5G und Breitband-Internet zu einem zentralen Faktor der industriellen - 4 - Infrastruktur. Besonders das "Internet of Things" in Industrie und Logistik profitiert vom Breitbandausbau, flchendeckende Glasfaserverbindungen und eine gute 5G-Infrastruktur, liefern aber auch darber hinaus beste Voraussetzungen fr die digitale Transformation und damit fr Innovation und Wachstum. Ein zentraler Faktor fr die Funktionsfhigkeit der zugrundeliegenden Infrastruktur ist dabei weiterhin das Kabel. Bis zum Sendemast flieen die Daten auf konventionellem Wege, vermehrt durch Glasfaserleitungen. Kein Funk kann umgesetzt werden ohne Kabel. In der kritischen Infrastruktur der Energieerzeugung und Energiebertragung sind Kabel, Isolierungen und Dichtungen mit PFAS-Komponenten verbaut, die den rauen Umgebungsbedingungen standhalten, in denen sie eingesetzt werden. Aktuell garantieren alternative Werkstoffe aufgrund ihrer schlechteren Eigenschaften keinen strungssicheren Betrieb der Prozessanlagen in der kritischen Infrastruktur und somit wre eine einwandfreie Versorgung der Bevlkerung gefhrdet bzw. nicht mehr gegeben. Elektromotor: Elektrische Motoren sind in der Regel fr den industriellen Einsatz bestimmt und werden daher von geschultem Personal unter kontrollierten Bedingungen gehandhabt. Sie werden regelmig berprft, um ihre Funktionsfhigkeit whrend ihrer Lebensdauer zu gewhrleisten und werden auch regelmig zur Wartung an professionelle Serviceunternehmen geschickt, um die Lebensdauer zu verlngern. Auf diese Weise werden detaillierte Kenntnisse ber das Verhalten der eingesetzten Produkte und deren verwendeten Materialien gewonnen. Festgestellt wurde, dass aufgrund der Abriebsbestndigkeit der Fluorelastomere Emissionen in die Umwelt nahezu ausgeschlossen werden knnen. FKM-Isolierungen werden in Kabeln fr Elektromotoren verwendet, weil sie hitzebestndig, langlebig und dielektrisch sind. Elektromotoren werden in der Pharmatechnik und fr Maschinen mit Lebensmittelkontakt eingesetzt, wo die Dichtungsmaterialien aufgrund der notwendigen Reinigungsprozesse rauen Umgebungsbedingungen standhalten mssen. Fluorelastomere werden im Laufe der Zeit nicht sprde und haben eine lange Lebensdauer, was Wartungsarbeiten an der Maschine minimieren. Zurzeit zeigen alternative Werkstoffe wie NBR (synthetischer Kautschuk) nicht die gleiche Leistung wie Fluorelastomere bei der Akzeptanz von Temperaturschwankungen. FKM ist temperaturbestndig und erlaubt den Einsatz in Umgebungen mit groen Temperaturschwankungen. FKM wird verwendet, weil alternative Werkstoffe nicht die gleichen Eigenschaften in Bezug auf Hitzebestndigkeit oder lbestndigkeit aufweisen. Insbesondere die Eigenschaft der lbestndigkeit ist fr industrielle Anwendungen unerlsslich. Alternative Dichtungswerkstoffe, wie z.B. Silikon, knnen in der automobilen Oberflchenbehandlung nicht eingesetzt werden, da der alternative Werkstoff Silikon die Bedingung "Frei von lackbenetzungsstrenden Substanzen" nicht erfllt. Das Dichtungsmaterial ist fr die Lebensdauer eines Produkts von entscheidender Bedeutung. In rauen Umgebungsbedingungen entscheiden vor allem die Materialeigenschaften der Dichtungen - neben der Gehuseoberflche - darber, ob das Produkt viele Jahre problemlos betrieben werden kann oder nach kurzer Zeit recycelt werden muss. Abriebfestigkeit im industriellen Umfeld trgt dazu bei, dass die Maschinen beim Anwender besonders wartungsarm sind und die Motoren eine entsprechend lange Lebensdauer haben - Kugellager halten lnger, wenn kein Staub in sie eindringt - abrasive Stube fhren sonst zu einem vorzeitigen Ausfall des Motors und damit zum Ausfall der Produktionsmaschine als solche. - 5 - Die oben genannten notwendigen Eigenschaften von FKM zeigen die breite Anwendung in diversen Bereichen, von der Nahrungsmittelindustrie ber Pharmazie/Medizintechnik, Kommunikationstechnik, Windkraftanlagen und Photovoltaikanlagen bis hin zu Anlagen der kritischen Infrastruktur (Eisenbahninfrastruktur, Wasser- und Abwassertechnik). Durch die fr industrielle Anwendungen fehlende Substituierbarkeit von FKM fhrt ein generelles Verbot zwangslufig im Bereich der Pharmazie- und Medizintechnik dazu, dass die Produktion und die Anlagenverfgbarkeit ins Stocken gert oder gar ausfllt. Dies fhrt wiederum zu Lieferengpssen fr versorgungsrelevante Arzneimittel. Steuerungstechnik Neben Sensoren und Aktoren sind Steuerungen ein zentrales Element in der Automatisierungstechnik. Der Begriff Steuerungstechnik bzw. industrielle Steuerungstechnik steht stellvertretend fr Vorrichtungen, die steuern, regeln, berwachen, Daten sammeln, kommunizieren und diagnostizieren. Automatisierungslsungen sind in der Regel komplex. In der Steuerungstechnik werden Komponenten aus den Bereichen der Antriebstechnik, Sensorik und der Leitungs- und Verbindungstechnik zu Steuerungslsungen integriert. Daher gelten die in den oberen Bereichen genannten Argumente ebenso fr die Steuerungstechnik. Ein umfassendes PFAS-Verbot gefhrdet auch grne Technologien, von Windenergieanlagen ber die Wasserstofferzeugung bis hin zur Produktion von Brennstoffzellen und Photovoltaikanlagen. Der Ausbau der E-Mobilitt ist notwendig, um die Umweltziele zu erreichen. Komponenten aus PFAS sind fr diese Produkte und auch fr ihre industriellen Herstellungsprozesse unverzichtbar und somit fr den Ausbau der E-Mobilitt essenziell. Forderungen des VDMA Elektrische Automation Der VDMA Elektrische Automation fordert einen neu definierten Sektor (,,use-sector") ,,Electrical Automation", der eine Ausnahme fr die Produktgruppen aus der Prozess-, Fabrik- und Logistikautomation abbildet. Fr diesen Sektor fordert der VDMA Elektrische Automation eine Ausnahme fr langkettige Fluorpolymere (polymers-of-low-concern), die eine Stoffgruppe von 38 Stoffen umfasst und die von der Forschung als unbedenklich angesehen werden. Fr diesen Sektor fordert der VDMA Elektrische Automation darber hinaus fr PFAS, die nicht der Stoffgruppe der langkettigen Fluorpolymere (polymers-of-low-concern) angehren, eine allgemeine bergangszeit von 12 Jahren anstelle von 18 Monaten fr alle Produkte. Innerhalb der 12 Jahre ist es mglich, alternative technische Lsungen zu entwickeln, testen und zu zertifizieren, da aktuell keine Alternativlsungen zur Verfgung stehen. Ihr Kontakt im VDMA Dr. Reinhard Heister Geschftsfhrer Elektrische Automation Telefon: E-Mail: @NA lma.org. -6