Kältemittel: Die langwierige Suche nach umweltverträglicher Kühlung

Auf Kühlung angewiesene Branchen wie der Lebensmittelhandel und die Automobilindustrie mussten lange auf treibhausgashaltige Kältemittel zurückgreifen. Inzwischen kommen zunehmend Ersatzprodukte zur Anwendung, doch auch diese haben ökologische oder sicherheitstechnische Handicaps. Die Suche nach optimalen Kältemitteln muss deswegen nicht nur dem Schutz der Umwelt, sondern auch der Energieeffizienz und der Sicherheit Rechnung tragen.

Text: Pieter Poldervaart

Während Jahrzehnten galten in der Kältetechnik Fluorchlorkohlenwasserstoffe als die perfekte Chemikalie. Doch in den 1970er-Jahren wurde klar, welch grossen Schaden die unter dem Kürzel FCKW bekannten Stoffe in der Ozonschicht anrichten. 1987 läutete deshalb das Montreal-Abkommen ihr weltweites Verbot ein. Seither ist die Kälteindustrie damit beschäftigt, nach immer neuen Alternativen zu suchen. Mit Tetrafluorethan (R134a) war schon bald ein neues Kältemittel ohne schädigende Nebenwirkung für die Ozonschicht gefunden. Bloss, so zeigte sich, hat es andere negative Eigenschaften: In der Luft freigesetztes R134a ist stark klimaschädigend. Dieses Kältemittel zählt zu den synthetischen Treibhausgasen, deren Bedeutung stark zugenommen hat. Machten die synthetischen Gase 1990 knapp 0,5 % der Schweizer Emissionen aus, waren es 2012 bereits 2,9 %. Der weltweite Ausstoss könnte unter «Business as usual»-Bedingungen im Jahr 2050 rund 10 bis 20 % der gesamten Treibhausgasemissionen erreichen.

Die Lebensmittelbranche, die auf Kühlung im grossen Stil angewiesen ist, setzt deshalb zunehmend auf Kohlendioxid (CO2) als Kältemittel. Sein Vorteil: Es ist 1430-mal weniger klimawirksam als Tetrafluorethan. «Darüber hinaus ist der Stromverbrauch bei CO2-Kühlungen tiefer als bei anderen Kältemitteln», sagt Coop-Sprecher Urs Meier. Zudem könne die Abwärme effizienter genutzt werden. Deshalb installiert der Grossverteiler seit 2010 nur noch CO2-Kühlanlagen. Bereits sind 300 Supermärkte umgerüstet, was 40 % aller Standorte entspricht. Dieselbe Politik verfolgt Coop auch im Ausland, erklärt Urs Meier: «Anfang 2014 eröffneten wir eine neue Filiale unserer Abholgrossmarktkette Fegro/Selgros im russischen Wolgograd - und nahmen dort die erste CO2-Kälteanlage Russlands in Betrieb.» Weitere Verbesserungen strebt Coop durch optimierte Prozesse und Kühlmöbel an. Auch Konkurrent Lidl setzt nebst Ammoniak auf CO2 als Kältemittel. Für kleinere Kühleinheiten kommt auch Propan zum Einsatz. Doch, so gibt Lidl-Sprecher Dominik Lehmann zu bedenken, sei dies technisch herausfordernd: «Anlagen mit CO2 arbeiten mit hohem Druck. Das macht entsprechende Sicherheitsvorkehrungen nötig.»

Autobranche sucht nach Ausweg

Neben dem Detailhandel sind Kältemittel heute auch in der Autoindustrie unverzichtbar. Es ist noch gar nicht lange her, da waren auf Schweizer Strassen kaum Autos mit Klimaanlage unterwegs. Doch mittlerweile ist die angenehm kühle Raumtemperatur auch im Auto der Normalfall. In Deutschland sind praktisch alle neu immatrikulierten Autos serienmässig mit Klimaanlage ausgerüstet - betrieben zum überwiegenden Teil mit R134a. In der EU ist das klimaschädigende Kältemittel ab 2017 in Neuwagen verboten. Mit der sogenannten europäischen Gesamtgenehmigung sind auch die hierzulande importierten Personenwagen davon betroffen. Thomas Rohrbach, Sprecher des Bundesamtes für Verkehr (BAV), präzisiert, die EU-Verordnung beziehe sich auf das maximale Treibhauspotenzial neuer Kältemittel, nicht aber auf die Stoffe selbst.

Tatsächlich testet die Autoindustrie zurzeit verschiedene Alternativen zum in Verruf geratenen R134a. Einige wenige Hersteller setzen bereits heute Tetrafluorpropylen (R1234yf) ein. Die wichtigsten Pluspunkte dieses Stoffes: Er ist technisch einfach anzuwenden und verfügt über ein sehr tiefes Treibhauspotenzial. Negativ zu Buche schlägt, dass sich das Gas entzünden kann, wenn es bei einem Unfall ausläuft. Dabei bildet sich toxischer Fluorwasserstoff. Auch wenn es nicht zu einem Brand kommt, entwickelt das Kältemittel ein problematisches Abbauprodukt. Es ist giftig für Pflanzen, extrem stabil und kann sich in Oberflächengewässern anreichern.

Ausserdem öffnet das neue Produkt Umweltbetrügereien Tür und Tor. In mit R1234yf betriebene Klimaanlagen lässt sich nämlich verbotenerweise auch das viel stärker klimaschädigende Kältemittel R134a nachfüllen. Die Befürchtung, dass auf Kosten der Umwelt betrogen wird, ist begründet. So wird in einigen Ländern immer noch auch das ozonschichtschädigende und längst verbotene FCKW in Autoklimaanlagen nachgefüllt.

Bedürfnis nach Kühlung wächst

Die Suche nach einem Kältemittel ganz ohne jeden Pferdefuss ist also schwierig. Deshalb ruht die Hoffnung der Autobranche genau wie in der Lebensmitteindustrie auf Kohlendioxid. Bloss ist diese Technologie im Automobilbau komplett neu und bedingt eine innovative Konstruktionsweise für Klimaanlagen. Kommt dazu, dass CO2 schon bei tieferen Konzentrationen erstickend wirkt als dies bei R134a der Fall ist. Die Automobilhersteller müssen daher sicherstellen, dass bei einem Leck im Autoinnern keine gefährliche CO2-Konzentration erreicht wird. Als positiver Nebeneffekt wird das Nachfüllen mit umweltbelastenden Kältemitteln verunmöglicht.

«Eine Wunderlösung», prognostiziert Blaise Horisberger, zuständig unter anderem für Kältemittel beim BAFU, «wird es in der Kältetechnik deshalb auch künftig nicht geben, weder für Supermärkte noch für Autohersteller.» Diese Beurteilung gelte nicht nur für die Kältemittel CO2, R1234yf und 134a, sondern auch für Ammoniak, das beispielsweise bei grossen stationären Kühlhäusern oder Kunsteisbahnen Verwendung findet. Denn alle heute diskutierten Kältemittel würden neben unbestrittenen Vorteilen auch Risiken aufweisen, die sich allerdings durch geeignete Massnahmen entschärfen liessen. Für die Zukunft rechnet Blaise Horisberger auch in unseren Breitengraden mit einem wachsenden Bedürfnis nach Kühlung - und daher mit einer anhaltenden Expansion der Kältetechnik: «Insbesondere bei der Raumklimatisierung werden die Ansprüche an gesteuerte Temperaturen weiter steigen.» Umso wichtiger ist es für den BAFU-Fachmann deshalb, dass künstliche Kälte möglichst umweltverträglich und energieeffizient erzeugt wird, aber ohne nicht zu bewältigende Risiken.

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Letzte Änderung 26.11.2014

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