Cool bleiben!

Die neue F-Gase-Verordnung ist dem Lebensmittelhandel bekannt. Welche enormen Auswirkungen sie haben kann, ist indes vielen Marktbetreibern noch nicht bewusst. Vor allem in Bezug auf die zahlreichen Bestandskälteanlagen. Die meisten davon sind befüllt mit Kältemitteln der Bezeichnungen R404A oder R507A. Teilweise findet sich sogar noch R22, das bereits seit dem Jahr 2000 in Neuanlagen und mittlerweile komplett verboten ist. Ein Service-Fall legt diese Systeme sofort lahm. Auch die beiden anderen Stoffe werden wegen ihres hohen Treibhauspotenzials verboten. Allerdings erst 2020. Doch bereits heute hat die Verordnung eine Mengenverknappung zur Folge. Die daraus resultierenden Preissteigerungen werden aus Wettbewerbsgründen bisher nur zögerlich weitergegeben, berichten die Hersteller. Auch Service-Verträge mit festgeschriebenen Kältemittelpreisen schützen den Handel bis dato vor Erhöhungen. Ab 2018 aber wird sich die verfügbare Bezugsmenge von R404A und R507A ein zweites Mal spürbar verringern. Spätestens dann drohen Betreibern Kostensprünge. Der Handel sollte also Vorkehrungen treffen. Wenn kein Marktumbau ansteht, ist ein Kältemittelaustausch die einfachste Lösung. Der Kältemittel-Markt bietet Ersatz in Form von Reinstoffen oder Gemischen mit einem deutlich niedrigeren Treibhauspotenzial. Verglichen mit dem Stand der Technik sind sie aber noch lange nicht nachhaltig.

Natürlich oder synthetisch?

Echte Nachhaltigkeit ergibt sich erst beim Einsatz von Niedrig-GWP-Kältemitteln. GWP steht für Global Warming Potential, den Wert eines Kältemittels für das Treibhauspotenzial. Im Bestand ist der Einsatz dieser Niedrig-GWP-Kältemittel nur mit höherem Aufwand möglich, sie sind daher vor allem für Neuanlagen relevant. Dabei muss ein Marktbetreiber eine grundsätzliche Entscheidung treffen: Will er künstlich hergestellte Kältemittel einsetzen? Oder natürliche Stoffe verwenden? Wer für seinen Markt eine DGNB-Zertifizierung oder das Umweltzeichen „Blauer Engel“ anstrebt, sollte sich aufgrund entsprechender Vorgaben für Variante zwei entscheiden.

Die Abwärme aus Kühlmöbeln, hier ein dezentrales Propansystem, lässt sich zu Wärmezwecken nutzen. (Abb.: Cool Italia)

Wie vor Jahren beim FCKW- und HFCKW-Ausstieg hat die chemische Industrie aber auch synthetische Kältemittel entwickelt, die den neuen Verordnungen gerecht werden. Diese als HFO (Hydrofluorolefine) bezeichneten Verbindungen haben tatsächlich ein vernachlässigbares Treibhauspotenzial. Gleichzeitig sind sie im Umgang ihren Vorgängern sehr ähnlich, was den Anlagenbauern und der Komponenten entwickelnden Industrie den Umstieg leicht macht. Über die Entflammbarkeit oder Toxizität der Stoffe streiten sich Gegner und Befürworter derweil noch, vor allem allerdings, was den Einsatz in Pkw-Klimaanlagen angeht. Für stationäre Anwendungen sind die HFO nach Meinung von Experten eine gangbare Lösung ohne großes Gefährdungspotenzial.

CO2 und Propan im Kommen

Eine Alternative dazu bieten natürliche Kältemittel. Zwei Trends zeichnen sich in Deutschland ab. CO2 ist heute bei mittleren und großen Märkten für die Tiefkühlung gesetzt. Mit einer sog. Kaskade oder einem Boostersystem kann bei gleichem Kältemittel zusätzlich die Normalkühlung erfolgen. Neben den großen Geräteherstellern entdecken allmählich immer mehr Kälteanlagenbauer dieses in Vergessenheit geratene Hochdruckkältemittel. Die Konsequenz daraus werden auch Lösungen für kleine Märkte, für Metzgereien, für die Gastronomie und ähnliche Verwendungen sein.

Mittels Latentwärmespeichern mit PCM-Kugeln kann später nutzbare Kälte erzeugt werden. (Abb.: Frigoteam)

Gleiches gilt auch für den Einsatz von Kohlenwasserstoffen wie Isobutan oder Propan für gewerbliche Kälteanlagen und Flüssigkeits-Kühlsätze. Propan wird bereits seit Jahren in steckerfertigen Geräten verwendet. Nun gibt es in Deutschland erste Märkte und Discounter, die Propan in dezentralen Kältesystemen auch für die Normalkühlung und in Tiefkühlzellen einsetzen. Dabei wurden alle bisherigen Hürden wie die Füllmengenbegrenzung (Norm IE C 60335) oder Explosionsschutz-Richtlinien genommen. Propan ist und bleibt aber leicht entflammbar, Sicherheitsvorkehrungen sind also oberstes Gebot. Die Kältemitteleigenschaften bieten aber Vorteile gegenüber CO2 und versprechen einen guten Kompromiss aus Effizienz und Nachhaltigkeit.

Unsere europäischen Nachbarn sind bei Propan schon einige Schritte weiter. Der österreichische Kühlmöbelhersteller AHT liefert mit Vento Green Kühlregale und zugehörige Kältesysteme, die HAVO Group AG hat in der Schweiz bereits einige Märkte mit Propan ausgerüstet, der italienische Hersteller Rivacold baut kleine Aggregate für Kühlzellen. Und wenn nun auch der US-amerikanische Komponentenhersteller Emerson für seine Verdichter im Komponentenhandel Propanfreigaben erteilt – trotz Produkthaftungsrisiken –, hat das Signalwirkung.

Ein Trend abseits der Kühlmittel ist die Rückgewinnung scheinbar nutzloser Abwärme. Denn Kühlung bedeutet immer automatisch, dass Wärme von A (dem Produkt) entzogen, zu B (dem Verflüssiger) transportiert und dort an C (die Umgebung) abgegeben wird. Immer mehr Beispiele zeigen Möglichkeiten, diese Abwärme nutzbar zu machen, ob direkt zum Heizen und für das Warmwasser oder indirekt zum Antrieb einer zusätzlichen Adsorptionskälteanlage, oder auf andere Art und Weise.

Kälteanlage als Energiespeicher

Einen Ansatz mit Zukunftspotenzial stellt darüber hinaus die Idee „Power to Cold“ dar. Dabei geht es um zwei Aspekte: Strom zu nutzen, wenn er günstig oder verfügbar und „grün“ ist sowie die Kälteanlage als Energiespeicher zu verwenden. Die Welt der Kältetechnik wird damit auf den Kopf gestellt. Denn normalerweise arbeitet die Lebensmittelkühlung, wenn Wärme entzogen wird – sonst nicht. Produziert aber gerade die PV-Anlage oder ist gehandelter Strom besonders günstig, dann wäre es doch sinnvoll, diese elektrische Kraft zu nutzen. Entweder, indem Kühltemperaturen kurzfristig abgesenkt und Kühlgüter somit zu Puffern werden. Oder indem ein Latentwärme- oder Eisspeicher aufgeladen und später nutzbare Kälte erzeugt wird. Erste Ideen eines dafür notwendigen Lastmanagements wurden anlässlich des "EHI Energiemanagement Kongress 2015" diskutiert. Wenn zukünftig Planer, Laden- und Kälteanlagenbauer sowie Energiemanager und -dienstleister eng zusammen arbeiten, kann „Power to Cold“ durch die vielen tausend verfügbaren Kälteanlagen ein nennenswerter Beitrag zur deutschen Energiewende werden.

Fotos (1): AHT (1)

Abbildungen (2): Cool Italia (1), Frigoteam (1)

Weitere Informationen: redaktion@ehi.org