Kältemittel im Überblick: Künftige Entscheidungen
Historischer Hintergrund
In der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts wurden neue, chemisch stabilere Kältemittel mit guten thermodynamischen Eigenschaften, ungiftig und nicht brennbar, auf den Markt gebracht. Schade, dass Umweltaspekte erst in den 1970er Jahren berücksichtigt wurden. Tatsächlich wurden bei diesen neuen Kältemitteln, FCKW und H-FCKW, Chlor und Fluor in großen Mengen verwendet. Unglücklicherweise wurde festgestellt, dass diese Elemente sowohl zum Abbau des atmosphärischen Ozons, als auch zur Entstehung des Treibhauseffekts wesentlich beigetragen haben.
Montreal-Protokoll und nachfolgende Beschränkungen
Der Umweltnotstand führte zu einem globalen Abkommen, dem Montrealer Protokoll (1992), das zunächst den Verzicht auf FCKW und später auf H-FCKW vorsah. Danach folgten im Laufe der Jahre international und national weitere Vereinbarungen und Regelungen mit weiteren Beschränkungen des Einsatzes von Gasen mit hohem Treibhauseffekt. Darum kam es zur Einführung des GWP-Index (Global Warming Potential), einem allgemein anerkannten Parameter, mit dem deutlich werden soll, ob die Stoffe aus ökologischer Sicht mehr oder weniger nachhaltig sind. Auf EU-Ebene wurde außerdem das Ziel für 2030 festgelegt, den Einsatz von HFKW um 79 % gegenüber 2010 zu reduzieren.
Die HFOs
In diesem Zusammenhang wurde eine neue Reihe von Kältemittelprodukten mit sehr interessanten Eigenschaften entwickelt. Die HFOs behalten tatsächlich eine hohe Effizienz bei und reduzieren gleichzeitig die Umweltbelastung erheblich, da sich ihre Moleküle in der Atmosphäre sehr schnell zersetzen, was zu einem sehr niedrigen GWP führt. Darüber hinaus sind diese Kältemittel nach ASHRAE 34 als A2L klassifiziert, d.h. ungiftig und leicht entzündlich. Tatsächlich benötigen sie zum Entzünden mindestens 1000-mal mehr Energie als Kohlenwasserstoffe, und die Brenngeschwindigkeit ist so gering, dass sich die Flammen im Falle einer Entzündung sehr langsam ausbreiten und von selbst verlöschen. Diese Eigenschaften machen die HFOs zu einer sicheren Wahl in einer Vielzahl von Anwendungen (Kälte, Klima, Wärmepumpen).
*A2L and B2L are lower flammability refrigerants with a maximum burning velocity of <10 cm/s
Wir bei Geoclima haben sofort an das Potenzial dieser Innovation geglaubt: 2012 haben wir die weltweit erste Kältemaschine mit HFO-1234ze (GWP <1 gemäß IPCC-Bericht von 2015) von Honeywell auf den Markt gebracht. Unsere Wahl war sowohl aus ethischen als auch aus kommerziellen Gründen motiviert. Wir sind davon überzeugt, dass die HFOs die beste Kombination aus Leistung, Sicherheit, Kosten und Umweltvorteilen darstellen, wenn wir alle technischen Anforderungen berücksichtigen, die ein Kältemittel heute haben muss.
Unsere Referenzliste von Projekten mit HFO:
„Natürliche“ Kältemittel
Eine Alternative zu den HFOs stellen aus ökologischer Sicht Industriechemikalien wie Kohlenwasserstoffe (zB Propan und Butan), CO2 und Ammoniak dar. Diese chemischen Kältemittel haben sehr niedrige GWP-Werte (0 bis 4) und werden als „natürlich“ bezeichnet, da die genannten Stoffe in der Natur vorkommen. Paradoxerweise waren sie die ersten Kältemittel, die um die Jahrhundertwende verwendet wurden, aber weil sie einige Probleme in Bezug auf Hygienestandards, Sicherheit, Lagerung, Verwendung und Entsorgung aufwarfen, wurden sie durch FCKW und H-FCKW ersetzt. Kohlenwasserstoffe zum Beispiel haben ausgezeichnete thermodynamische Eigenschaften, sind „grün“, aber da sie sehr brennbar sind, gibt es besondere Anforderungen an die Systeme, in denen sie verwendet werden. Im Laufe der Jahre haben sich die Technologie und das Wissen von Designern und Technikern jedoch so weit entwickelt, dass heute immer häufiger Kohlenwasserstoffe in kleinen Systemen (Haushaltskühlschränke, Wohnklimaanlagen), CO2 in gewerblichen Kühlsystemen und Ammoniak in industriellen Kühlsystemen gefunden werden.
Unsere Referenzliste von Projekten mit natürlichen Kältemittel:
Was ist mit Morgen?
Die neuen, immer restriktiveren Umweltbestimmungen prägen das Schicksal der HFKW und ihrer schrittweisen Abschaffung. Der künftige Kältemittelmarkt wird sicherlich von den HFOs dominiert werden; und durch HFC/HFO-Mischungen, die die Vorteile beider Technologien nutzen, um das beste Leistungsprofil bereitzustellen, basierend auf niedrigerem GWP, geringer Entflammbarkeit, Effizienz und Benutzerfreundlichkeit, und schlussendlich durch eine Art Rückkehr zu den Ursprüngen mit der zunehmenden Verbreitung von Erdgas dank fortschrittlicher technologischer Lösungen und neuer Sicherheitsstandards.
