IM FOKUS: NATÜRLICHE KÄLTEMITTEL

„Wir befinden uns im Jahrzehnt der natürlichen Kältemittel, in vielen Branchen werden sie zur dominierenden Kraft“, erklärte Marc Chasserot, Gründer und CEO von ATMOsphere, in einer von Güntner veranstalteten Diskussionsrunde auf der Chillventa 2022. Dabei bezog er sich auf die in der Kälte- und Klimatechnik rasant steigende Nutzung natürlicher Alternativen zu synthetischen Kältemitteln, die sich als schädlich für unseren Planeten und die Gesundheit erwiesen haben.

Güntner setzt sich bereits seit langer Zeit für den Einsatz natürlicher Kältemittel ein, insbesondere Kohlendioxid, Ammoniak und Kohlenwasserstoffe. „Fast die Hälfte, der von uns im Jahr 2022 verkauften Produkte, war auf die Verwendung mit natürlichen Kältemitteln ausgelegt und wir gehen davon aus, dass dieser Anteil in Zukunft deutlich schneller ansteigen wird“, so Michael Freiherr, Geschäftsführer von Güntner. „Und das kann unserem Planeten nur zugute kommen.“
In diesem Artikel gehen wir genauer auf die zahlreichen Vorteile natürlicher Kältemittel ein.

AUFSTIEG UND FALL SYNTHETISCHER KÄLTEMITTEL

Von Menschen gemachte Kältemittelgase haben sich immer wieder als schädlich erwiesen.


Im Jahr 1937 erhielt der amerikanische Ingenieur Thomas Midgley Jr. die Priestley-Medaille der American Chemical Society für besondere Verdienste auf dem Gebiet der Chemie. Denn ihm gelang die Entwicklung von Freon, dem ersten von vielen vollhalogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW), teilhalogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffen (HFCKW) und teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen (HFKW) – nicht giftige und nicht brennbare Gase, die als Kältemittel eingesetzt werden konnten. Diese wurden in den darauffolgenden Jahrzehnten in zahlreichen Bereichen der Kältetechnik für Industrie, Gewerbe und private Haushalte eingesetzt.

Doch die Geschichte würde weniger begeistert über die Arbeit von Midgley urteilen. In den 1970er Jahren entdeckten Wissenschaftler:innen, dass FCKW-Gase der Ozonschicht der Erde, die diese vor ultravioletter Strahlung schützt, erheblichen Schaden zufügen. Dies führte dazu, dass sie 1987 mit dem Montreal-Protokoll faktisch verboten wurden. HFCKW-Gase, die die Ozonschicht auf ähnliche Weise, wenn auch in geringerem Maße schädigen, wurden heute ebenfalls weltweit fast vollständig abgeschafft.

Damit bleiben nur noch die HFKW-Gase – aktuell die weltweit am häufigsten eingesetzten synthetischen Kältemittel. Auch wenn diese nicht die Ozonschicht schädigen, handelt es sich letztendlich um Treibhausgase, deren Wirkung in Bezug auf ihr Treibhauspotenzial (GWP) hundert- bis tausendmal so stark ist wie die des Kohlendioxids.

Eine vor Kurzem entwickelte synthetische Alternative zu HFKW-Gasen sind Hydrofluorolefine (HFO), die lediglich 0,1 % des Treibhauspotentials von HFKW aufweisen. Jedoch produzieren sowohl HFKW als auch HFO als Abbauprodukt Trifluoressigsäure (TFA), das nach Ansicht vieler Wissenschaflter:innen der Umwelt, dem Meeresleben und uns Menschen schadet.

GRÜNDE FÜR EINEN WANDEL

Eine Vielzahl von Faktoren spricht für die Umstellung auf natürliche Kältemittel.

REGULIERUNG
Es überrascht nicht, dass die schädlichen Auswirkungen heutiger synthetischer Kältemittel zu strengen Vorschriften geführt haben, die ihren Gebrauch reglementieren. Im Jahr 2016 verabschiedeten 197 Staaten eine Änderung des Montrealer Protokolls, mit der sie sich zur Reduzierung des Verbrauchs und der Herstellung von HFKW-Gasen in den kommenden 30 Jahren um mehr als 80 % verpflichteten. Darüber hinaus haben viele Länder und Regionen ihre eigenen, noch strengeren Vorschriften eingeführt. So zielt zum Beispiel in Europa die F-Gas-Verordnung der EU darauf ab, die Emissionen von fluorierten Treibhausgasen, einschließlich FKW, bis 2030 um zwei Drittel zu senken. Die REACH-Verordnungen der EU, die bestimmen, welche Chemikalien innerhalb der EU hergestellt und verwendet werden dürfen, können ebenfalls zum Verbot bestimmter HFKW-Gase führen.

„Die F-Gas-Verordnung ist die weltweit wichtigste Gesetzgebung für die Kälte- und Klimabranche im Hinblick auf eine Förderung natürlicher Kältemittel“, betont Chasserot. „In anderen Ländern, insbesondere den USA, dient sie als Vorlage für eigene Verordnungen.“

In den USA soll durch den im Jahr 2020 vom Kongress verabschiedete American Innovation and Manufacturing (AIM) Act die Produktion und der Verbrauch von HFKW-Gasen im Land bis 2036 um 85 % gedrosselt werden. Vorschlägen der Umweltschutzagentur des Landes, EPA, zufolge werden die Herstellung, der Verkauf und der Import von Produkten, die bestimmte HFKW enthalten, innerhalb der nächsten Jahre verboten werden.

Da die schädlichen Auswirkungen von HFO-Gasen immer weiter erforscht werden, ist es zu erwarten, dass in Zukunft auch für ihre Verwendung einschränkende Vorschriften eingeführt werden.

ESG-BEDENKEN
Die Umwelt spielt heutzutage eine tragende Rolle im unternehmerischen Denken. Laut einer jüngeren Studie des Finanzdienstleisters Morningstar besitzen neun von zehn Unternehmen bereits eine offizielle Strategie zum Management ihrer Umwelt-, Sozial- und Governance-Praxis (ESG) oder erarbeiten diese. Dabei sind sie sich insbesondere ihrer Verantwortung in Bezug auf das Pariser Abkommen zum Klimawandel bewusst, das die Notwendigkeit einer drastischen Reduzierung der Treibhausgasemissionen festschreibt.

Darüber hinaus spüren Unternehmen seit der Coronapandemie, dass die Zukunft des Planeten sowohl bei ihren Anteilseigner:innen als auch bei den Verbraucher:innen eine deutlich stärkere Rolle spielt. Laut einer Studie der Boston Consulting Group mit 3.000 Teilnehmer:innen verfügen heute fast drei Viertel der Befragten aus acht Ländern über ein stärkeres Bewusstsein, dass die Schädigung der Umwelt eine Bedrohung der Menschheit darstellt. Ein ähnlicher Anteil gab an, dass Umweltprobleme genauso beunruhigend – oder noch beunruhigender – sind als Gesundheitsprobleme.

Aus diesem Grund achten Unternehmen nicht nur verstärkt auf ihre CO-Emissionen, sondern auch auf ihre Auswirkungen auf den Planeten im Allgemeinen. „Das grundsätzliche Prinzip lautet, keinen Schaden anzurichten‘“, erklärt Andreas Hermelink, Direktor des Beratungsunternehmens Guidehouse, der sich auf Energie und Nachhaltigkeit spezialisiert hat. „Es geht nicht allein um Treibhausgase, sondern auch darum, Lösungen zu vermeiden, die der Umwelt schaden können.“

WIRTSCHAFT
Der Finanzsektor spielt eine wachsende Rolle im Wandel hin zu natürlichen Kältemitteln, da sowohl bei Kredit- als auch bei Investitionsentscheidungen zunehmend Umweltfaktoren berücksichtigt werden. So hat sich beispielsweise die Net-Zero Banking Alliance, die mehr als 40 % aller weltweiten Bankvermögenswerte repräsentiert, dem Ziel verschrieben, seine Kredit- und Investmentportfolios bis 2050 auf Netto-Null-Emissionen auszurichten. Dabei werden die direkten Emissionen durch Kältemittel zunehmend als Teil dieser Gleichung gesehen.

Außerdem bestehen finanzielle Gründe, Vermögenswerte zu meiden, die künftig reglementiert werden könnten. „Natürlich können Sie in HFO-Lösungen investieren, doch Sie müssen sich dann je nach Ihrem Standort darüber im Klaren sein, dass diese in einigen Jahren verboten werden könnten, wodurch Sie vor einem noch viel größeren Problem stehen würden“, so Hermelink.

Diese Ansicht vertritt auch Chasserot: „Es besteht ein reales Risiko bei der Investition in solche Lösungen, dass diese schon bald wieder ersetzt werden müssen.“

DER NATÜRLICHE WEG IN DIE ZUKUNFT

Die Zukunft gehört natürlichen Kältemitteln.


Natürliche Kältemittel vermeiden sämtliche Hindernisse, die mit synthetischen Kältemittel einhergehen. Sie produzieren entweder vernachlässigbare oder überhaupt keine Treibhausgasemissionen, bergen keine Umweltrisiken und sind gegenüber gesetzlichen Regelungen und teuren Nachrüstungen zukunftssicher. Ihr Einsatz unterstützt gleich vier der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nation: nachhaltige Industrialisierung, nachhaltige Städte und Gemeinden, Maßnahmen zum Klimaschutz und Schutz des Lebens unter Wasser. „Natürliche Kältemittel sollten erneuerbaren Energien gleichgestellt werden“, sagt Freiherr.

„NATÜRLICHE KÄLTEMITTEL SOLLTEN ERNEUERBAREN ENERGIEN GLEICHGESTELLT WERDEN.“
MICHAEL FREIHERR GESCHÄFTSFÜHRER EUROPA & CTO, GÜNTNER

Güntner entwickelt seit vielen Jahren energieeffiziente Lösungen, die natürliche Kältemittel nutzen, und erhielt als eines der ersten Unternehmen das ATMOsphere Label – ein Gütesiegel, das die besten Hersteller von Anlagen und Komponenten für natürliche Kältemittel auszeichnet. Darüber hinaus verfügen wir über unsere eigenen, hochmodernen Laboranlagen für CO- und Ammoniaklösungen, in denen wir unsere eigenen Tests, Forschungen und Entwicklungen durchführen, sodass wir vertrauenswürdige, zuverlässige Anwendungsdaten bereitstellen können.

„In den vergangenen Jahren haben wir besonders intensiv an einer Reduzierung der Kältemittel-Bestände in den Systemen gearbeitet und unter anderem neue Rohrgeometrien entwickelt“, erklärt Ian Runsey, technischer Leiter für Güntner in Nord- und Lateinamerika. „Und insbesondere bei Ammoniak haben wir Möglichkeiten geprüft, die Methodik für die Zuführung in die Verdampfer zu optimieren, um dadurch wesentlich weniger Kältemittel zu benötigen.“

Im Vergleich zu Anlagen mit synthetischen Kältemitteln werden Anlagen mit natürlichen Kältemitteln hinsichtlich der Kosten aufgrund des technischen Fortschritts immer wettbewerbsfähiger. In einer zunehmenden Anzahl von Fällen, insbesondere bei großen Ammoniakprojekten, erweisen sich natürliche Kältemittel bereits als kostengünstiger. Dies ist ein weiterer Faktor, der das Wachstum dieses Segments vorantreibt.

„DER EINSATZ NATÜRLICHER KÄLTEMITTEL HAT EINE VORGESCHICHTE VON MEHR ALS EINEM JAHRHUNDERT. ALLERDINGS KÖNNTE MAN SAGEN, DASS SIE IN DEN 2000ER JAHREN ERST WIEDER IN DEN FOKUS GERIETEN, ALS GROSSE SUPERMÄRKTE DAZU ÜBERGINGEN, CO₂ ZU VERWENDEN.“
FRANZ SPERL PRODUKTMANAGER, GÜNTNER

„Mittlerweile sehen wir jedoch einen gewaltigen Anstieg der Akzeptanz. Häufig sind sich Menschen gar nicht bewusst, wie allgegenwärtig natürliche Kältemittel zunehmend in ihrem Alltag werden – nahezu jeder Kühlschrank in Privathaushalten wird heutzutage mit Propan betrieben. Wir sprechen von bewährten Technologien, die sicher verbaut werden können – also warum sie nicht in noch mehr Anwendungen nutzen?“


NATÜRLICHE KÄLTEMITTEL IN DER PRAXIS

Die innovativen Technologielösungen mit natürlichen Kältemitteln von Güntner finden sich in Kälte- und Kühlsystemen auf der ganzen Welt.

CO, KANADA
Kohlendioxid ist ein nicht giftiges, nicht brennbares Gas, das zunehmend in zahlreichen Anwendungen eingesetzt wird – von Supermärkten bis hin zu groß angelegten Kälteanlagen. 2021 schloss der Fruchtverarbeiter Emblem Cranberry in der kanadischen Provinz Québec den Bau einer der größten transkritischen CO-Kühlanlagen der Welt ab. Die Anlage verfügt über einen Güntner V-shape VARIO Gaskühler mit hydroBLU™, durch den die Anlage sowohl Energie als auch Wasser einspart.
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CO, NORWEGEN
Das 50.000 m² große Wintersportzentrum SNØ vor den Toren Oslos umfasst drei Alpinabfahrten und eine 1 km lange Langlaufstrecke. Der riesige Raum wird mithilfe von 28 Güntner Cubic VARIO Luftkühlern mit Kohlendioxid und EC-Ventilatoren konstant auf −2 °C gehalten. Dabei handelt es sich um das größte transkritische CO2-Kühlsystem dieser Art in Norwegen. Das Zentrum dient im Grunde als eine riesige Wärmepumpe, mit deren Abwärme Haushalte und Büros in der Umgebung beheizt werden.
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CO, JAPAN
Als sich das Unternehmen Benirei Logistics dazu entschied, sein Kühllager in Osaka, Japan, nachzurüsten, ersetzte es eine Anlage, die bis dato das schädliche HFCKW-Kältemittel R22 einsetzte, durch CO. Die neue Anlage nutzt V-shape COMPACT Gaskühler von Güntner mit hydroBLU und EC-Ventilatoren. „Güntner war aufgrund seiner hochwertigen Produkte und seiner starken Erfolgsbilanz in der weltweiten Bereitstellung von CO₂-Rückkühlern genau die richtige Wahl“, erklärt Gaku Shimada, General Manager bei Panasonic, dem Unternehmen, das das Kondensations-Rack bereitstellte.
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AMMONIAK, BRASILIEN
Ammoniak hat ein Treibhauspotenzial von 0 und wird häufig in Kühlanlagen für die Lagerung von Lebensmitteln verwendet. Im Kühllager des Traubenanbauers Agrivale im Tal des São Francisco in Brasilien wurde ein 18 Jahre altes Ammoniakkühlsystem mit sechs Güntner Cubic VARIO Luftkühlern nachgerüstet. Diese verbrauchen weniger Ammoniak als die vorherigen Wärmetauscher und sind zudem leichter und kompakter.
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PROPAN, ÖSTERREICH
Das neu errichtete Rechenzentrum IKB in Innsbruck verfügt über zwei Güntner V-shape VARIO Rückkühler, die Propan als Kältemittel nutzen. Propan hat nicht nur ein vernachlässigbares Treibhauspotenzial, sondern ist auch erheblich energieeffizienter als ein Großteil der gängigen HFKW-Kältemittel. Im Jahr 2020 entschied sich das Bauunternehmen Streit-TGA, in seinen Projekten nur noch natürliche Kältemittel zu verwenden. „Durch diese Umstellung konnten wir uns nicht nur umweltfreundlicher aufstellen, sondern auch die Effizienz unserer Kunden und Kundinnen steigern und ihre Kosten senken“, betont Geschäftsführer Alexander Streit.