Ein neuer UBA-Abschlussbericht vergleicht die Umwelt- und Klimawirkungen natürlicher und halogenierter Kältemittel in Flüssigkeitskühlsätzen und Verflüssigungssätzen, wie sie etwa zur Kühlung in der Gewerbe- und Industriekälte und zur Klimatisierung von Gebäuden eingesetzt werden. Fazit: Natürliche Kältemittel haben eine gute Klimabilanz und zudem keine problematischen Abbauprodukte.
Der Bericht des Umweltbundesamtes (UBA) wertet technische Datenblätter von 177 Flüssigkeitskühlsätzen („chiller“, Bild oben) und 46 Verflüssigungssätzen („condensing units“, Bild unten) aus. Verglichen wurden natürliche Kältemittel, wie Propan, CO₂ und Ammoniak, mit halogenierten Kältemitteln und Gemischen mit einem Treibhauspotenzial (GWP) unter 750.
Stromverbrauch toppt TEWI – und Abbauprodukte sind relevant
Die Ergebnisse zeigen: Die Unterschiede in der Gesamtklimawirkung (Total Equivalent Warming Impact, TEWI) sind häufig gering. Entscheidend ist insbesondere der Stromverbrauch der Anlagen im Betrieb.
Ein wesentlicher Unterschied zeigt sich bei den Abbauprodukten:
- Bestimmte fluorierte Kältemittel, darunter HFKW-134a und uHFKW-1234yf, können in der Atmosphäre Trifluoressigsäure (TFA) bilden. Diese gehört zur Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (kurz PFAS), ist sehr persistent (schwer abbaubar) und kann in Gewässer und Trinkwasser gelangen.
- Außerdem können bestimmte ungesättigte Kältemittel wie uHFKW-1234ze(E) beim Abbau HFKW-23 bilden – ein besonders starkes Treibhausgas, das die Erderwärmung zusätzlich verstärkt.
Die F-Gas-Verordnung (EU) 2024/573 schränkt den Einsatz fluorierter Treibhausgase schrittweise ein und beeinflusst damit die künftige Verfügbarkeit von Kältemitteln.
Die Untersuchung kommt daher zu dem Schluss, dass natürliche Kältemittel hinsichtlich Energieeffizienz und Gesamtklimawirkung häufig vergleichbar abschneiden und keine TFA bilden. Werden auch potenziell umweltschädliche Abbauprodukte berücksichtigt, spreche die Umweltbewertung klar für natürliche Kältemittel.
Abweichende Schlussfolgerung der Kälte-Klima-Branche
Diese Schlussfolgerung stößt allerdings in einer Veröffentlichung im Newsletter „Politikum“ auf Kritik, den exklusiv Mitglieder des VDKF (Verband Deutscher Kälte-Klima-Fachbetriebe e.V.) und der Landesinnung Kälte-Klima-Technik Hessen-Thüringen/Baden-Württemberg (LIK) erhalten. Darin wird betont: „Natürliche Kältemittel sind nicht automatisch klimafreundlicher“ und hervorgehoben, dass die Ergebnisse sich nicht ohne Weiteres auf alle Bereiche der Kälte-, Klima- und Wärmepumpentechnik übertragen lassen.
Beim TEWI, der direkte Kältemittelemissionen und indirekte Emissionen durch den Stromverbrauch berücksichtigt, ergebe sich kein eindeutiger Sieger. Bei luftgekühlten Flüssigkeitskühlsätzen lagen die durchschnittlichen TEWI-Werte mit 13,0 t CO₂eq/kW für HFKW, 12,1 für ungesättigte fluorierte und 12,5 für natürliche Kältemittel eng zusammen. Bei wassergekühlten Systemen wiesen natürliche Kältemittel im untersuchten Datensatz mit 9,5 t CO₂eq/kW sogar einen höheren Mittelwert auf.
Besonders relevant sei die Aufteilung des TEWI: Unter den Annahmen der Studie entfallen lediglich 0,47 bis maximal 1,98 % auf direkte Kältemittelemissionen. Rund 98 bis 99,5 % entstehen dagegen indirekt durch den Stromverbrauch. Die Autoren folgern daraus selbst, dass die Energieeffizienz unter den betrachteten Bedingungen der zentrale Parameter für die Klimarelevanz ist. Eine geringfügig ineffizientere Anlage mit natürlichen Kältemitteln würde demnach – bei dem aktuellen Strommix – höhere Treibhausgasemissionen erzeugen als eine mit F-Gasen, argumentieren die Branchenvertreter.
Ausschlaggebend für die Empfehlung natürlicher Kältemittel sind zusätzliche Umweltwirkungen, die der TEWI nicht erfasst. Fluorierte Kältemittel können, wenn sie bei einer Leckage in die Umwelt gelangen (die durchschnittliche jährliche Leckagerate liegt laut VDKF-Erhebungen bei nur 1,0 %), persistente Abbauprodukte wie TFA bilden, natürliche Kältemittel dagegen nicht. Erst unter Einbeziehung dieses Kriteriums ergibt sich die klare umweltpolitische Präferenz des UBA. „Das ist eine Positionierung des UBA, die man durchaus hinterfragen darf, weil das UBA damit mögliche Umweltbelastungen durch TFA pauschal stärker gewichtet als ggf. höhere Treibhausgasemissionen“, lautet an dieser Stelle die Kritik aus der Branche.
Für die Praxis wäre daraus allerdings weniger eine pauschale Vorgabe abzuleiten als vielmehr ein Optimierungsgebot für das Gesamtsystem, wird in der Stellungnahme gefolgert:
- Wo natürliche Kältemittel technisch sicher eingesetzt werden können und eine mindestens vergleichbare Energieeffizienz ermöglichen, sprechen ihre niedrigen direkten Treibhauswirkungen und die Vermeidung persistenter fluorierter Abbauprodukte klar für ihren Einsatz.
- Wo eine natürliche Lösung jedoch zu Effizienznachteilen führt, muss die Gesamtwirkung der konkreten Anlage betrachtet werden.
Für die Praxis laute die Schlussfolgerung daher nicht „natürlich ist immer besser“. Entscheidend sei die Gesamtoptimierung der Anlage: niedrige direkte Emissionen müssen mit hoher Energieeffizienz, Sicherheit und technischer Eignung verbunden werden.