Wie Kühlschränke und Gefriertruhen zur Erderwärmung beitragen

Hamburg, Mitte Januar.

Ich schiebe den Kinderwagen in Richtung Kita.

Der Himmel strahlt grau. So weit, so normal.

Aber es ist kalt. So richtig k-k-k-kalt.

Ich merke das, weil ich keine Handschuhe trage und meine Hände langsam aber sicher am Kinderwagengriff festfrieren.

Was macht mein Homer-Simpson-Gehirn?

Denkt an die Hamburg Freezers.

“What the puck…warum?”

Na, die “Gefrierschränke”. Das Eishockeyteam. Von 2002 bis 2016 in Hamburg. Dann ging leider die Kohle aus (kann man in Sachen globaler Energiewende leider nicht behaupten....).

Von den Freezers brachte mich mein Gedankenhockey zu der Frage:

Was tut sich eigentlich bei den richtigen Kühlschränken und Gefriertruhen?

Immer noch Klimakiller? Oder mittlerweile cooler?

Kommen wir eiskalt zum Punkt:

Das Problem sind die Kältemittel.

Sie basieren heute meist auf fluorierten Gasen, die in der Natur so nicht vorkommen.

Lange waren Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) das Kältemittel der Wahl.

Doch in den 1980ern erkannte die Wissenschaft, dass FCKW die Ozonschicht zerstören. Mit dem Montreal-Protokoll von 1989 wurden die Stoffe relativ erfolgreich reguliert, die Ozonschicht konnte sich in der Folge teilweise regenerieren.

Als Ersatzmittel setzten sich Fluorkohlenwasserstoffe (H-FKW) durch. Diese schädigen zwar nicht die Ozonschicht, haben aber ein meist deutlich höheres Treibhauspotenzial als CO2. Der GWP-Wert (Global Warming Potential) einiger F-Gase ist 100 x bis 12.000 x höher als der von CO2!

Mal wieder ein klassischer Fall von “Pest oder Cholera”...

Immerhin: Im Jahr 2016 wurde das Abkommen von Montreal um die Kigali-Änderung erweitert. Das Ziel ist, die Verwendung von H-FKWs bis 2047 deutlich zu reduzieren.

In der EU gibt es seit 2006 die F-Gase-Verordnung, die 2014 und zuletzt 2023 aktualisiert wurde. Mit der Verordnung will die EU-Kommission den Gebrauch von HFKW bis 2030 um 95% gegenüber 2015 reduzieren. Bis 2050 sollen sie komplett wegfallen.

Fluorierte Gase machen nach Angaben der EU-Kommission etwa 2,5 Prozent der Treibhausgasemissionen der EU aus. Rund 90% der F-Gas-Emissionen entfallen auf HFKW, also teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe.

Gibt es schon nachhaltige Kühlmittel?

Nachhaltige, natürliche Alternativen gab es eigentlich schon immer.

Dazu zählen Luft und Wasser, aber auch CO2, Ammoniak und Kohlenwasserstoffe wie Isobutan oder Propan. Anfang der 1920er-Jahre wurden Letztere sogar schon als Kältemittel eingesetzt. In den 1950ern wurden sie durch FCKW und FKW verdrängt. Mittlerweile sind sie wieder als Ersatz gefragt. Isobutan kommt mittlerweile in vielen Haushaltskühlschränken zum Einsatz.

Eine besondere Erfolgsgeschichte ist der Greenfreeze. Diese Technologie basiert auf kurzkettigen Kohlenwasserstoffen wie Isobutan und Propan. Diese Stoffe schädigen die Ozonschicht nicht und haben ein geringeres Treibhauspotenzial.

Leider gibt es nicht das eine, ultimative Kältemittel, sondern immer nur das optimale Kältemittel für eine bestimmte Anwendung. Die gute Nachricht ist, dass es für fast jedes Kältemittel eine nachhaltigere Alternative gibt.

Ein Haken bleibt allerdings: Natürliche Kältemittel sind oft giftig oder leicht brennbar. Synthetische Kältemittel sind zwar sicherer, verstärken aber den Treibhauseffekt.

Zeit für neue Alternativen…

Neue Technologien: Kühlung durch Magneten?

Mehrere Universitäten und Unternehmen wollen den magnetokalorischen Effekt für klimafreundliche Kühlung nutzen. Der Kühleffekt entsteht dabei durch magnetisierbare Legierungen auf z.B. Siliziumbasis: Magnetokalorisches Material wird durch Magnetisierung erwärmt. Entstehende Wärme wird über eine Wärmesenke abgeführt. Sobald das Magnetfeld entfernt wird, kühlt das Material unter die Ausgangstemperatur ab. Es kann nun thermische Energie aus einer Wärmequelle aufnehmen. Ein Kühleffekt, der sich als Zyklus realisieren lässt.

An der kalifornischen University of Berkeley experimentieren Forscher mit einem Salzgemisch als Kältemittel. In diesem Kühlkreislauf schmilzt und erstarrt Natriumiodid-Salz mit Ethylencarbonat. Beim Schmelzen wird Wärme aus der Umgebung entnommen. Beim Erstarren wird diese Wärme wieder abgegeben. Das Team nennt diesen Prozess ionenkalorische Kühlung.

Diese Technik könnte eine Lösung sein, Kälte auf sichere, effiziente und klimafreundliche Art zu erzeugen.

Effizienzsteigerung: Der eigentliche Schlüssel

Neue Technologien sind reizvoll, doch noch weit davon entfernt, die traditionellen Kühlschränke auf Kompressor-Basis abzulösen.

Der entscheidende Faktor ist die Effizienz. Sie ist die “tief hängende Frucht” in diesem Bereich.

Effizientere Kältemittel mit möglichst geringem Treibhausgaspotenzial würden für einen doppelten Klimaschutzeffekt sorgen.

Neben alternativen Kältemitteln sind auch Kühlschränke mit intelligenter, bedarfsgerechter Steuerung entscheidend, die den Verbrauch an Strom und Kältemitteln minimieren.

Die Green Cooling Initiative ist eine der Organisationen, die den bisherigen Kältemitteln einheizen wollen und die Branche klimaverträglicher machen wollen.

Entsorgung: Nicht cool!

Ein Großteil der klimaschädlichen Emissionen entsteht durch Lecks und bei der Entsorgung von Kältemitteln. Kältemittelaustritte sind ein großes Problem, da in solchen Fällen große Mengen Treibhausgase in die Atmosphäre entweichen. Rückgewinnung und Recycling bleiben große Herausforderungen.

Auch Wärmepumpen nutzen übrigens Kältemittel. Im Idealfall sollte die Pumpe also ein Kältemittel mit möglichst geringem GWP nutzen.

Fazit: Unsere Kälte sorgt für Hitze.

In puncto Klima sind die meisten Kühlschränke heute alles andere als cool. Synthetische Kältemittel verstärken den Treibhauseffekt massiv. Natürliche Alternativen bestehen zwar, sind aber längst nicht für alle Anwendungsbereiche geeignet.

Während die Suche nach sicheren und nachhaltigen Kühllösungen auf Hochtouren läuft, müssen wir die Effizienz der bestehenden Technologien dringend verbessern.

Internationale Abkommen wie das Montreal-Protokoll, die Kigali-Änderungen oder jüngst der von 50 Ländern unterzeichnete Global Cooling Pledge zeigen: Das Problem wurde zumindest erkannt.

Jetzt müssen Taten folgen. Eiskalte Taten statt heißer Luft.

Kühlen wir besser.

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PS: Dieser Beitrag erschien zuerst in meinem neuen englischsprachigen Newsletter Terreminder. Melde dich kostenlos mit deiner E-Mail-Adresse an und erhalte jede Woche eine Analyse sowie wichtige Entwicklungen aus der Green-Tech-Branche!

Quellen: