Sonntag, 25. September 2022

Der Boom von Klimaanlagen
Kühle Räume, warme Erde

Der Hitzesommer 2022 hat den Verkauf von Klimaanlagen angekurbelt. Zugleich wächst wegen der Gaspreise das Interesse an Wärmepumpen. Beide Gerätearten brauchen Gase als Kältemittel – doch einige dieser Gase sind wahre Klimakiller.

Von Manuel Waltz | 11.09.2022

Klima- und Kältetechniker Stefan Häfner misst die Austrittstemperatur aus einer Klimaanlage bei der Wartung in der prallen Sonne.
Durch die Rekordhitze in Deutschland waren Klimatechniker gefragte Leute - und sie bleiben es auch weiterhin (picture alliance / dpa / Daniel Löb)
„Wir machen also relativ viel selber. Wir sind also in der Herstellung, im Bau im Prinzip völlig unabhängig von Lieferanten, haben eine sehr hohe Fertigungstiefe, was wir jetzt gleich in der Produktion sehen werden.“
Robert Lauth öffnet die Tür zu einer Fertigungshalle der compact Kältetechnik in Dresden. Dahinter: ein gutes Dutzend offener Maschinen jeweils in der Größe eines Kleinbusses mit vielen Rohren, an denen seine Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter gerade bauen und schweißen. Lauth ist einer der beiden Geschäftsführer der Firma, die sich auf große gewerbliche Klima- und Kälteanlagen spezialisiert hat.
„Hier werden in der Halle vornehmlich Kälteanlagen für Kältemittel natürlicher Herkunft gebaut. Also das sind Betriebsstoffe wie NH3, wie CO2, wie Propan. Die sind natürlich, aber sie haben natürlich gewisse Nachteile. Sie sind im Regelfall giftig, explosiv, brennbar oder haben eben eine sehr hohe Drucklage. Und insofern müssen die Anlagen mit einer höheren Sicherheit konzipiert werden. Sprich: Wir haben hier ausschließlich Edelstahl als Werkstoff. Und das bedingt natürlich wieder eine höhere Sorgfalt in der Montage.“

Natürliche sollen synthetische Kältemittel ersetzen

Auf dem Markt der Kältetechnik arbeiten die meisten Klimaanlagen heute immer noch mit synthetischen Kältemitteln, die einfacher zu handhaben sind. Anders das Dresdner Unternehmen compact Kältetechnik. Es baut große Klimaanlagen für Gewerbe und Büroräume und setzt dabei auf natürliche Stoffe: Ammoniak – NH3 – und vor allem CO2. Ammoniak ist giftig und CO2 braucht einen deutlich höheren Druck als ein herkömmliches synthetisches Kältemittel: 120 bar statt 28. Das heißt, die Rohre müssen so stark sein, dass die Maschine dem enormen Druck standhält und nicht explodiert. Das macht die Anlagen teurer.
Dennoch, ergänzt Lutz Hering, der zweite Geschäftsführer des Unternehmens, die Entscheidung, schon seit Jahren auf natürliche Kältemittel zu setzen, sei absolut richtig gewesen: 
„Man muss aber auch ganz klar sagen: Wenn wir diesen Schritt nicht gegangen wären, dann wären wir heute nicht wettbewerbsfähig. Also dann könnten wir nicht mehr mitspielen.“
Denn vor allem die gewerblichen Kunden verlangten Anlagen mit natürlichen Kältemitteln – auch aus Image-Gründen, weil diese keinen negativen Effekt auf den Klimawandel haben, sagt Lutz Hering.

Nicht heizen oder kühlen, sondern Wärme transportieren

Klimaanlagen, Kühlgeräte und auch Wärmepumpen arbeiten alle nach demselben Prinzip: Sie transportieren Wärme von einem kälteren Raum in einen Wärmeren. Entgegen den Gesetzen der Wärmeübertragung. Der Kühlschrank kühlt, indem er die Wärme aus seinem Inneren nach außen transportiert. Die Wärmepumpe transportiert Wärme aus der Umgebung in das Haus und heizt so. Diesen Transport der Wärme übernimmt ein Gas, das Kältemittel.
Kältemittel können entweder synthetisch sein oder natürlich wie hier in Dresden Ammoniak, CO2 oder auch Propan. Die chemisch hergestellten Mittel dagegen sind für Umwelt und Klima problematisch, weshalb sich das Umweltbundesamt seit Jahren für natürliche Kältemittel einsetzt. Katja Becken arbeitet dort in der zuständigen Abteilung.
„Heute ist die Situation so, dass vor allen Dingen bei den großen Geräten tatsächlich schon auch natürliche Kältemittel eingesetzt werden. Bei der mittleren Gerätegröße und damit auch Leistung der Geräte sieht es leider noch gar nicht so aus. Also da kommt schon fast ausschließlich HFKW zum Einsatz. Und bei den sehr kleinen Geräten hoffen wir, dass sich Kohlenwasserstoffe, also natürliche Kältemittel, also fluorfreie Kohlenwasserstoffe durchsetzen. Aber man muss tatsächlich sagen, in der stationären Klimatisierung ist auch noch viel zu tun.“

FCKW - der verbannte Ozonschicht-Killer

Früher wurde als Kältemittel FCKW genutzt – Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe. Es war scheinbar ideal für diesen Einsatz: FCKW greift die Leitungen nicht an, riecht nicht, ist nicht brennbar, nicht giftig und sehr stabil. Aber dann zeigte sich: In der Atmosphäre zerstört es die lebenswichtige Ozonschicht. Im Abkommen von Montreal, das 1989 in Kraft trat, einigte sich die internationale Gemeinschaft deshalb darauf, FCKW schrittweise abzuschaffen, um die Ozonschicht zu schützen. Das gelang. Die chemische Industrie entwickelte Gase, die sogenannten HFKW, die das Ozon nicht angreifen. Nur: Diese Gase heizen die Erde auf. Dennoch haben sie sich erst einmal gegen natürliche Kältemittel durchgesetzt, erinnert sich Katja Becken.
„Sie müssen einmal komplett neu eine Technik entwickeln, Zulassungsverfahren durchlaufen und so weiter. Und es war schlicht, ist meine Einschätzung, einfacher an der Stelle, dann doch das Angebot der chemischen Industrie anzunehmen: Wir geben euch einen Stoff, der ist zwar anders als der bisherige, aber die Umstellung ist doch einfacher.“
Eine Frau kratzt in einer Kueche in Hamburg den mit einem Loeffel Eis aus dem Tiefkuehlfach (gestellte Szene).
Statt FCKW enthalten die meisten Kühlschränke ein fürs Klima unschädliches Propan. (picture alliance / dpa / Christin Klose)

Das klimaschädliche Kältemittel HFKW beschleunigt die Klimaerwärmung

Wie stark die Wirkung dieser Gase auf den Klimawandel ist, zeigt eine Studie in dem Wissenschaftsjournal der US-amerikanischen National Academy of Sciences am Beispiel von mittelgroßen Split-Klimaanlagen – Anlagen also, die üblicherweise zur Kühlung von Wohnungen genutzt werden. Würden nur in diesen Klimaanlagen ab sofort natürliche Kältemittel eingesetzt, würde das die globale Erwärmung um 0,09 Grad abmildern. Denn manche dieser HFKW-Gase haben eine Klimawirkung, die mehrere Tausend Mal so groß ist, wie die von CO2.
Deshalb senkt die internationale Gemeinschaft und vor allem die EU den Verbrauch immer weiter ab - der sogenannte Phase-down. Alle in der EU eingesetzten Kältemittel dürfen insgesamt jedes Jahr nur eine gewisse Menge CO2-Äquivalente in die Atmosphäre einbringen. Es gibt also ein Budget für die Klimawirkung dieser Kältemittel insgesamt. Und dieses Budget sinkt über die Jahre immer weiter ab, erklärt Katja Becken vom Umweltbundesamt.
„Bis zum Jahr 2050 sind auf internationaler Ebene Reduktionsschritte festgelegt, wie viel von diesen Stoffen - das wird dann immer umgerechnet in CO2-Äquivalente, damit man die untereinander vergleichbar machen kann – noch in den einzelnen Jahren in den Verkehr gebracht werden dürfen, und das wird runtergefahren auf eine relativ kleine Restmenge.“

Das Aus für HFKW-Kältemittel ist eingeleitet

Das Budget für klimaschädliche Kältemittel wird über die Jahre also immer kleiner. In der EU soll das deutlich schneller gehen als im Rest der Welt. Das bedeutet, dass Kältemittel mit einem hohen Treibhauseffekt immer teurer werden, weil sie viel von diesem Budget aufbrauchen. Damit werden Gase attraktiver, die die Erde weniger aufheizen. Und das funktioniere in der EU grundsätzlich auch – mit einer Einschränkung:
„Die Kältemittel mit einem hohen Treibhauspotenzial, die werden sukzessive tatsächlich ersetzt. Nur sie werden halt nicht gleich zukunftssicher durch natürliche Kältemittel ersetzt, sondern immer durch neue Generationen, erneut chemischer, fluorierter Kältemittel. Aber wenn sie sich rein das Treibhauspotenzial angucken, dann sind wir schon einen sehr guten Schritt weitergekommen an der Stelle.“
Düsseldorf: Klimageräte stehen in der Landeshauptstadt auf einem Dach.
Kältemittel mit einem hohen Treibhauspotenzial werden nach und nach ersetzt. (dpa / Martin Gerten)

Weiße Ware nutzt Propan als Kältemittel - kritisch sind Klimaanlagen

Kühlschränke und Tiefkühltruhen für zu Hause – die ganze sogenannte Weiße Ware – nutzen heute praktisch ausschließlich Propan, ein natürliches Kältemittel, das keinen Effekt auf die Erderwärmung hat. Anders sieht es bei größeren Geräten aus, zum Beispiel Klimaanlagen, vor allem sogenannte Split-Klimaanlagen, die außen an Häuserfassaden hängen. Diese arbeiten auch heute noch vor allem mit HFKW. Genauso Wärmepumpen, die eigentlich das Klima schützen sollen. Sie erzeugen zwar beim Heizen kein CO2, nutzen aber ein Kältemittel, das trotzdem den Klimawandel verstärkt.
Hier tobt in Brüssel gerade ein Streit um neue Sicherheitsvorschriften und Vorgaben für diese Geräte – verschiedene Lobby-Gruppen versuchen, die EU-Gesetzgebung zu beeinflussen. Florian Koch von der Deutschen Umwelthilfe:
„Es wird sich eingemischt, es wird gesagt, dass das natürliche Kältemittel Propan nicht sicher ist. Es werden Horrorszenarien präsentiert, dass Kühlschränke explodieren, dass Klimaanlagen explodieren. Die Erfahrung hat aber gezeigt, dass die Kühlschränke, die jetzt mit natürlichen Kältemitteln seit über 20, fast 30 Jahren laufen, sicher sind, dass Sicherheitskonzepte bestehen, die gibt es alle schon. Und leider Gottes ist die Lobby der natürlichen Kältemittel sehr gering.“

Chemie-Industrie im Kampf gegen Umweltschützer

Die Umweltschutz-Lobby sieht sich in dem Konflikt um Kältemittel der Lobby der chemischen Industrie gegenüber. Ein Kampf mit ungleichen Mitteln, findet Florian Koch von der Deutschen Umwelthilfe. Denn hinter den Industrievertretern stünden Unternehmen, die mit synthetischen Kältemitteln gut verdienen.
„Es ist ein Riesenmarkt. Jede einzelne Klimaanlage braucht Kältemittel, und es ist ein lohnendes Geschäft. Dementsprechend ist es gut für die Hersteller von Kältemitteln, auf ein patentiertes Kältemittel zu setzen, um dort auch wirklich Geld zu verdienen. Würde man natürliche Kältemittel einsetzen, wie zum Beispiel Propan, darauf gibt es kein Patent, gibt es auch keine große Gewinnspanne damit.“

Europäische Verordnung soll schädliche Gase schneller vom Markt holen

Bewegung in die Sache kommt vonseiten der EU-Kommission. Sie hat die bisher geltende sogenannte „F-Gase-Verordnung“ auf den Prüfstand gestellt. Die Kommission schlägt vor, die Verordnung so zu reformieren, dass die Klimawirkung der Kältemittel noch schneller abnehmen soll als bisher vorgesehen. Noch ist das nicht beschlossen, doch in der Branche ist man alarmiert. Der Verband Deutscher Kälte-Klima-Fachbetriebe befürchtet, dass ab 2027 keine HFKW-Kältemittel mehr für Neuanlagen genutzt werden können. Karl-Heinz Thielmann ist Präsident des Verbands.
„Also wir sind einfach der Meinung, dass wir in der Geschwindigkeit, die jetzt die Revision vorgibt, das nicht umsetzen können. Insbesondere vor dem Hintergrund, dass man sagt - ich bin jetzt bei Wärmepumpen halt eben, dass wir bis 2030 sechs Millionen Wärmepumpen am Markt installiert haben wollen.“

Boom der Wärmepumpen: ein zweischneidiges Schwert

Denn insgesamt wächst der Markt von Anlagen, die auf Kältemittel angewiesen sind, vor allem durch immer mehr Wärmepumpen. Im vergangenen Jahr wurden doppelt so viele Anträge auf die Förderung gestellt wie im Jahr 2020. Und auch Wärmepumpen nutzen Kältemittel, beispielsweise das sogenannte R410A mit einem Treibhauspotenzial von 2088 CO2-Äquivalenten, also 2088 Mal höher als CO2.
„Wir können nicht Produktion hochfahren, Technologien verändern und das alles gleichzeitig machen. Und das funktioniert aus Sicht der Hersteller nicht. Wir haben sehr viele kompetente Leute hier sitzen, die einfach sagen: In der Geschwindigkeit können wir keine solide Produktentwicklung betreiben.“
Auch viele Handwerksbetriebe, die die Anlagen einbauen und warten müssen, stünden natürlichen Kältemitteln nach wie vor skeptisch gegenüber. Um diese Anlagen zu betreuen brauche es spezielles Know-how, die Mitarbeiter müssten geschult und es müsste in neue Maschinen investiert werden. Die Umstellung berge damit zum einen finanzielle Risiken, aber auch Ungewissheit. Viele machten sich Sorgen, bei brennbaren Kältemitteln in Regress genommen zu werden, wenn doch einmal etwas schiefgeht. Doch Verbandschef Thielmann ist auch selbstkritisch:
„Und ich glaube, da müssen wir uns auch an die Nase fassen und sagen: Wir haben uns vielleicht mit den alternativen Kältemitteln auch nicht - und insbesondere jetzt in dem Fall Propan - intensiv auseinandergesetzt. Wir haben im Bereich CO2, sprich Lebensmittel-Tiefkühlung, haben wir durchgängig, würde ich sagen, Produkte am Markt und Firmen am Markt verfügbar, die das machen können. Wir haben in den Industrieanwendungen Leute, die sich auf Ammoniak spezialisiert haben, die ganz hervorragende Anlagen bauen. Aber das Gros ist irgendwo noch auf synthetische Kältemittel fokussiert.“

Kunden wollen natürliche Kältemittel

In Dresden baut die "compact Kältetechnik" hingegen seit Jahren solche großen Anlagen mit natürlichen Kältemitteln. Die Kunden verlangten das, sagt Geschäftsführer Lutz Hering. Der deutsche Staat fördert es. Seine Auftragsbücher seien voll, weil wegen des Phase-downs in der EU die synthetischen Kältemittel immer teurer werden und perspektivisch vom Markt verschwinden.

Großbetriebe stellen ihre Kälteerzeugung um

„Also wir haben in den letzten Jahren sehr viele zusätzliche Aufträge bekommen wegen der Kältemittel-Umstellung. Kältemittel, die alten, werden verknappt. Da müssen alle hinterher, umstellen.“
Lutz Hering steht auf einer Treppe und blickt hinunter auf seine Angestellten, die an den Anlagen arbeiten. Aktuell kommen auch wegen der hohen Energiepreise neue Aufträge herein, vor allem von Kunden, bei denen sich nicht die Frage stellt, ob sie kühlen, sondern wie effizient sie kühlen.
„Jetzt haben wir auch viele Anfragen wegen energetischer Umstellung. Wir haben also einen großen Discounter, für den wir arbeiten. Der will also im ersten Halbjahr nächsten Jahres 250 zusätzliche Anlagen haben, einfach, weil er sagt: Okay, wir müssen jetzt was tun. Die Energiepreise steigen und wir müssen die Effizienz erhöhen.“

Energieverbrauch für die Raumkühlung wächst immer mehr

Doch nicht nur die Industrie, auch immer mehr Privatpersonen schaffen sich eine Klimaanlage an. Und entscheiden damit auch, ob sie sich einen großen Energieverbraucher zusätzlich in die Wohnung stellen oder nicht. Der Energieverbrauch für die Raumkühlung weltweit hat sich nach Schätzungen der Internationalen Energieagentur IEA seit 1990 mehr als verdreifacht. Schätzungen gehen davon aus, dass 2030 weltweit mehr Energie zur Kühlung gebraucht wird als zum Heizen. In Südeuropa sind Klimaanlagen schon weit verbreitet, in den USA stehen sie in 90 Prozent der Haushalte, ähnlich in Südostasien. In Deutschland setzt man traditionell eher auf eine solidere Bauweise, massive Häuser, die gegen Hitze schützen.
Das sei auch nach wie vor der richtige Weg, sagt Ingrid Nestle, die für die Grünen im Bundestag sitzt. Vor allem aber müssten die Städte besser auf die extremen Temperaturen ausgerichtet werden.
„Da ist ja auch das Umweltministerium mit der Anpassung an die Klimakrise auch mit am Arbeiten, wie wir auch gerade Städte, die ja Hitzeinseln sind… ich weiß nicht, ob man hitzeresistenter sagen kann, also so aufbauen kann, dass sie besser umgehen können mit der Hitze, dass es mehr Kälteinseln gibt, dass vielleicht auch mehr Wasser in der Stadt ist, es kühlt, über Begrünung zu versuchen, die Städte lebbarer zu halten, auch wenn es immer heißer wird.“

Deutschland muss sich an Hitzeperioden anpassen

Im März hat Bundesumweltministerin Steffi Lemke das Sofortprogramm „Kommunale Klimaanpassung“ vorgestellt und ein Klimaanpassungsgesetz angekündigt. Das Sofortprogramm zielt vor allem darauf ab, Kompetenzen in den Kommunen aufzubauen. Gefördert werden beispielsweise 100 lokale Anpassungsmanager deutschlandweit, die Konzepte unter anderem für den Umgang mit Hitze in den Städten erarbeiten und deren Umsetzung überwachen sollen.
Außerdem sollen Aktionspläne erarbeitet werden, um Risikogruppen besser zu schützen. Die Krisenkommunikation bei Gefahren durch Hitze soll besser werden. Überall Klimaanlagen zu installieren sei jedenfalls nicht die Lösung. Das sieht auch Anja Weisgerber von der CDU/CSU-Bundestagsfraktion so. Sie will, dass Städte und Gebäude schneller an die heißen Temperaturen angepasst werden. Eine Länderkompetenz – bei der der Bund finanziell unterstützen sollte:
„Und da ist auch natürlich wieder der Faktor Förderung entscheidend, dass man auch über die Städtebauförderung eine solche Stadtentwicklung, die sich an das Klima anpasst, auch mit finanziellen Mitteln ausstattet.“
Während es bei der Anpassung an Hitze politisch erste Schritte gibt, lässt die Regulierung zu Klimaanlagen bisher auf sich warten. In der Energiesparverordnung der Bundesregierung findet sich zwar eine Vorgabe, dass im Winter nicht höher als 19 Grad geheizt werden darf. Eine Untergrenze für Klimaanlagen findet sich aber nicht.
Klimaanlagen und Kühlung so zu regulieren, dass sie dem Klima möglichst wenig schaden, ist ein weites Zusammenspiel von Verboten und Förderungen, bei dem sich immer wieder ein Grundproblem zeigt: Wird ein bestimmter Stoff reguliert, kommt rasch ein neues Gas auf den Markt – meist mit neuen Problemen. Auf FCKW folgten die klimaschädlichen HFKW, jetzt gibt es die sogenannten HFO-Gase. In mobilen Klimaanlagen in Autos sind sie schon Standard, seit die HFKW dort verboten sind. Ähnliches könnte jetzt bei Wärmepumpen passieren. Die neuen HFO-Kältemittel haben zwar keinen Effekt auf den Klimawandel, aber den Nachteil, dass sie in der Umwelt nicht abbaubar sind.
Solchen Entwicklungen müsse politisch entgegengewirkt werden, meint Florian Koch von der Deutschen Umwelthilfe, indem nur noch Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln gefördert werden.
„Und diesen Hebel, den der Staat dann besitzt, muss er auch dafür einsetzen, natürliche Kältemittel dort zu fördern, auch zwingend vorzuschreiben. Dann gibt es die Entwicklung, und dann werden von allen Herstellern auch Technologieen mit natürlichen Kältemitteln angeboten werden, weil ich glaube, derzeit wird so gut wie fast jede Wärmepumpe nur über die BEG-Förderung verkauft.“
Das richte die Branche auch für die Zukunft aus, meint Florian Koch. Hierin ist sich der Umweltlobbyist sogar mit dem Industrielobbyisten Karl-Heinz Thielmann vom Verband Deutscher Kälte-Klima-Fachbetriebe einig. Seine Botschaft an die Betriebe:
„Wir müssen uns umstellen, aber das muss jeder für sich tun. Ich kann nur sagen, da wird die Reise hingehen, und da müsst ihr euch halt eben orientieren. Das schmeckt nicht jedem, das weiß ich. Aber das ist eine Botschaft, die ich adressieren muss. Ich kann das nicht anders formulieren.“