Weltweit ist das Beschränken der herkömmlichen FKW in Food Retail Anwendungen ein wichtiges Ziel, um den Klimawandel zu bekämpfen. Erst vor Kurzem haben die Unterzeichnerstaaten des Montrealer Protokolls auf einer Konferenz in Dubai der globalen, qualitativen Beschränkung von FKW zugestimmt, mit dem Ziel, 2016 die Details quantitativ zu bestimmen.
Infolge der Umsetzung von Kältemittel-Verordnungen in Europa und den USA beschleunigt sich die Suche nach alternativen Lösungen. CO2, ehemals das unbeliebteste Kältemittel für Anwendungen im Lebensmitteleinzelhandel, stellt sich nun unter natürlichen und synthetischen Kältemitteln als eines der sinnvollsten und effizientesten Lösungen heraus – nicht zuletzt durch seine herausragende Leistungszahl in transkritischen Anlagen mit Wärmerückgewinnung.
In diesem Artikel thematisieren wir die Verordnungen, die weltweit den Einsatz von Kältemitteln regulieren und CO2 in den Fokus globaler Supermarktbetreiber gerückt haben.
Fakten und Grafiken
Abbildung 1: Nach 180 Jahren Einsatz von Kältemittel in der Gewerbekälte schließt sich nun der Kreis. Natürliche Kältemittel mit niedrigem Treibhauspotenzial wie CO2, Ammoniak und Kohlenwasserstoffe stellen erneut die Grundlage für nachhaltige, leistungsstarke und sichere Lösungen dar.
Abbildung 2: Das Treibhauspotenzial (GWP) verschiedener Kältemittel.
Die schrittweise Beschränkung der FKW begann in Europa, als am 1. Januar 2015 die F-Gas-Verordnung in Kraft trat. Die Verordnung sieht von 2015 bis 2030 eine schrittweise Beschränkung von Kältemitteln mit hohem Treibhauspotenzial vor. Dies soll mithilfe einer komplexen Quotenregelung und sektoralen Verboten von Kältemitteln wie FKW erfolgen. Das bedeutet, dass nur 63 % der derzeit bereitstehenden FKW-Mengen auch 2018 verfügbar sein werden. Aus diesem Grund beginnen die Preise zu steigen.
Bis 2021 wird der Einsatz von R404A in den meisten Supermarktanwendungen durch die europäische F-Gas-Verordnung verboten werden. Die Reaktion der Branche ließ nicht lange auf sich warten und zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels setzen bereits geschätzt mehr als 7000 Supermärkte in ihrer Kältetechnik verschiedene Arten von transkritischen CO2-Anlagen ein.
Jeden Tag verzeichnet die Branche Fortschritte, indem Komponenten und Konfigurationen für die nachhaltige und nützliche CO2-Kältetechnik erfunden werden. Diese werden nicht nur in kalten Klimazonen eingesetzt, in denen die Wärmerückgewinnung ihr hohes Geschäftspotenzial bewiesen hat, sondern auch in warmen Klimazonen, in denen die Energieeffizienz von CO2-Anlagen durch neue Technologien kontinuierlich verbessert wird.
Was transkritische CO2-Anlagen mit Wärmerückgewinnung angeht, haben wir bisher nur die Spitze des Eisbergs gesehen. Europäische Supermarktbetreiber experimentieren mit zukunftsorientierten Lösungen, die nicht nur den Wärmebedarf eines Supermarkts decken, sondern auch überschüssige Wärme produzieren, die in die Fernwärmenetze vor Ort gespeist werden kann. Die offensichtlichen Vorteile dieser Lösungen sind die kurzen Amortisationszeiten (in der Regel weniger als zweieinhalb Jahre) und die reduzierte CO2-Bilanz der Supermärkte.
In den USA verringern sich die für Hersteller verbleibenden Technologieoptionen sehr schnell durch eine Reihe von Verordnungen der United States Environmental Protection Agency (EPA, US-Umweltschutzbehörde) über zulässige Kältemittel und des United States Department of Energy (DOE, US-Energieministerium) über die Energieeffizienz von Geräten.
Die von der EPA erstellte SNAP-Richtlinie sieht die schrittweise Beschränkung von FKW in kurzer Zeit vor. Der Zweck der Richtlinie ist es, einen sicheren und reibungslosen Umstieg von den ozonabbauenden Stoffen zu fördern, indem Alternativen gefunden werden, die niedrigere Gesamtrisiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt darstellen. Seit Beginn 2016 sind in den USA FKW mit hohem Treibhauspotenzial wie R404A für einige wichtige Anwendungen des Lebensmitteleinzelhandels verboten.
In Anbetracht dieser Entwicklung stellt sich CO2 als bevorzugtes Kältemittel für Supermarktanwendungen heraus. Derzeit ist die Anzahl der transkritischen Anlagen noch gering. Die Entwicklung von transkritischen Lösungen wird sich jedoch voraussichtlich 2016 fortsetzen, wenn die US-amerikanischen Supermarktbetreiber die Möglichkeiten von CO2 für sich entdecken.
Abbildung 4: Da sich CO2 rasch als bevorzugtes Kältemittel im Lebensmitteleinzelhandel herausgestellt hat, wird erwartet, dass in den USA nach der Umsetzung der SNAP-Richtlinie schnell weitaus mehr transkritische Kälteanlagen eingesetzt werden. Quelle: Accelerate America, Shecco, August 2015.
Die ersten Umstiegsalternativen in Bezug auf ozonabbauende Stoffe wurden über das Montrealer Protokoll von 1997 reguliert. Heute bestimmt das Montrealer Protokoll immer noch in vielen Ländern den Einsatz von Kältemitteln. Versuche, den regulativen Rahmen des Protokolls zu überarbeiten, sind in den letzten Jahren auf Widerstand gestoßen. Aus diesem Grund wurden regionale Initiativen wie die F-Gas-Verordnung in Europa und die SNAP-Richtlinie in den USA ausgearbeitet.
2015 fand in Bezug auf das Montrealer Protokoll ein internationaler Durchbruch statt, als die Unterzeichnerstaaten des Protokolls eine offizielle Kontaktgruppe gründeten, um FKW der Liste der vom Montrealer Protokoll betroffenen Stoffe hinzuzufügen. Es wird erwartet, dass durch diese internationale Vereinbarung das Wissen und die Institutionen des Montrealer Protokolls eingesetzt werden, um die Herstellung und die Verwendung von FKW weltweit in absehbarer Zeit zu beschränken.
Die detaillierten Pläne und Vereinbarungen werden voraussichtlich 2016 fertiggestellt. Sie werden ein Zeichen setzen, damit die Branche das Entwickeln von hocheffizienten Lösungen mit niedrigem Treibhauspotenzial fortsetzt.
2015 wurden auch zwei weitere wichtige Initiativen in Bezug auf die zunehmende Verwendung von umweltfreundlichen Kältemitteln ausgearbeitet: die Global Refrigerant Management Initiative (GRMI, globale Kältemittelmanagement-Initiative) und der Refrigerants Driving License (RDL, Kältemittelführerschein). Beide Initiativen sollen die technischen Kompetenzen ausbauen, die erforderlich sind, um die Umsetzung von Lösungen mit niedrigem Treibhauspotenzial zu beschleunigen.
Supermarktbetreiber und Anlagenbauer benötigen langfristige Lösungen, die umweltfreundlich, sicher und erschwinglich sind. Mit Blick auf die verschiedenen Alternativen deutet alles auf Lösungen mit niedrigem Treibhauspotenzial hin. Natürliche Kältemittel sind per Definition Lösungen mit niedrigem Treibhauspotenzial und stellen voraussichtlich überall dort, wo sie einsetzbar sind, die beste Wahl dar.
Mit den wachsenden Bedenken in Bezug auf die Umwelt und das Klima, die bereits in den derzeitigen Standards und in der aktuellen Gesetzgebung erkennbar sind, werden Nachhaltigkeit und Energieeffizienz in den nächsten Jahren immer mehr an Bedeutung gewinnen. Und in diesem Wettlauf entwickelt sich CO2 zu einem klaren Gewinner und einer langfristige Option für Supermarktbetreiber auf der ganzen Welt.
Mit mehr als 7.000 weltweit installierten transkritischen CO2-Anlagen in Supermärkten ist die Testphase für die alternativen Kältemittel beendet. Und wettbewerbsfähige Lösungen mit nachweislichem Erfolg stehen auf dem Markt zur Verfügung. Aufgrund der derzeitigen Popularität der transkritischen Anlagen schreitet die Entwicklung von Lösungen und Komponenten sehr schnell voran, wobei immer höhere Leistungen und kürzere Amortisationszeiten erzielt werden.
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