Die Reduzierung der Emissionen von Treibhausgasen in Tonnen CO2-Äquivalenten muss die Verwendung neuer Lösungen mit sehr niedrigem GWP in allen Anwendungen (Kälte-, Klimatisierung, Isolierung, Treibmittel, Löschmittel …) stark fördern.
Die F-Gas-Verordnung in Europa bevorzugt diesen Weg, um die von der Europäischen Kommission festgelegten Klima- und Energieziele bis 2030 zu erreichen. Der kürzlich veröff entlichte Änderungsvorschlag zielt sogar darauf ab, den derzeit geltenden “phase down” zu beschleunigen. Auf internationaler Ebene legt die Änderung von Kigali ebenfalls einen Zeitplan je nach Gebiet fest, um bis 2050 Kältemittel mit hohem GWP-Wert zu ersetzen. All diese Maßnahmen haben ein gemeinsames Ziel: die Erhaltung unseres Ökosystems.
Wenn wir uns den HVACR*-Sektor in Europa genauer anschauen, ist es angesichts der zukünftigen Entwicklungen empfehlenswert, sich schon heute für Kältemittel mit einem GWP < 150 zu entscheiden. Der GWP ist ein wichtiges Kriterium, das es zu berücksichtigen gilt, aber er ist nur ein Teil der Lösung, um eff ektiv zu handeln.
Denn bei der Wahl eines Kältemittels für eine neue Kälteanlage werden mehrere Parameter berücksichtigt: Nachhaltigkeit, langfristige Technologie, Energiekosten, globaler CO2-Fußabdruck während der gesamten Lebensdauer der Maschine usw. Die Auswahl des Kältemittels nur nach seinem GWP ist nicht ausreichend. Wichtig ist, es unter dem Gesichtspunkt des Konzepts “Energieeffizienz zuerst” zu betrachten.**
Das “Energieeffizienz zuerst”-Prinzip
Es bedeutet, dass bei der Festlegung der Energiepolitik und bei Investitionsentscheidungen vor allem Maßnahmen berücksichtigt werden müssen, die zu den geringsten Kosten Energie einsparen. Dies muss durch eine angemessene Bewertung von Lösungen zur Maximierung der Energieeffi zienz mithilfe von Kosten-Nutzen Analysen, die für verschiedene Kontexte und Industriesektoren relevant und geeignet sind, fortgesetzt werden.
Das Grundprinzip von “Energieeffi zienz zuerst” lautet: “Die beste Energie ist diejenige, die nicht erzeugt werden muss, weil sie nicht benötigt wird”. Das bedeutet, dass die Senkung des Energiebedarfs eine Maßnahme sein muss, die Vorrang vor der Erzeugung erneuerbarer Energien hat.
Die Entwicklung von Effi zienz ist daher eine ökologische und wirtschaftliche Priorität für alle Industriezweige.
Eine Entscheidung für ein Kältemittel zu treff en, bedeutet, systematisch die Optionen zu prüfen, die die stärkste Reduzierung der direkten und indirekten Emissionen der thermodynamischen Anlage ermöglichen.
Wie kann dieses Konzeptbei einer Investition in eine neue
berücksichtigt werden?
Beispielsweise müssen seit dem 1. Januar 2022 für gewerblich genutzte zentrale Mehrplatzkälteanlagen mit einer Kälteleistung ≥ 40 kW Kältemittel mit einem GWP < 150 verwendet werden.
Es können mehrere technologische Optionen für die Architektur des Kälteerzeugungssystems und das Kältemittel gewählt werden.
Um eine fundierte Wahl treff en zu können, verfügt Climalife über ein Ökoeffizienz-Berechnungstool, mit dem die finanziellen (CAPEX und OPEX) und ökologischen (TEWI) Gesamtauswirkungen der ausgewählten Technologien bewertet werden können.
Das Tool ermöglicht es, die ökoeffizienteste Option für eine bestimmte Installation hervorzuheben. Dieser Rechner berücksichtigt zahlreiche Schlüsselindikatoren: die direkte (GWP) und indirekte CO2-Emissionsrate (CO2, das bei der Stromerzeugung des Systems entsteht), die Architektur der Anlage, die Investitionskosten, die Wartungskosten, ohne dabei die Preise für Strom, Kältemittel usw. zu verschweigen.
Die Berechnung basiert auf den tatsächlichen Daten der Hersteller und ist vom CEMAFROID-Institut validiert. Das Ökoeffizienz-Modell analysiert alle Auswirkungen und bietet insbesondere einen Vergleich zwischen den Architekturen, um die ökoeffizienteste zu ermitteln.
Nehmen wir den Fall eines Supermarkts mit einer Fläche von 2000 m² an
Nachdem alle Parameter eingetragen wurden, bestätigen die Ergebnisse dieser Vergleichsstudie (Abbildung 1), wie wichtig es ist, bei der Auswahl der Lösung alle möglichen Optionen zu bewerten. Denn bei der Bereitstellung der gleichen Kälteleistung zeigt sich, dass die niedrigsten Gesamtemissionen sowie die größten Einsparungen bei Investition und Betrieb nicht unbedingt von dem Kältemittel mit dem niedrigsten GWP erzeugt werden.
Die klimatischen Bedingungen in Abhängigkeit von der geografischen Region und der Anlagentechnologie sowie das gewählte Kältemittel haben einen erheblichen Einfl uss auf die Kohlenstoff emissionen und die Ausgaben während der gesamten Lebensdauer der Anlage.
Der Ökoeffizienz-Ansatz in situ
In Katalonien (Spanien) installierte die Supermarktkette Sorli ein 29,3 kW-System für Normalkälte mit dem Kältemittel R-455A, das mit einem Grupo Disco-Verflüssigungssatz mit drei für A2L-Kältemittel zugelassenen Emerson Scrollverdichtern ausgestattet ist. Für den 1200 m² großen Supermarkt bedeutet dies 13 % weniger Lebenszyklusemissionen im Vergleich zu einem transkritischen CO2-System bei 16 % niedrigeren Gesamtbetriebskosten. Case study lesen
Ebenfalls in Spanien wurde die Berechnung für das Olano Meeresfrüchte-Lager und Logistikzentrum mit einer Fläche von 4000 m² durchgeführt. Die Anlage wird von einer 280 kW-Direktexpansionsanlage gekühlt. Im Vergleich zu einem transkritischen System mit CO2 spart R-455A über die Lebensdauer der Anlage 17 % an Emissionen ein. Eine Optimierung, die mit einer Senkung der Gesamtbetriebskosten um 19 % einhergeht. Case study lesen
Eine weitere Leistungsstudie wurde von Optinergie in Frankreich an einer Lagerstätte für 15.000 Tonnen Äpfel durchgeführt. Diese zeigt, dass die Umstellung von Ammoniak auf R-1234ze zu Energieeinsparungen von 25 % führte, was einem Gewinn von 2 Millionen Euro über den gesamten Lebenszyklus entspricht.on. Case study lesen
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Frage der Wahl des Kältemittels unter dem Gesichtspunkt “Energieeffizienz zuerst” betrachtet werden sollte, was bedeutet, dass Maßnahmen zur Energieeinsparung zu den geringsten Kosten in Betracht gezogen werden sollten, indem die Lösungen zur Maximierung der Energieeffizienz mit Hilfe von Kosten-Nutzen-Analysen angemessen bewertet werden. Die Erfahrungen zeigen, dass das Kältemittel mit dem niedrigsten GWP nicht immer die ökoeffizienteste Option ist.
Darüber hinaus werden die Energiepreise aufgrund der geopolitischen, wirtschaftlichen und umweltbezogenen Lage in den kommenden Jahren stetig steigen. Die nach wie vor an gespannte Verfügbarkeit von Rohstoffen und neue gesetzliche Einschränkungen (Quoten, Verbote …) machen in der Zukunft es noch unerlässlicher, diesen Ansatz bei Investitionsentscheidungen zu berücksichtigen. Energieeffizienz und finanzielle Gewinne können Hand in Hand gehen und sind nicht zu vernachlässigen. Den niedrigsten Stromverbrauch, die beste Kälteleistung und die niedrigsten Betriebskosten miteinander in Einklang zu bringen, wird in den kommenden Jahren zur Grundregel werden. Warten Sie nicht länger!
Das Ökoeffizienz-Modell ist derzeit für den Supermarktsektor verfügbar. Die Erweiterung um zusätzliche Module ist in der Entwicklung, insbesondere um industrielle Kältearchitekturen zu vergleichen, die Wärmerückgewinnung zu integrieren … Engagierte Mitarbeiter bei Climalife stehen Ihnen zur Verfügung, um dieses Konzept zu erörtern und auf Anfrage verschiedene Architekturen der Kälteerzeugung zu modellieren.
* Heizung, Lüftung, Kälte-Klimatechnik.
** Quellen: EPEE, Anhang zur Empfehlung der Kommission “Energieeffi zienz zuerst”: Von den Grundsätzen zur Praxis.
Leitlinien und Beispiele für die Umsetzung bei der Entscheidungsfi ndung im Energiesektor und darüber hinaus.