Kühlung neu denken, um Supermärkten zu helfen, Klimaneutralität zu erreichen

In ganz Europa steht der Großhandel derzeit unter starkem Druck, seine CO2‑Emissionen schnell und nachhaltig zu reduzieren. Die Netto-Null-Verpflichtungen vieler Unternehmen, die in der EU‑F‑Gas‑III‑Verordnung festgelegte drastische Reduzierung fluorierter Kältemittel (−79 % bis 2030 gegenüber 2015), der CO₂‑Grenzausgleichsmechanismus (CBAM*) sowie wachsende ESG‑Anforderungen verfolgen alle dasselbe Ziel: eine beschleunigte Dekarbonisierung der gesamten Kühlkette.

In den vergangenen zehn Jahren wurde die Kältebranche von einer polarisierenden Debatte geprägt: „natürliche“ Kältemittel wie CO₂ und Propan versus „synthetische“ HFOs mit niedrigem GWP. Mittlerweile zeigt jedoch eine wachsende Zahl praktischer Erfahrungswerte, dass die Realität deutlich komplexer ist. Betrachtet man sowohl die direkten Emissionen durch Kältemittelleckagen als auch die indirekten, energiebedingten Emissionen über die gesamte Lebensdauer einer Supermarktkälteanlage, erweisen sich HFO-Gemische mit sehr niedrigem GWP – wie Solstice® L40X (R‑455A, GWP 146) und Solstice® ze (R‑1234ze, GWP < 1) – als die schnellste, kosteneffizienteste und zugleich glaubwürdigste Lösung, um in den meisten Anwendungen des europäischen Lebensmitteleinzelhandels eine substanzielle Dekarbonisierung zu erreichen.

Diese HFO-basierten Kältemittel bieten zudem eine unkomplizierte und äußerst wirksame Antwort auf ein Problem, das in mehreren europäischen Ländern zunehmend an Bedeutung gewinnt: die Entlastung überlasteter Stromnetze.

Während die direkten Emissionen deutlich zurückgehen, bleiben die indirekten, energiebedingten Emissionen weiterhin der größte Einflussfaktor

Gleichzeitig verschärfen die F‑Gas‑Quoten den Druck: Das durchschnittliche GWP neuer Anlagen muss bis 2027 unter 400 liegen und bis 2032 bei zentralisierten Systemen über 40 kW auf unter 150 sinken.
Damit gelten Kältemittel wie R‑448A/R‑449A (GWP ca. 1 400) und sogar R‑452A (GWP ca. 2 140) bereits heute als technisch überholt.

Transkritische CO₂-Booster-Systeme (R-744) waren für viele Unternehmen die erste Wahl. Studien zur globalen Umweltbelastung (TEWI**) in der Praxis zeigen jedoch durchweg, dass der Vorteil von CO₂ (GWP = 1) in Bezug auf die direkten Emissionen durch einen höheren Energieverbrauch weitgehend
ausgeglichen wird, außer in den sehr kalten Klimazonen Nordeuropas.

Unabhängige Studien (Cemafroid, SHECCO, RPA) sowie das von Cemafroid validierte Ökoeffizienzmodell von Solstice zeigen, dass Direktverdampfungssysteme mit R‑455A den jährlichen Energieverbrauch in den meisten europäischen Ländern um 8 bis 15 % gegenüber transkritischen CO₂-Booster-Systemen reduzieren können.

Berücksichtigt man zudem typische jährliche Leckageraten von 6 bis 8 % über die Lebensdauer großer CO₂-Anlagen, ergeben sich in milden und warmen Klimazonen TEWI‑Vorteile von 30 bis 60 % zugunsten von R‑455A-Systemen.

Vereinfachte Systemarchitektur = geringerer Energieverbrauch, niedrigere Kosten und schnellere Umsetzung

Der Hauptgrund liegt in der Systemarchitektur: Transkritische CO2‑Booster- Systeme benötigen Komponenten, die unter sehr hohen Drücken (90–120 bar) arbeiten, komplexe Strategien zur Wärmerückgewinnung und -abfuhr, ein anspruchsvolles Ölmanagement, parallele Verdichtung sowie häufig auch adiabatische Luftkühler.

Im Gegensatz dazu ist ein zentrales Direktverdampfungssystem mit R‑455A oder R‑1234ze – oder ein gepumptes System mit Wärmeträger – deutlich einfacher aufgebaut:

• Betriebsdrücke auf dem Niveau von R‑404A (ca. 20 bar auf der Hochdruckseite)
• kein transkritischer Kreislauf, keine Ejektoren, keine Parallelverdichtung;
• sehr gute Temperaturgleitanpassung (R‑455A mit ca. 7 K), sodass eine einzige Anlage sowohl Normal- als auch Tiefkühlung mit hoher Effizienz bis –40 °C Verdampfung abdecken kann;
• Einsatz von Standard-Platten- und Rohrwärmetauschern;
• 20–30 % niedrigere Installationskosten und 30–50 % schnellere Umsetzung bei Neuinstallationen und Umrüstungen (Quelle: Erfahrungsberichte mehrerer europäischer Installateure sowie Felddaten von Solstice);

Ergebnis: höhere saisonale Effizienz, deutlich weniger Komponentenausfälle und spürbar niedrigere Wartungskosten.

Die Sicherheit stellt heute kein Hindernis mehr dar, und sämtliche benötigten Komponenten sowie Ausrüstungen sind vollständig verfügbar

Sowohl R‑455A als auch R‑1234ze sind als A2L (schwer entflammbar) eingestuft.

Mit den Aktualisierungen der Normen EN 378 und IEC 60335‑2‑40 im Zeitraum 2020–2024 wurden die zulässigen Füllmengen für A2L-Kältemittel in der gewerblichen Kältetechnik deutlich erhöht – auf bis zu 1,2 kg/m³ in bewohnten Räumen mit geeigneten Sicherheitsmaßnahmen. Darüber hinaus sind sämtliche Komponenten für den Einsatz mit A2L-Kältemitteln zugelassen und für Neuinstallationen breit verfügbar. So kann beispielsweise Arneg, ein international führender Anbieter in der Entwicklung, Herstellung und Installation von Komplettlösungen für den Lebensmitteleinzelhandel, Kühlmöbel für sämtliche Frische‑ und Tiefkühlanwendungen vollständig mit diesen A2L‑Kältemitteln liefern.

Bereits mehrere hundert Supermärkte und Logistikzentren in Europa betreiben ihre Anlagen sicher und zuverlässig mit R‑455A, R‑1234ze oder R‑1234yf.

Zwei wegweisende Referenzprojekte, die bereits erfolgreich in Europa im Einsatz sind

MD S.p.A. – Die zweitgrößte und stark wachsende Discounterkette Italiens eröffnete 2023 ihren ersten Supermarkt mit Solstice® L40X (R-455A) in San Giovanni in Persiceto in der Nähe von Bologna.

Auf Basis eines unabhängig validierten Ökoeffizienzmodells hat MD die folgenden Vorteile ermittelt:

• 25 % Geringere CO₂‑Emissionen über den gesamten Lebenszyklus im Vergleich zu einem transkritischen CO₂.‑System.
• 260.000 € niedrigere Gesamtbetriebskosten über 15 Jahre (einschließlich Investitions-, Energie- und Wartungskosten).
• Schnellere Installation sowie einfachere Schulung für ausführende Unternehmen.
  Die im Jahr 2024 und Anfang 2025 gemessenen Betriebsdaten bestätigen die prognostizierten Energieeinsparungen eindeutig. Vor diesem Hintergrund hat MD angekündigt, dass R‑455A künftig das bevorzugte Kältemittel für den Großteil der jährlich rund 30 neuen Filialen und Modernisierungsprojekte sein wird.

Q-REF KIBO® Kühler – Im Bereich der industriellen Kühllagerung – einem wichtigen Beitrag zu den Scope‑3‑Emissionen im Großhandel – setzt der französische Ausrüstungshersteller Q‑REF auf Solstice®ze (R‑1234ze) in Kombination mit ölfreien Turbocor‑Kompressoren von Danfoss. Unabhängige Messungen der Institute Cemafroid und Optienergie an den Standorten Castang sowie der Coccolo‑Gruppe zeigen:

• Einen COP zwischen 5,0 und 7,0, verglichen mit 2,7 bis 3,5 bei neuen Ammoniak‑Schrauben‑Kältemaschinen.
• Einen um 43 bis 46 % geringeren jährlichen Stromverbrauch.
• Keine Wartung nach mehr als 5.000 Betriebsstunden.
• 30 % weniger CO₂‑Ausstoß und eine deutlich geringere Geräuschentwicklung.

Trotz der Quoten für 2030 bereit für die Zukunft

R-455A (GWP 146) und R-1234ze (GWP <1) liegen beide unter dem GWP-Grenzwert von 150, der ab 2032 für die meisten zentralen Systeme gelten wird. Im Gegensatz zu den noch verwendeten HFKW/HFKW-Gemischen mit höherem GWP (R-448A, R-449A) unterliegen sie kurzfristig keinen Quotenbeschränkungen.

Der Weg zur Dekarbonisierung ist bereits vorgezeichnet

Europäische Supermärkte müssen sich nicht zwischen der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und der betrieblichen Realität entscheiden.
HFO-A2L-Systeme mit sehr niedrigem GWP, die Solstice® L40X (R-455A) oder Solstice® ze (R-1234ze) verwenden, bieten:

• Eine Reduzierung des CO₂‑Fußabdrucks um 30 bis 60 % über die gesamte Lebensdauer der Anlage – im Vergleich zu CO₂‑Systemen in den meisten Klimazonen.
• Einfachere, kostengünstigere und wartungsfreundlichere Systeme.
• Bewährte Sicherheit gemäß den geltenden Normen.
• Sowie umfassende Erfahrung seitens der Installateure.

Für die meisten Supermärkte südlich von Skandinavien sowie für die Kühlhäuser, die sie beliefern, ist die HFO-A2L-Technologie mit niedrigem GWP kein Kompromiss: Sie ist der schnellste, sicherste und realistischste Weg, um bis 2025 eine echte Dekarbonisierung zu erreichen.

Der Übergang von den Kältemitteln R-404A, R-448A, R-449A und R-452A hat bereits begonnen. Daten aus Italien, Frankreich, Großbritannien und anderen Ländern zeigen, dass Supermarktketten und Kühlkettenbetreiber, die jetzt handeln und A2L-Kältemittel mit niedrigem GWP wie R-455A und R-1234ze einsetzen, ihre Ziele für 2030 und 2040 schneller, kostengünstiger und mit deutlich geringeren technischen Risiken erreichen werden.

Vernetzte Kältetechnik: von technischen Daten zur operativen Steuerung

Die Wahl des Kältemittels ist zwar ein wichtiger Hebel zur Reduzierung des CO₂‑Fußabdrucks von Kühlsystemen, doch erst die kontinuierliche Echtzeitüberwachung der Anlagenparameter ermöglicht zusätzliche Energie- und Kosteneinsparungen über die gesamte Lebensdauer der Systeme hinweg.

Im laufenden Betrieb sind es häufig die schleichenden – und meist unsichtbaren– Abweichungen, die zu Kältemittelverlusten, erhöhtem Energieverbrauch und schließlich auch zu Anlagenausfällen führen.

Durch die Ausstattung der Anlagen mit IoT‑Sensoren lassen sich Druck, Temperatur, Füllstand des Kältemittels, Kompressorzyklen und Stromverbrauch kontinuierlich überwachen. Diese Daten ermöglichen
eine faktenbasierte und standortübergreifende Einschätzung des tatsächlichen Anlagenzustands – jederzeit und aus der Ferne.

Bei der Lecksuche analysieren intelligente Algorithmen die typischen Lastschwankungen des Kühlsystems und definieren daraus präzise Betriebsreferenzen. So lassen sich Abweichungen frühzeitig erkennen, die auf ein mögliches Leck hinweisen. Jede Abweichung vom definierten Referenzverhalten wird erkannt, noch bevor sie Auswirkungen auf den Anlagenbetrieb hat.Selbst geringfügige Absenkungen des Kältemittelfüllstands werden sofort identifiziert und gemeldet. Dadurch können notwendige Maßnahmen frühzeitig und gezielt eingeleitet werden – ohne das Risiko größerer Verluste oder Ausfälle, die sich negativ auf Anlagen, Waren und Betriebsabläufe auswirken könnten.

Die intelligente und frühzeitige Erkennung von Abweichungen ermöglicht eine Verringerung der Kältemittelverluste um bis zu 79 % – und reduziert damit unmittelbar die damit verbundenen Treibhausgasemissionen.
Weniger Leckagen bedeuten zugleich geringere Risiken, weniger ungeplante Ausfälle und insgesamt niedrigere Umweltauswirkungen.

Parallel dazu führen die Optimierung der Betriebsparameter und die kontinuierliche Überwachung des Energieverbrauchs zu Energiekosteneinsparungen von bis zu 20 %.
Angesichts der Tatsache, dass die Kältetechnik in Supermärkten bis zu 50 % des gesamten Energieverbrauchs ausmachen kann und die gesetzlichen Anforderungen immer strenger werden, ist die Reduzierung indirekter Emissionen von zentraler Bedeutung.

So lassen sich während des laufenden Betriebs messbare, nachhaltige und regulatorisch konforme Einsparungen erzielen. Durch die Transparenz und Messbarkeit der Anlagenleistung entwickelt sich vernetzte Kältetechnik zu einem echten technischen und wirtschaftlichen Steuerungsinstrument – und zu einem entscheidenden Treiber der Dekarbonisierung im Großhandel.

Fazit

Solstice Advanced Materials arbeitet seit vielen Jahren eng mit Climalife zusammen, um Solstice®‑Kältemittel zu vertreiben und dem Markt schnell und effizient Lösungen mit niedrigem GWP bereitzustellen. Dank seiner umfassenden Expertise und internationalen Präsenz gewährleistet Climalife
die zuverlässige Verfügbarkeit der Solstice®‑Produktreihe – darunter Solstice® L40X (R‑455A) und Solstice® ze (R‑1234ze) – und bietet darüber hinaus technischen Support, Schulungsprogramme für Installateure sowie ergänzende Dienstleistungen und Engineering‑Services.

Durch diese enge Partnerschaft profitieren Kältefachleute von fundierter Beratung zu Systemauslegung, sicherem Umgang mit A2L‑Kältemitteln, Lecksuchanforderungen sowie zur optimalen Einstellung von Anlagen für maximale Energieeffizienz. So wird der Umstieg auf moderne, nachhaltige Lösungen im Lebensmitteleinzelhandel beschleunigt – und das unter Einhaltung höchster Sicherheits‑ und Leistungsstandards.

Die Zukunft der nachhaltigen Kältetechnik im Lebensmitteleinzelhandel steht bereits heute in den Regalen.

*Carbon Border Adjustment Mechanism ** TEWI = Total Equivalent Warming Impact