Die stationäre Kälteerzeugung in Deutschland ist insgesamt für einen Strombedarf von ca. 70 TWh im Jahr 2008 verantwortlich, der Primärenergiebedarf ist dementsprechend etwa doppelt so hoch. Dies entspricht über 13 % des Elektroendenergiebedarf. Mit den spezifischen CO2-Emissionen der Stromproduktion des Jahres 2008 von 568 g CO2/kWhel verursachte die Kältetechnik etwa 40 Mio. t CO2–Emissionen (indirekte Emissionen). Weitere 5,6 Mio. t CO2-äquivalente Emissionen werden durch die direkte Treibhausgaswirkung von Kältemittelemissionen verursacht. Durch hohe Zuwachsraten bei Neuanlagen im Bereich der Gebäudeklimatisierung steigen die Emissionen in Zukunft sicher weiter stark an.
Die stationäre Kälte- und Klimatechnik, die Gewerbekälte ausgenommen, verursachte 2007 etwa 800 t direkte HFKW-Emissionen. Dies entspricht ca. 1,6 Mio. t CO2-Äquivalent. Betrachtet man die Emissionen der Vorjahre, so ist ein jährlicher Anstieg zwischen 15 und 20% zwischen den Jahren 2002 und 2007 zu beobachten.Der Bereich Klimakälte weist aufgrund der klimatischen Bedingungen in Deutschland eine geringe Vollbenutzungsstundenzahl auf. Der Leitfaden für Energiebedarfsausweise in Nichtwohngebäuden (BMVBS 2007) gibt für Bürogebäude 500 h, für Bildungsgebäude 350 h an. Simulationen ergeben Volllaststunden im Bereich von 400 bis 520 h. Im Rahmen eines EvaSolK-Projekts wurden unterschiedliche Klimakälteerzeugungssysteme (Kaltwassersätze, Mono- und Multi-Split-Systeme) im praktischen Einsatz vermessen. Hierbei ergaben sich Volllaststundenzahlen zwischen 170 und 430 h (Wiemken, Safarik, et al. 2012; Wittig et al. 2012). Neben den klimatischen Bedingungen liegt ein weiterer Grund für die geringe Auslastung von Klimaanlagen in der Anlagenauslegung, die neben Sicherheitsfaktorenauch zukünftige Pläne der Betreiber, wie z.B. Gebäudeerweiterungen, berücksichtigt. Dadurch werden Gebäudeklimaanlagen häufig überdimensioniert.
Durch die geringe Vollbenutzungsstundenzahl ist der direkte TEWI-Anteil für Klimakälteanlagen bei Leckraten zwischen 4 und 7 % ein wesentlicher Faktor. Dies zeigen auch Simulationsergebnisse. Durch den Einsatz des Kältemittels R410A bei Kaltwassersätzen liegt der direkte TEWI-Anteil – je nach betrachteter Klimaregion – bei ca. 40 %. D.h. ca. 40 % der treibhauswirksamen Emissionen werden allein durch das Entweichen von Kältemittel verursacht, die verbleibenden 60 % durch den Energiebedarf während des Betriebes. Für R134a ergibt sich ein direkter Anteil von ca. 32 % und für R32 von ca. 18 %. Bei dem HFKW-Kältemittel R1234yf und natürlichen Kältemitteln wie R290, R717 und R718 hat der direkte TEWI-Anteil einen sehr geringen bis keinen Einfluss auf den Gesamtwert. Bei direktverdampfenden Sy stemen ergeben sich aufgrund größerer Kältemittelfüllmengen noch höhere direkte Anteile am Gesamt-TEWI. Unter den genannten Annahmen liefern Simulationsergebnisse einen Anteil von ca. 70 % für das Kältemittel R410A.
Bei einer besseren Auslastung der Kälteanlage reduzieren sich die relativen direkten Anteile. So ergibt sich aus den Simulationsergebnissen für einen ganzjährig betriebenen Kaltwassersatz in der Industriekälte ein direkter Anteil von unter 10 %. Trotz dieses relativ geringen Anteils sind die absoluten Emissionswerte durch das Entweichen von Kältemitteln mit hohem GWP-Wert nicht zu unterschätzen.
Der Anteil der Geothermie ist in offiziellen Statistiken kaum erfasst. Insbesondere die Vorteile einer direkten Kühlung (direct cooling) werden wohl noch nicht ausreichend erkannt. Hier könnten insbesondere die Primärenergieverbräuche und damit die THG-Emissionen drastische verringert werden.
Anlagen der Oberflächennahen Geothermie lassen sich grundsätzlich immer auch zur Kühlung nutzen und zwar zu ausgesprochen geringen Betriebskosten. Es muss jeweils geprüft werden, ob die Haustechnik geeignet ist wie sie angepasst werden kann.
Zu Literatur siehe:
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