Energie/Propan-Wärmepumpen

Klimafreundliches Kältemittel ersetzt umweltschädliche fluorierte Gase

Wärmepumpen sind eine Schlüsseltechnologie der Wärmewende. Bislang nutzen jedoch noch viele der Geräte umweltschädliche Kältemittel. Forschung und Industrie setzen daher auf klimafreundliche Alternativen. In den Fokus rückt derzeit vor allem das natürliche Kältemittel Propan. Einige Hersteller haben inzwischen Propan-Wärmepumpen im Programm, die außen aufgestellt werden. Für den Innenbereich und für Mehrfamilienhäuser läuft die Entwicklung auf Hochtouren.

Bis zum Jahr 2045 soll Deutschland klimaneutral sein. Auch der Gebäudesektor, der für rund 30 Prozent des CO₂-Ausstoßes verantwortlich ist, muss seinen Anteil dazu beitragen. Wärmepumpen können hier einen großen Beitrag leisten: Im Gegensatz zu Öl- oder Gasheizungen findet bei ihnen keine Verbrennung fossiler Energieträger statt. Sie nutzen die Erdwärme, das Grundwasser oder die Umgebungsluft als Wärmequelle.

Mithilfe von Strom, der immer häufiger aus Windenergie- und Photovoltaikanlagen stammt, heben die Geräte die Umweltenergie auf ein höheres Temperaturniveau und liefern so Wärme für Heizung und Warmwasser. Ihr Potenzial zur Absenkung der CO₂-Emissionen für die Wärmebereitstellung ist daher hoch.

In den vergangenen Jahren haben sich immer mehr Menschen in Deutschland für diese Heizungstechnologie entschieden. In neuen Ein- und Zweifamilienhäusern sind Wärmepumpen inzwischen der am häufigsten installierte Heizungstyp. Auch in bestehenden kleineren Häusern und im Geschosswohnungsbau ist die Heizungstechnologie sinnvoll. Insgesamt gibt es derzeit rund 1,3 Mio. installierte Wärmepumpen in Deutschland, ab 2024 sollen pro Jahr 500.000 neue dazukommen. Bis 2030 sind sechs Mio. installierte Wärmepumpen das Ziel.

Kältemittel können das Klima schädigen

Das Herzstück von Wärmepumpen ist der Kältekreislauf. In ihm fließt ein Kältemittel, das bei äußerst niedriger Temperatur verdampft. Um Heizwärme zu erzeugen, nimmt das Fluid zuerst Wärme aus der Umwelt auf. Anschließend wird das Kältemittel als Dampf in einem Verdichter komprimiert. Dadurch erhöht sich die Temperatur derart, dass die Wärme an das Heizungssystem abgegeben werden kann. Das dabei wieder verflüssigte Kältemittel durchläuft anschließend ein Expansionsventil, der Kreislauf beginnt erneut.

Das Problem: Derzeit nutzen Wärmepumpen in den meisten Fällen Kältemittel mit umweltschädlichen fluorierten Treibhausgasen (F-Gase). Die künstlichen Gase der Stoffgruppe der Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind giftig und schwer abbaubar, sie werden deshalb auch als Ewigkeits-Chemikalien bezeichnet. Das Kältemittel verbleibt zwar in dem thermodynamischen Kreisprozess und wird daher nicht verbraucht. Trotzdem können im Herstellungsprozess, bei der Befüllung und bei Reparaturarbeiten Teile der Substanzen in die Atmosphäre gelangen.

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