Prof. Michael Kauffeld (rechts) erzählt über die Entwicklung der Kältemittel.
In diesem vierteiligen Interview sprechen wir mit Michael Kauffeld, Professor für Kältetechnik an der Hochschule Karlsruhe. Sie erfahren, wie sich Kältemittel im Lauf der Zeit entwickelt haben – von den ersten natürlichen Varianten bis hin zu synthetischen Alternativen – und welche ökologischen Herausforderungen dabei entstehen. Besonders geht es um die Risiken von HFOs und die Vorteile natürlicher Kältemittel wie Ammoniak, CO2 und Propan.
KälteKlub: Michael, du bist Professor für Kältetechnik an der Hochschule Karlsruhe. Kannst du kurz erklären, wie die Kältetechnik mit Maschinenbau und Mechatronik zusammenhängt?
Michael Kauffeld: Klar. Kältetechnik verbindet beide Bereiche. Maschinenbau betrifft die Hardware – also Verdichter, Wärmeübertrager und solche Komponenten. Mechatronik spielt bei der Steuerung und Regelung der Anlagen eine Rolle. Früher war der Schwerpunkt Kältetechnik bei uns nur im Maschinenbau angesiedelt, aber seit 2008 ist er auch Teil der Mechatronik. Das spiegelt sich auch in der Ausbildung wider, zum Beispiel beim Beruf des Mechatronikers für Kältetechnik, der beide Disziplinen kombiniert.
Das Problem ist, dass wir nicht nur einen PFAS aufnehmen, sondern einen ganzen Cocktail aus 20, 30 oder mehr Chemikalien.
KälteKlub: Unser Thema heute sind die Kältemittel. Erzähl mal, wie sich die synthetischen Kältemittel wie FCKW und HFOs entwickelt haben und welche Rolle die natürlichen Alternativen wie Ammoniak, CO2 und Propan dabei spielen?
Michael Kauffeld: Natürlich. Im 19. Jahrhundert hat man mit natürlichen Kältemitteln wie Ammoniak, CO2 und Propan gearbeitet. Die hatten allerdings technische Herausforderungen: Ammoniak ist giftig, CO2 braucht hohe Drücke, und Propan ist brennbar. In den 1930er Jahren wurden deshalb die FCKW entwickelt – synthetische Kältemittel, die sicher und ungiftig sein sollten. Das Problem war, dass FCKW die Ozonschicht zerstören, weil sie Chlor enthalten. Das führte schließlich zu einem weltweiten Ausstieg aus FCKW und HFCKW, vorangetrieben durch das Montreal-Protokoll von 1987. Die chemische Industrie hat dann die HFKW entwickelt, die die Ozonschicht nicht angreifen. Aber sie haben ein großes Treibhauspotenzial – teilweise tausendfach höher als CO2. Daraufhin kamen die HFOs als vermeintliche Lösung. Sie zerfallen schnell in der Atmosphäre und wirken zunächst umweltfreundlich. Das Problem ist, dass manche HFOs zu Trifluoressigsäure (TFA) zerfallen, die sich mit Wasser verbindet und dann über Hunderte von Jahren im Erdreich und Oberflächen- sowie Grundwasser bleibt. TFA gehört zu den sogenannten PFAS, den „Ewigkeitschemikalien“, deren Auswirkungen auf die Gesundheit noch kaum erforscht sind.
KälteKlub: Was macht diese „Ewigkeitschemikalien“ so problematisch?
Michael Kauffeld: Die Forschung steht hier noch ganz am Anfang. Es gibt Studien, die zeigen, dass TFA in hohen Konzentrationen die Leber von Ratten schädigen und ungeborene Kaninchen im Mutterleib beeinträchtigen kann. Die Hersteller sagen zwar, dass diese Ergebnisse nicht auf den Menschen übertragbar sind, aber das Problem ist, dass wir nicht nur einen PFAS aufnehmen, sondern einen ganzen Cocktail aus 20, 30 oder mehr Chemikalien. Wie die im Körper miteinander reagieren, weiß man noch nicht. Und das Schlimmste: Wenn sich irgendwann herausstellt, dass PFAS wirklich schädlich für uns sind, ist es zu spät. Sie bleiben ewig in der Natur und im Grundwasser. Man kann sie zwar aus Trinkwasser entfernen – wie zum Beispiel hier im Kreis Baden-Baden, wo PFAS aus Papierschlamm das Erdreich verseucht haben –, aber das ist unglaublich aufwendig und teuer. Und es geht ja auch um sauberes Wasser für die Ackerflächen und wilden Tiere, die nicht mit Wasser aus unseren Leitungen versorgt werden.
Die Lösung liegt bei den natürlichen Kältemitteln – Ammoniak, CO2, Propan und Isobutan.
KälteKlub: Was ist die Alternative?
Michael Kauffeld: Die Lösung liegt bei den natürlichen Kältemitteln – Ammoniak, CO2, Propan und Isobutan. Isobutan wird seit den 1990er Jahren weltweit in Kühlschränken eingesetzt. Es ist sogar sicherer als FCKW, weil mit der Einführung exgeschützter Schalter mögliche Gefahren wie Funkenbildung eliminiert wurden. CO2, Propan und Ammoniak bieten ebenfalls klare Vorteile. Ihre Umweltauswirkungen sind minimal, und technisch sind sie ausgereift. Wir müssen einfach noch viel stärker auf diese natürlichen Optionen setzen, um die Probleme mit synthetischen Kältemitteln zu lösen.
KälteKlub: Vielen Dank für dieses Gespräch. Im zweiten Teil sprechen wir über das Kältemittel Ammoniak.
Jetzt weiterlesen und profitieren.
+ KK E-Paper-Ausgabe – jeden Monat neu + Kostenfreien Zugang zu unserem Online-Archiv + Fokus KK: Sonderhefte (PDF) + Webinare und Veranstaltungen mit Rabatten uvm.
