CO2: Das Kältemittel der Zukunft für Brauchwasserwärmepumpen?

Forschung & Technik 04. Dezember 2013

Ist CO2 das kommende Kältemittel für Warmwasser-Wärmepumpen?
Ist CO2 das kommende Kältemittel für Warmwasser-Wärmepumpen?

Japan ist führend in der Entwicklung und im Verkauf von Kohlendioxid-basierten Warmwasserwärmepumpen

Japan ist einer der führenden Märkte für Brauchwasserwärmepumpen. Ein Großteil der dort verkauften Geräte setzt auf Kohlendioxid als natürlichem Kältemittel (in Europa wird in diesem Bereich vornehmlich R134a eingesetzt). Die Absatzzahlen CO2-basierter Brauchwasserwärmepumpen in Japan sind beeindruckend: 3,7 Millionen Stück wurden seit 2003 verkauft, die jährlichen Absatzzahlen haben sich zwischen 400.000 und 500.000 Einheiten eingependelt.

Die Erfahrungen in Japan haben gezeigt, dass CO2 eine gut erprobte und bewährte Kältemittelalternative für Warmwasserwärmepumpen darstellt. Aber wird CO2, vor dem Hintergrund der derzeitigen Debatte über die F-Gas Verordnung, die über kurz oder lang den Gebrauch von Fluorkohlenwasserstoffen in Europa einschränken wird, in Zukunft auch hier eine stärkere Rolle spielen? Derzeit werden CO2-Brauchwasserwärmepumpen in mehreren europäischen Ländern zwar angeboten, stellen aber allenfalls ein Nischenprodukt dar.

Warum sind CO2-Brauchwasserwärmepumpen in Europa nicht etabliert?

- Die europäischen Hersteller haben bisher nicht die gleiche Menge an Unterstützung erfahren wie die japanischen. Die japanischen Stromversorger waren maßgeblich an der Erschließung des Marktes beteiligt, hauptsächlich durch Unterstützung der R&D-Aktivitäten, sowie starke Verkaufs- und Marketingkampagnen.

- Nachttarife und Unterstützung von Wärmepumpen durch Regierungen sind in Europa weder allgemein verbreitet, noch einheitlich gestaltet. Zur Markteinführung in Japan waren sowohl die notwendigen Tarife, als auch eine Anschubfinanzierung flächendeckend verfügbar und haben stark zum Erfolg beigetragen.

- Der Aufbau von Wartungs- und Servicenetzwerken für CO2-Wärmepumpen bedarf beträchtliche Investitionen von Seiten der Hersteller. Der durchschnittliche europäische Wärmepumpeninstallateur ist nicht für die Arbeit mit CO2, welches als Kältemittel deutlich höhere Arbeitsdrücke als Fluorkohlenwasserstoffe aufweist, geschult. Die Produkte können daher nicht schenll in den Markt eingeführt werden.

- Für eine gute Performance muss die CO2-Technologie an die europäischen Bedürfnisse angepasst werden, was weiterer Investitionen Bedarf. CO2-Wärmepumpen müssen an die europäischen Klimata, Gebäudetypen und Verbrauchsprofile angepasst werden. Zum Beispiel macht der Warmwasserbedarf in Japan rund 30% des Gesamtenergiebedarfs eines typischen japanischen Haushalts aus. In Europa liegt dieser Wert dahingegen nur bei 15-20%. Für eine optimale Performance der Systeme in Europa müssen daher Änderungen an der Leistung, Tankgröße und Kontrollstrategie vorgenommen werden.

Kohlendioxid – eine gute Wahl für Hersteller, die bereits über die Diversifizierung der eingesetzten Kältemittel nachdenken

Die europäischen Hersteller haben bisher nicht dieselbe Menge an Unterstützung durch die Stromversorger und die Regierungen erhalten, die den japanischen Herstellern das nötige Vertrauen gegeben hat um in die Entwicklung der CO2-Technologie für Warmwasserwärmepumpen zu investieren. Doch mit einer immer strikteren Regulierung des Einsatzes von Fluorkohlenwasserstoffen in Europa wird eine Diversifizierung des Kältemitteleinsatzes in Zukunft unumgägnlich sein.

CO2 ist nicht der einzige Weg um den gesetzlichen Einschränkungen zu begegnen, aber die Technologie wird in Japan bereits millionenfach erfolgreich eingesetzt und erste Erfahrungen in Europa zeigen auch hier eine gute Performance. Die größte Herausforderung ist es den Endkundenpreis der Technologie zu senken. Dieser ist aufgrund der für die Anpassungen der Technologie an den europäischen Markt nötigen Investitionen derzeit noch sehr hoch. Doch Hersteller, die schon jetzt in die Adaptation von CO2-Produkten für den europäischen Markt investieren, werden wertvolle Erfahrungen sammeln, welche die zukünftige Position ihres Unternehmens stärken werden.

Ins Deutsche übertragen von Lukas Bergmann.

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Die Serie von insgesamt fünf Gastbeiträgen von Delta Energy & Environment (www.delta-ee.com) basiert auf einer im August 2013 fertiggestellten Studie zum Thema Brauchwasserwärmepumpen. Für weitere Informationen zum Thema oder zur Studie kontaktieren Sie bitte Lukas Bergmann, lukas.bergmann@delta-ee.com, +44 131 625 3332.

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