Kältemittel R290: läutet seinen Höhepunkt ein

Im Jahr 2022 erwies sich das Kältemittel R290 schließlich als Spitzenreiter. Im ersten Halbjahr stimmte die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) einer Ausweitung des zulässigen Ladegrenzwerts von R290 in Komplettgeräten zu. Im Zuge des starken Anstiegs der Wärmepumpenheizung in Europa erregte R290 große Aufmerksamkeit im Wärmepumpensektor. Auch auf Unternehmensseite gab es zahlreiche positive Entwicklungen: Midea brachte die weltweit erste R290-Klimaanlage der Energieeffizienzklasse 1 auf den Markt.

Da im Jahr 2023 der weltweite Ruf nach kohlenstoffarmen Initiativen lauter wird, wird R290 voraussichtlich noch mehr Aufmerksamkeit erregen und neue Entwicklungsmöglichkeiten eröffnen.

R290, auch Propan genannt, ist ein natürliches Kohlenwasserstoff-Kältemittel, das direkt aus Flüssiggas gewonnen werden kann. Im Vergleich zu synthetischen Kältemitteln wie Freonen enthält die Molekülstruktur von R290 keine Chloratome, wodurch das Ozonabbaupotenzial (ODP) bei Null liegt und somit das Risiko einer Zerstörung der Ozonschicht eliminiert wird. Darüber hinaus weist R290 im Vergleich zu HFC-Stoffen, die ebenfalls die Ozonschicht nicht schädigen, einen Wert des Treibhauspotenzials (GWP) nahe Null auf, wodurch das Risiko eines „Treibhauseffekts“ gemindert wird.

Obwohl das Kältemittel R290 in Bezug auf GWP und ODP tadellos ist, war es aufgrund seiner Einstufung als brennbares Kältemittel der Klasse A3 anhaltenden Kontroversen ausgesetzt, was seine weitverbreitete Einführung in den Mainstream-Märkten behinderte.

Das Jahr 2022 brachte diesbezüglich jedoch eine positive Wende. Im Mai 2022 gab die IEC auf ihrer offiziellen Website bekannt, dass der Entwurf der IEC 60335-2-40 ED7 „Besondere Anforderungen für Wärmepumpen, Klimaanlagen und Luftentfeuchter“ einstimmig angenommen wurde. Dies bedeutet einen Konsens innerhalb der IEC-Normen, die Füllmengen von R290 und anderen brennbaren Kältemitteln in Haushaltsklimaanlagen, Wärmepumpen und Luftentfeuchtern zu erhöhen.

Als er sich nach den Normen IEC 60335-2-40 ED7 erkundigte, erklärte Li Tingxun, außerordentlicher Professor an der Sun Yat-sen-Universität und Mitglied der Arbeitsgruppe 21: „Bei der Berechnung der maximalen Füllmengen für A2- und A3-Kältemittel wird IEC 60335 verwendet -2-40 ED7 bietet mehr Flexibilität durch die Berücksichtigung der tatsächlichen Bedingungen von Produkten. Unternehmen können nun durch die Implementierung von Sicherheitsmaßnahmen wie der Verbesserung der Produktluftdichtheit und der Einführung von Umluftströmungskonstruktionen die maximalen Füllmengen von A2- und A3-Kältemitteln angemessen erhöhen und möglicherweise bis zu 30 % erreichen bis 988g.“

Diese Entwicklung führte zu erheblichen Fortschritten bei der Einführung des Kältemittels R290 in der Wärmepumpenindustrie. Erstens enthielten die Kompressornormen für Warmwasserbereiter mit Wärmepumpe Anforderungen für das Kältemittel R290. Anschließend traten am 1. Januar 2023 die neuen Bundesfördermaßnahmen für grüne und energieeffiziente Gebäude in Kraft. Ziel dieses Fonds ist es, den Austausch von Heizungsanlagen in bebauten Umgebungen zu subventionieren. Um sich für diese Subventionen zu qualifizieren, müssen Wärmepumpenprodukte einen Leistungskoeffizienten (COP) über 2,7 haben und mit natürlichen Kältemitteln gefüllt sein. Derzeit ist R290 das wichtigste natürliche Kältemittel, das in Wohnwärmepumpenanlagen in Europa verwendet wird. Mit der Umsetzung dieser Subventionspolitik wird erwartet, dass Wärmepumpenprodukte, die R290 verwenden, eine breite Akzeptanz finden.

Kürzlich wurde erfolgreich ein technisches Symposium mit Schwerpunkt auf R290-Kältemittel und Wärmepumpen abgehalten. Emerson und Highly sind aktive Befürworter der R290-Technologie. Auf dem Symposium erklärte ein Vertreter von Emerson, dass das Unternehmen unter Nutzung seiner umfangreichen Erfahrung in der R290-Kältemitteltechnologie eine Reihe von Copeland-Scroll-R290-Kompressoren entwickelt habe, die Modelle mit fester Drehzahl, variabler Drehzahl, horizontaler, vertikaler und geräuscharmer Bauweise umfassen maßgeschneiderte technische Lösungen, um den vielfältigen Anforderungen der europäischen Wärmepumpen-Marktsegmente gerecht zu werden. Highly Electric verfügt über mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung im Wärmepumpensektor und stellte mehrere R290-spezifische Wärmepumpenkompressoren vor, die speziell auf den europäischen Markt zugeschnitten sind. Diese Produkte sind nicht nur umweltfreundlich, sondern zeichnen sich auch durch ein extrem niedriges GWP, große Betriebsbereiche, hohe Zuverlässigkeit und Effizienz aus, erfüllen umfassend die Anforderungen des europäischen Wärmepumpenmarktes und unterstützen den Übergang zu grüner Energie in der Region.

Der 7. September 2022 war auch ein bedeutender Tag für das Kältemittel R290. An diesem Tag lief im Midea-Werk in Wuhu die weltweit erste neue Klimaanlage der Energieeffizienzklasse 1 mit dem Kältemittel R290 vom Band und bot der Branche einen völlig neuen Ansatz zur Erreichung der „Dual-Carbon“-Ziele. Es wird davon ausgegangen, dass der APF (Annual Performance Factor) der neu entwickelten Inverter-Klimaanlage R290 der neuen Energieeffizienzklasse 1 von Midea 5,29 erreicht hat und damit den nationalen Standard für die neue Energieeffizienzklasse 1 um 5,8 % übertrifft. Die Serie ist in zwei Modellen erhältlich: 1 PS und 1,5 PS und hat außerdem die branchenweit erste Gesundheits- und Hygienezertifizierung erhalten.

Mittlerweile hat das Kältemittel R290 in Bereichen wie Wäschetrocknern und Eisbereitern Fortschritte gemacht. Nach Angaben der China Household Electrical Appliances Association ist der Produktsektor für Eisbereiter in den letzten ein bis zwei Jahren nahezu vollständig auf das Kältemittel R290 umgestiegen, mit einer Jahresproduktion von etwa 1,5 Millionen Einheiten. Auch die Marktgröße von R290-Wärmepumpen-Wäschetrocknern ist in den letzten Jahren stark gestiegen und beträgt im Jahr 2020 80 % bei einem Produktionsvolumen von 3 Millionen Einheiten.

Im Jahr 2023 wird das Kältemittel R290 mit seinen inhärenten CO2-armen Vorteilen, geleitet von den „Dual-Carbon“-Zielen, noch heller als zuvor glänzen.