12. Februar 2019

Vor neun Jahren führte die Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft ein Kooperationsprojekt zusammen mit der Firma Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH durch. Im Rahmen dieses Projekts wurde der Kaltluftprozess als Ersatztechnologie für die Nutzung des Kältemittels R23, das als Treibhausgas 15 000 Mal so stark wie CO2 wirkt, in Gefriertrocknungsanlagen entwickelt. „Während der letzten drei Jahre wurde ein weiteres Projekt mit der Christ GmbH sowie den Projektpartnern Fuchs Mineralölwerke GmbH und der Bitzer SE zur Nutzung des Tieftemperaturkältemittels Distickstoffoxid N2O ('Lachgas') durchgeführt“, erläuterte Prof. Dr.-Ing. Michael Kauffeld, Sprecher des Instituts für Kälte- Klima- und Umwelttechnik (IKKU) und Prodekan der Fakultät für Maschinenbau und Mechatronik an der Hochschule Karlsruhe. Diese zwei Projekte waren auch auf Initiative des Geschäftsführers der Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH, Dr.-Ing. Frank Harms, Anlass zu einem Tieftemperatur-Treffen am 5. Februar 2019 an der Hochschule Karlsruhe, bei dem über 50 Industrie- und Forschungsvertreter zusammenkamen, um über eine gemeinsame Strategie zum Ersatz des Kältemittels R23 für Tieftemperaturanwendungen unterhalb -50 °C nachzudenken.

Nach der Begrüßung von Prof. Kauffeld folgten eindrückliche und spannende Vorträge zu Kälteanwendungen unterhalb -50 °C, u. a. von Prof. Dr. Ulrich Hesse von der TU Dresden, Joachim Germanus vom Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH, Enis Askar von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung sowie von Prof. Dr.-Ing. Jens Denecke, CSE Center of Safety Excellence gGmbH.

In der seit 2015 geltenden EU-Verordnung über flourhaltige Treibhausgase wird die Reduzierung der treibhausfördernden Kältemittel geregelt. Aufgrund des Fehlens geeigneter Ersatz-Kältemittel gibt es für den Bereich der Tieftemperaturkälte mit Anwendungstemperaturen (hinblicklich des Kühlguts) von unterhalb -50 °C derzeit noch eine Ausnahmeregelung! Leider gibt es neben den bisher eingesetzten fluorhaltigen Kältemitteln, die einen hohen, direkten Beitrag zum Treibhauseffekt aufweisen, gegenwärtig nur brennbare Alternativen, wie z.B. Ethan. Die Entwicklung eines neuen, sicherheitstechnisch unbedenklichen Kältemittels mit thermodynamisch günstigen Eigenschaften ist auch Gegenstand der Forschung am IKKU der Hochschule Karlsruhe.

Das gemeinsame Fazit der Teilnehmer der eintägigen Veranstaltung war, dass noch viel Entwicklungsbedarf besteht, bevor es marktreife Alternativen für das Kältemittel R23 gibt. Da jedoch alle anwesenden Firmen, Thermostat-Hersteller, Umweltsimulationskammer-Hersteller oder auch Gefriertrocknungshersteller, einen Ersatz für R23 benötigen, einigte man sich darauf, gemeinsam eine Forschungslandkarte zu erstellen, die verdeutlicht, wo und welche Art von Forschungsaktivitäten bereits stattfinden. Gemeinsam will man anschließend entscheiden, was noch zu tun ist und in welchen Bereichen es aussichtsreiche R23-Ersatztechnologien geben kann.

Analog zu einem Forschungsverbund zu Beginn der 1990er Jahre, als es um den Ersatz von Flourchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) in Kälteanlagen ging, will man sodann gemeinsam am Ersatz von R23 für Anwendungen unterhalb -50 °C arbeiten.
Um auch die politischen Entscheidungsträger einzubinden, hat Barbara Gschrey von der "Öko-Recherche, Büro für Umweltforschung und -beratung" angeboten, zusammen mit Prof. Kauffeld von der Hochschule Karlsruhe ein entsprechendes Positionspapier zu verfassen.