Fernkälte als Alternative zur Klimaanlage

Fernkälte ist klimaschonender als eine Klimaanlage und funktioniert ähnlich wie Fernwärme. Sie wird in einigen Regionen in Deutschland bereits genutzt, darunter in Chemnitz und von den Stadtwerken in München. Sie eignet sich jedoch nicht für alle Regionen.

Fernkälte im Hinblick auf den Klimawandel

Beim Erreichen der Klimaziele Deutschlands hat der Gebäudesektor einen hohen Stellenwert. Ein wichtiger Faktor, um die Klimaziele zu erreichen, ist Fernwärme. Die Kühlung von Gebäuden wurde bislang dabei nur wenig berücksichtigt.

Die immer heißer werdenden Sommer veranlassen die Verantwortlichen, nach Lösungen für angenehm kühle Krankenhäuser, öffentliche Gebäude, Büroräume und Wohnungen zu suchen. Eine klimafreundliche und nachhaltige Alternative zu Klimaanlagen ist Fernkälte.

Um Fernkälte zu nutzen, müssen bestehende Fernwärmenetze dahingehend umgebaut werden, damit sie auch die Versorgung mit Kälte gewährleisten. Zusätzliche Netze müssen errichtet werden.

In Geschäftsvierteln, dicht bebauten Stadtgebieten, Industriegebieten, in Krankenhäusern, auf Flughäfen und Universitäten lohnen sich Fernkältenetze. Die Gebäude, die regelmäßig mit Kälte versorgt werden sollen, müssen möglichst dicht nebeneinander liegen.

Fernkälte im Hinblick auf den Klimawandel | Foto: ©Ana Gram #264610445 – stock.adobe.com

Funktionsweise von Fernkälte

Im Prinzip ist Fernkälte das Gegenteil von Fernwärme. Ein Fernkältenetz funktioniert quasi entgegengesetzt wie ein Fernwärmenetz. Während ein Fernwärmenetz die Wärme in ein Gebäude führt, transportiert das Fernkältenetz die Wärme aus dem Gebäude.

Dafür können verschiedene Technologien genutzt werden, darunter die klassische Klimaanlagentechnik. Bei der Klimaanlagentechnik wird Gas mittels Druck in einem geschlossenen System verflüssigt und dann zu Gas zurückverwandelt. Dem Gebäude wird die Wärmeenergie entzogen.

Immer häufiger wird natürliche Kälte genutzt. Auch Eisspeicher können Kälte produzieren und dazu günstigen Nachtstrom nutzen. Eine weitere Möglichkeit sind Absorptionskältemaschinen. Sie erzeugen Kälte mit Hilfe von Wärme.

In Chemnitz wurde 2007 der erste Kurzzeit-Großkältespeicher in Deutschland in Betrieb genommen. Er hat ein Fassungsvermögen von 3.500 Kubikmetern. Auch in anderen Städten wie München oder Hamburg wird Fernkälte genutzt. Ein Eisspeicher kann die Nachfragespitzen abdecken.

Fernwärme und Fernkälte können miteinander kombiniert werden. Bei Fernwärme wird heißes Wasser transportiert, während bei Fernkälte kaltes Wasser durch die Leitungen fließen kann.

Wird bei Fernkälte die Kälte unterirdisch geliefert, sind keine komplizierten Installationen erforderlich. Im Gebäude muss eine Übergabestation vorhanden sein. Rückkühlwerke sind nicht erforderlich.

Im Prinzip ist Fernkälte das Gegenteil von Fernwärme | Foto: ©Plamen #237409915 – stock.adobe.com

Woher kommt Fernkälte?

Bei Fernkälte kommt es darauf an, wie das Wasser gekühlt ist, damit sie tatsächlich klimafreundlich ist. Große elektrisch betriebene Kältemaschinen funktionieren ähnlich wie ein Kühlschrank oder eine Klimaanlage. Oft können sie effizienter als kleine Einzelgeräte betrieben werden, da sie zentral eingesetzt werden können.

Kaltes Wasser kann aus Seen, Flüssen, dem Meer oder dem Grundwasser genutzt werden. Es muss kalt genug sein, damit es direkt oder über einen Wärmetauscher kühlt. Im Netz sollte die Vorlauftemperatur bei ungefähr sechs Grad Celsius liegen. Überschüssige Wärme kann direkt oder indirekt in das Netz übernommen werden. Die Rücklauftemperatur ist immer höher als die Vorlauftemperatur.

In Absorptionskältemaschinen kann Wärme zur Kälteerzeugung verwendet werden. Diese Wärme kann aus bereits vorhandenen Wärmequellen oder aus Kraft-Wärme-Kopplung kommen, aber auch industrielle Abwärme sein.

Vorteile von Fernkälte

Fernkälte ist in der Regel wirtschaftlich. Kältezentralen haben einen höheren Wirkungsgrad als dezentrale Kältemaschinen. Hinsichtlich der steigenden Energiepreise kann sich die Investition in Fernkälteanlagen bereits in wenigen Jahren amortisieren. Die Wartungskosten für Fernkälteanlagen sind geringer als bei Klimaanlagen, ebenso sind die Betriebskosten niedriger.

Da die Wärme zentral abgeführt wird, sind weniger Außengeräte und Rückkühlanlagen erforderlich. Dadurch entstehen weniger Lärm und Abwärme.

Auch der Platzbedarf auf Dächern und an Fassaden ist geringer. Ebenso wird kein Platz für Kältezentralen und Trafostationen benötigt. In den Wohngebieten in den Städten kann dadurch Mietfläche gewonnen werden.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Einsparung von Kältemittel. Einige Kältemittel sind fluorierte Treibhausgase und belasten das Klima, wenn sie bei Herstellung, Wartung oder an undichten Stellen entweichen.

Kältemittel kann auch für Fernkälteanlagen benötigt werden. Allerdings werden Fernkälteanlagen an wenigen zentralen Standorten genutzt. Sie können leichter gewartet werden. In den angeschlossenen Gebäuden fließt durch die Fernkälteleitungen im Normalfall nur Wasser.

Am klimafreundlichsten sind Fernkälteanlagen mit natürlichen Kältemitteln. Auch Fernkälteanlagen, die mit kaltem Grundwasser oder mit Wasser aus Flüssen oder Seen betrieben werden, sind klimafreundlich.

Nachteile von Fernkälte

Nicht immer ist Fernkälte die beste Lösung, um ein Gebäude zu kühlen. Um neue Netze zu bauen, müssen Straßen geöffnet und Leitungen verlegt werden. Die Leitungswege sind in locker bebauten Gebieten oft zu lang. Dort lohnt sich ein Netz energetisch und finanziell oft nicht.

Wie nachhaltig Fernkälte tatsächlich ist, hängt von der verwendeten Energie ab. Auch die Technik wirkt sich auf die Nachhaltigkeit aus.

Die zentrale Infrastruktur kann ein Vorteil sein, doch kann sie sich auch als nachteilig erweisen. Beim Ausfall einer wichtigen Leitung oder einer Anlage sind oft mehrere Gebäude gleichzeitig betroffen.