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Kältemittel in Wärmepumpen: Fakten zu Propan, PFAS & Co.

Wie nachhaltig sind die Kältemittel in Wärmepumpen? Gibt es Alternativen? Wir geben dir einen Überblick rund um das Thema Wärmepumpe und Kältemittel.


Kältemittel Wärmepumpe

Wärmepumpen gelten als die entscheidende Heiztechnologie der Zukunft. Mit Blick auf die Klimawende visiert die Bundesregierung ab diesem Jahr den Einbau von jährlich 500.000 Wärmepumpen in Deutschland an.


Letztes Jahr sorgte jedoch ein Panorama-Bericht für Aufsehen, der sich mit dem Kältemittel der Wärmepumpe befasste. Entsprechend verunsichert sind Interessenten, die über die Anschaffung dieser innovativen Heizung nachdenken.


Du fragst dich, ob tatsächlich Gift in Wärmepumpen steckt und welche Alternativen es gibt? Wir haben die Antworten und alle Fakten rund um Wärmepumpe und Kältemittel.

 

Was sind Kältemittel und warum werden sie in Wärmepumpen verwendet?

Kältemittel sind Fluide mit speziellen chemischen Eigenschaften, die in Wärmepumpen als Betriebsstoffe zum Einsatz kommen. Sie dienen dazu, Wärmeenergie aufzunehmen und zu transportieren.


Dazu zirkuliert das Kältemittel im System der Wärmepumpe in einem Kreislaufprozess. Es nimmt Wärme bei niedriger Temperatur und geringem Druck auf, später wird die Energie bei höherer Temperatur sowie entsprechend höherem Druck wieder abgegeben.


Für Kältemittel gibt es unterschiedliche Anwendungsbereiche, sie sind beispielsweise auch in Kühlschränken und Gefriertruhen zu finden. Die genaue Beschaffenheit eines Kühlmittels hängt dabei maßgeblich von der vorgesehenen Anwendung ab, grundsätzlich weisen alle Kältemittel jedoch folgende chemische Eigenschaften auf:

  • niedrige Siedetemperatur

  • hohe chemische Stabilität

  • relativ geringes Dampfvolumen

  • geringer Verflüssigungsdruck

  • Für den Einsatz in der Wärmepumpe ist in erster Linie die hohe Wärmeleitfähigkeit entscheidend.


Welche Kältemittel werden bei Wärmepumpen verwendet?

Grundsätzlich ist zwischen

  1. synthetischen (künstlich hergestellten)

  2. und natürlichen Kältemitteln (z. B. Ammoniak, Kohlenstoffdioxid etc.)

zu unterscheiden.


In Wärmepumpen sind häufig teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) im Einsatz, die bei einer späteren Entsorgung ein hohes Treibhauspotenzial entfalten. Aus diesem Grund beschloss die internationale Staatengemeinschaft im Jahr 2016 die schrittweise Verbannung der HFKW-Kältemittel.


Welche Kältemittel werden aktuell üblicherweise bei Wärmepumpen eingesetzt?

  • R410a ist in der Wärmepumpe aktuell das meistgenutzte Kältemittel. Es ist rein synthetisch und gilt als hocheffizient. Dieses Kältemittel ist eine spezielle Mischung für die Wärmepumpe aus R32 (Difluormethan) und R125 (Pentafluorethan).

  • Wird in der Wärmepumpe nur R32 eingesetzt, soll es im Vergleich zu R410 zu niedrigerem Stromverbrauch beitragen.

  • Eine natürliche Alternative für die Wärmepumpe ist R290. Das natürliche Kältemittel Propan ist für die Wärmepumpe ideal, da es ein niedriges Treibhauspotenzial aufweist und somit klimafreundlich ist. Zudem ist Propan für die Wärmepumpe relativ preisgünstig, in unbegrenzter Menge verfügbar und somit zukunftssicher.

  • Ebenfalls möglich ist die Nutzung von Ammoniak (NH3) oder Kohlenstoffdioxid (CO2). Letzteres ist als Kältemittel R744 in der Wärmepumpe einsetzbar. Für private Zwecke sind diese Alternativen aktuell aber nur in seltenen Fällen nutzbar.

Was besagt der GWP-Wert bei Kältemitteln?

Der GWP-Wert (Global Warming Potential) bei Kältemitteln ist ein Maß für das Treibhauspotenzial eines Stoffes im Vergleich zu Kohlendioxid (CO2), dem ein GWP von 1 zugeordnet wird. Dieser Wert gibt an, wie stark ein bestimmtes Kältemittel zum Treibhauseffekt beitragen kann, wenn es in die Atmosphäre freigesetzt wird. Ein Kältemittel mit einem GWP-Wert von 1.000 würde demnach 1.000-mal mehr zum Treibhauseffekt beitragen als die gleiche Menge CO2 über einen bestimmten Zeitraum, der üblicherweise 100 Jahre beträgt.


Die Regulierung des GWP-Wertes von Kältemitteln ist Teil der Bemühungen, den Klimawandel zu bekämpfen. In der Europäischen Union und anderen Teilen der Welt wurden Vorschriften eingeführt, um die Verwendung von Kältemitteln mit hohem GWP zu reduzieren. Wie Sie erwähnt haben, durfte der GWP-Wert eines Kältemittels seit 2020 maximal 2.500 betragen. Ab dem Jahr 2025 wird diese Höchstgrenze weiter auf 750 gesenkt. Diese Maßnahmen zielen darauf ab, die Verwendung von Kältemitteln mit niedrigerem GWP zu fördern und somit die Emissionen von Treibhausgasen zu reduzieren, die aus Klima- und Kühlsystemen stammen.


Wie ist das GWP verschiedener Kältemittel?

  • R-410A: 2.088

  • R-32: 675

  • R-290 (Propan): 3

  • R-717 (Ammoniak): 0

  • R-744 (CO2): 1

Was sind PFAS und welche Gefahren gehen von ihnen aus?

Der bereits oben genannte Panorama-Bericht schürt die Angst vor dem Jahrhundertgift PFAS in der Wärmepumpe. Du fragst dich daher vielleicht ebenfalls, ob das Kältemittel einer Wärmepumpe giftig ist.


Bei dem Gift PFAS in der Wärmepumpe handelt es sich eigentlich um den Oberbegriff für Per- und Polyfluoralkylsubstanzen. Diese künstlich hergestellten Stoffe gelten als umweltschädlich und sollen gesundheitliche Probleme wie Leberschäden, Schilddrüsenerkrankungen oder Krebs fördern. In Europa sollen PFAS für Wärmepumpe & Co. daher in wenigen Jahren komplett verboten werden.

 

Welche umweltfreundlichen Alternativen gibt es zu PFAS-haltigen Kältemitteln?

Als bestes Kältemittel für Wärmepumpen ist eine natürliche Alternative empfehlenswert.

  • CO2: Dazu zählt beispielsweise CO2. Es kann unter der Bezeichnung R744 in der Wärmepumpe eingesetzt werden und gilt als umweltfreundlich, ist nicht giftig und zudem kostengünstig.

  • Propan: Aufgrund der steigenden Nachfrage findest du bei vielen Herstellern bereits eine moderne Wärmepumpe, die mit R290 ein natürliches und ungiftiges Kältemittel verwendet. Propan erfreut sich auch aus einem weiteren Grund steigender Nachfrage. Es begünstigt bei der Wärmepumpe als Kältemittel höhere Vorlauftemperaturen (bis zu 75 °C) und ist somit auch bei einer klimafreundlichen Altbaumodernisierung interessant.

Was ist das Problem von natürlichen Kältemitteln?

Natürliche Kältemittel bieten viele Vorteile, insbesondere im Hinblick auf ihr niedriges GWP und ihr Potenzial, den Treibhauseffekt zu reduzieren. Allerdings gibt es auch Herausforderungen und Probleme, die mit ihrer Verwendung verbunden sind. Hier sind einige der wichtigsten Punkte:

  1. Flammbarkeit und Toxizität: Einige natürliche Kältemittel, wie Propan (R290) und Ammoniak (R717), sind entweder brennbar oder giftig, was besondere Sicherheitsmaßnahmen erfordert. Dies kann die Installation und Wartung von Systemen, die solche Kältemittel verwenden, komplizierter und teurer machen.

  2. Hoher Betriebsdruck: CO2 (R744) wird als Kältemittel in einigen Anwendungen verwendet, arbeitet aber unter viel höherem Druck als die meisten anderen Kältemittel. Dies erfordert robustere und speziell angefertigte Komponenten, was die Kosten und die Komplexität der Systeme erhöht.

  3. Effizienz in bestimmten Klimazonen: Die Effizienz von Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln kann in extremen Klimabedingungen variieren. Beispielsweise kann die Leistung von CO2-basierten Systemen in sehr kalten Umgebungen beeinträchtigt sein, obwohl technologische Fortschritte diese Probleme zunehmend mindern.

  4. Installations- und Wartungskosten: Aufgrund der oben genannten Sicherheits- und Druckanforderungen können die Installations- und Wartungskosten für Systeme, die natürliche Kältemittel verwenden, höher sein. Fachpersonal muss speziell geschult werden, um mit diesen Substanzen sicher umgehen zu können.

  5. Verfügbarkeit von Technikern: Da nicht alle Techniker für die Installation und Wartung von Systemen mit natürlichen Kältemitteln qualifiziert sind, kann es schwieriger sein, qualifiziertes Personal zu finden.

Trotz dieser Herausforderungen ist die Verwendung von natürlichen Kältemitteln ein wichtiger Schritt in Richtung nachhaltigerer Kühl- und Heizsysteme. Die Vorteile, insbesondere in Bezug auf die Reduzierung von Treibhausgasemissionen, überwiegen die Nachteile.

 

Gibt es eine Förderung für klimaschonende Kältemittel?

Wenn du deine alte Heizung gegen eine neue Wärmepumpe austauschst, kannst du bis zu 70 Prozent Zuschuss im Rahmen der staatlichen Heizungsförderung nach dem Bundesförderprogramm für effiziente Gebäude (BEG) erhalten.


Um die Verwendung von natürlichen Kältemitteln in Wärmepumpen noch stärker zu fördern, hat der Gesetzgeber im Januar 2023 einen Kältemittel-Bonus eingeführt. Auch nach der Anpassung der Heizungsförderung, die seit dem 1. Januar 2024 gilt, wird weiterhin ein sogenannter Effizienz-Bonus für natürliche Kältemittel gewährt. Mit diesem Bonus bekommst du auf den Basisfördersatz nochmal 5 Prozent Zuschuss dazu.


Um von der Förderung zu profitieren, solltest du dich vorab genau informieren, welche Voraussetzungen erfüllt sein müssen. Dazu gehören unter anderem die technischen Anforderungen an die Wärmepumpe und die Verwendung eines zugelassenen natürlichen Kältemittels.


Wie lässt sich erkennen, ob eine Wärmepumpe ein umweltfreundliches Kältemittel verwendet?

Du fragst dich, ob das Kältemittel in der Wärmepumpe deiner Wahl giftig ist? Dann solltest du auf eine fachgerechte Beratung durch einen versierten Fachbetrieb setzen. Der Heizungsbauer erklärt dir genau, welches Kältemittel in der Wärmepumpe deiner Wahl zirkuliert und nennt dir bei Bedarf auch umweltfreundliche Alternativen.


Die Hersteller geben an, welche Kältemittel bei einer Wärmepumpe zum Einsatz kommen und der Profi zeigt dir, welche Kältemittel für deinen individuellen Anwendungszweck optimal ist. In vielen Fällen ist es sinnvoll, Propan in der Wärmepumpe als zeitgemäßes und zukunftssicheres Kältemittel in Betracht zu ziehen.

 

Woran erkenne ich, welches Kältemittel in meiner Wärmepumpe verwendet wird?

Du hast bereits eine bestehende Wärmepumpe und fragst dich jetzt welches Kältemittel in deiner Wärmepumpe verwendet wird? Falls du gehofft hast, es gibt auf der Wärmepumpe so etwas wie einen Aufkleber oder eine Plakette mit Infos zum Kältemittel, müssen wir dich enttäuschen. Um herauszufinden, welches Kältemittel deine Wärmepumpe nutzt, fragst du am besten bei deinem Heizungsbauer oder beim Hersteller der Pumpe nach.

 

Welche Möglichkeiten gibt es, um den Einsatz von PFAS in Wärmepumpen zu reduzieren?

Die Zukunft gehört ohne Zweifel den natürlichen Kältemitteln. Für die Wärmepumpe ist R290 eine interessante Alternative zu den synthetischen Fluiden, da es umweltfreundlich ist und PFAS bei diesem Kältemittel keine Rolle spielen. Zwar setzt die Mehrzahl der Hersteller noch auf synthetische Kältemittel, eine steigende Nachfrage nach natürlichen Alternativen wird allerdings den Markt verändern. Auch rechtliche Einschränkungen kommen dazu (siehe nächste Frage). Es ist daher damit zu rechnen, dass PFAS bei der Wärmepumpe in absehbarer Zeit keine Rolle mehr spielen wird.


Was ist die F-Gas-Verordnung der EU?

Die Europäische Union hat 2024 einen entscheidenden Schritt zum Schutz des Klimas unternommen, indem sie eine neue F-Gas-Verordnung verabschiedet hat. Ziel dieser Verordnung ist es, die Nutzung von teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) stark einzuschränken und bis 2050 komplett zu verbieten. HFKWs, die vor allem als Kältemittel in Wärmepumpen, Kühlschränken und Klimaanlagen verwendet werden, sind aufgrund ihres hohen Treibhauspotenzials im Fokus der neuen EU-Regelung.


Diese Verordnung markiert einen Wendepunkt im Kampf gegen den Klimawandel, indem sie den Umstieg auf umweltfreundlichere Alternativen fördert. Der Beschluss des Jahres 2024 sieht nicht nur eine deutliche Reduzierung der Verfügbarkeit von HFKWs vor, sondern schafft auch finanzielle Anreize für den Einsatz klimaschonender Technologien.


Wie viel Kältemittel ist in einer Wärmepumpe?

Je nach Auslegung kannst du davon ausgehen, dass etwa ein bis sechs Kilogramm Kältemittel in einer Wärmepumpe zirkulieren. Es wird nicht verbraucht und muss daher nicht ersetzt werden.



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