Transportkälte

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Verderbliche Waren frisch zu halten und gleichzeitig zu transportieren, stellte schon immer eine besondere Herausforderung dar. Deshalb werden an Kälteanlagen hohe Anforderungen gestellt. Bei sich verändernden Umgebungstemperaturen zwischen minus 40 und plus 40 Grad Celsius müssen sie einwandfrei kühlen und die Kühltemperatur genau einhalten.

Als Transportmittel kommen Kühlfahrzeuge, Kühlcontainer oder Schiffe zum Einsatz. 2016 wurden allein in Deutschland etwa 100.000 Transportkälteanlagen in Lastkraftwagen und Anhängern betrieben.  

Überblick zu Kühlfahrzeugen

Die Auswahl des Fahrzeuges muss dem Anwendungsfall angepasst sein – wichtige Faktoren sind hier die Art der Fracht, die Länge der Transportstrecke (Nah- oder Fernverkehr) und ob Normalkälte ausreicht oder Tiefkälte erforderlich ist. 

Auch die Ausstattung kann variieren. Fahrzeuge können nur eine Kühlkammer haben. Sogenannte Multitemperatur-Fahrzeuge ermöglichen es, auch Waren mit zwei oder drei unterschiedlichen Kühltemperaturen zu befördern. Neben der Kälteanlage können zur Aufrechterhaltung der Temperatur auch passive Elemente zum Einsatz kommen - dazu zählen am Netz aufladbare, eutektische Platten, Kühlboxen oder verflüssigte Gase zur Kühlung. 

Bei den Antriebstechniken für die mobilen Kälteanlagen in Fahrzeugen gibt es unterschiedliche Lösungen. Bei kleineren Kühlfahrzeugen werden die Kälteanlagen häufig direkt mechanisch vom Fahrzeugmotor angetrieben. Größere Kälteanlagen werden mit elektrischer Energie, die mit Hilfe des Fahrzeugmotors erzeugt wird, angetrieben oder sie sind mit Kühlaggregaten mit eigenen Motoren ausgestattet. 

Punktuell kommen immer wieder Kühlanlagen mit verflüssigten Gasen (Stickstoff oder Kohlendioxid) im Rahmen des Verteilerverkehrs zum Einsatz. Sie benötigen allerdings eine Versorgungsinfrastruktur, die die tägliche Auffüllung mit tiefkalten Gasen sicherstellt. Da diese Gase aus Sicherheitsgründen nicht in den Frachtraum gelangen dürfen, werden sie nach der Nutzung der Energie in die Umwelt abgegeben.

Kältemittel heute und morgen

Die meisten Transportkälteanlagen kühlen heute in der Regel noch mit fluorierten Kältemitteln, die bei Freisetzung in die Atmosphäre als Treibhausgase wirken. Durch Leckagen im Betrieb, bei der Wartung, Instandsetzung und bei Unfällen verlieren die Kälteaggregate Kältemittel, die so in die Umwelt gelangen. Daher werden viele dieser Kältemittel im Rahmen des Phase down durch weniger klimawirksame Kältemittel ersetzt. 

Ein Beispiel: Das Kältemittel R-404A wird sehr häufig im Rahmen der Transportkälte eingesetzt. Es verfügt über einen sehr hohen GWP von 3.922 – ist also fast 4000-fach klimawirksamer als CO2 – und trägt damit in hohem Maße zum Treibhauseffekt bei. Durch die EU-F-Gas-Verordnung werden neue, ortsfeste Kälteanlagen mit R-404A (außer zur Kühlung von Produkten auf unter -50 °C) ab 2020 verboten. Zudem darf zur Wartung und Instandhaltung von Kälteanlagen mit einer Füllmenge ≥ 10,2 kg R-404A dann nur noch als aufbereitetes oder recyceltes R-404A verwendet werden. Als Auswirkung des Phase down und im Vorgriff auf diese Verbote stellen Gase-Hersteller aber bereits heute die Produktion von R-404A ein. Als Ersatz wird vermehrt das Kältemittel R-452A angeboten, das mit 2.140 ein niedrigeres GWP als R-404A besitzt. Im Rahmen des Phase down muss das mittlere GWP für alle 2018 verwendeten Kältemittel aber bereits bei 1250 liegen. Da bis zum Jahr 2030 das durchschnittliche Treibhauspotential der Kältemittel auf etwa 400 sinken muss, sind hier in Zukunft noch weitere Alternativen notwendig.

Klimafreundliche Alternativen für Transportkälteanlagen

Bereits Anfang der 2000er Jahre wurden Tests mit CO2-Kälteanlagen für Lkw erfolgreich durchgeführt. Einige Firmen erproben modernere Prototypen oder bieten schon kleinere Kälteanlagen mit Kohlendioxid an. 

Auch Kohlenwasserstoffe wurden für Kältefahrzeuge bereits im Einsatz erprobt. In Europa wurden die Anlagen mit dem Kohlenwasserstoff Propen aus Sicherheitsgründen als indirekte Systeme, d. h. mit Sole-Kreisläufen, angeboten. In Südafrika läuft ein Projekt mit einer Anlage mit direktem Propan-Kreislauf. 

Für Seecontainer, die bisher mit R-404A oder R-134a gekühlt werden, wurden Kälteanlagen mit CO2 über mehrere Jahre erprobt. Die Anlagen mit CO2-Kälteanlage sind mittlerweile kommerziell erhältlich und auf Schiffen im Einsatz. Untersucht werden auch Anlagen mit dem brennbaren Kohlenwasserstoff Propan für Seecontainer, derzeit werden hierfür Sicherheitsstandards entwickelt. 

Schiffe werden heute meist mit den natürlichen Kältemitteln Ammoniak oder CO2/Ammoniak gekühlt.