Die chemische Industrie stellte jahrzehntelang F-gas-Kältemittel (FCKW, H-FCKW und H-Fluorkohlenwasserstoffe) mit sehr hohen Treibhauspotenzialen – das Hundert- oder sogar Tausendfache des Treibhauspotenzials von CO₂ (R744), das bei eins liegt – und trug damit zur Krise der globalen Erwärmung bei, die in diesem Sommer zu Hitzewellen in ganz Europa und anderen Regionen führte.
Dies hat dazu geführt, dass in vielen Anwendungsbereichen natürliche Kältemittel mit einem GWP nahe Null zum Einsatz kommen, insbesondere transkritische CO₂-Kühlsysteme in Supermärkten. In Europa setzen 108.000 Lebensmittelgeschäfte entweder transkritische CO₂-Kühlregale oder Kondensatoreinheiten ein, was laut dem Marktbericht 2025 von ATMOsphere einer Marktdurchdringung von 34 % entspricht.
Nun werden diese CO₂-Systeme in einer ironischen Wendung von einem großen F-gas-Hersteller hinsichtlich ihrer Leistung in Supermärkten während der besonders intensiven Hitzewellen unter die Lupe genommen, die Europa in diesem Sommer heimgesucht haben und die zum Teil auf den langjährigen Einsatz von F-gas-Kältemitteln zurückzuführen sind.
„Wenn die Außentemperaturen die historischen Auslegungsannahmen überschreiten, können CO₂-Anlagen besonders anfällig werden: Extreme Hitze lässt den Systemdruck ansteigen, verringert den Wirkungsgrad und erhöht die Wahrscheinlichkeit von Temperaturschwankungen, mechanischer Beanspruchung oder Notabschaltungen“, schrieb Chemours in einem gesponserten Artikel, der im Juli im European Supermarket Magazine (ESM) veröffentlicht wurde.
Es trifft zu, dass viele europäische Supermarktbetreiber in Frankreich und anderen Ländern in diesem Sommer Kühlprobleme meldeten (in der Regel ohne Angabe des Kältemittels), als die Umgebungstemperaturen 40 °C (104 °F) überstiegen. Es trifft ebenfalls zu, dass transkritische CO₂-Booster-Systeme bei hohen Umgebungstemperaturen, die den kritischen Punkt des Moleküls überschreiten, überkritisches CO₂ erzeugen, was den Wirkungsgrad potenziell verringern kann.
Die neuesten Generationen transkritischer CO₂-Systeme sind jedoch mit Technologien zur Effizienzsteigerung ausgestattet, wie beispielsweise einer Druckstufe von 130 bar, Parallelkompressoren, Ejektoren, adiabatischen Gaskühlern, Unterkühlung und weiteren technischen Innovationen, die einen effizienten Betrieb bei warmem Wetter ermöglichen und dazu beigetragen haben, den Einsatz von CO₂-Systemen in Spanien, Italien und anderen Ländern, in denen im Sommer hohe Temperaturen herrschen.
Zwar liegen keine allgemein zugänglichen Informationen zur Leistung von CO₂-Systemen in Europa in diesem Sommer vor, doch zeigen Interviews mit einem bedeutenden Anbieter von CO₂-Kältetechnik, Advansor, und einer großen italienischen Supermarktkette, Coop, dass sich deren CO₂-Systeme trotz sehr hoher Temperaturen gut bewährt haben.
Klimarelevante Technologie
Laut dem ESG-Bericht 2025 von Advansor hat der dänische Erstausrüster (OEM), der ein Geschäftsbereich des US-amerikanischen Unternehmens Dover Food Retail ist, über 20.000 transkritische CO₂-Anlagen hergestellt, die bei 18 der 20 führenden Einzelhändler Europas installiert wurden.
Viele dieser Einzelhändler sind in Ländern tätig, die im Jahr 2026 von Hitzewellen betroffen waren, darunter Italien, Frankreich, das Vereinigte Königreich, Deutschland und Griechenland. Dennoch traten bei den transkritischen CO₂-Anlagen von Advansor aufgrund der sommerlichen Hitzewellen „keinerlei Probleme oder Ausfälle“ auf, so Anders Mønsted, Business Development Manager im Bereich Industriekühlung. „Wir glauben, dass dies auf die Art und Weise zurückzuführen ist, wie das System konstruiert und gebaut ist. Advansor entwickelt die Systeme speziell für die klimatischen Bedingungen, unter denen sie betrieben werden sollen, und setzt dabei die Technologie ein, die für diese klimatischen Bedingungen relevant ist.“
Zu den wichtigsten Konstruktionsmerkmalen zählte er, dass Advansor-Systeme standardmäßig einen Maximaldruck von 130 bar nutzen; Gaskühler, die für hohe Umgebungstemperaturen ausgelegt sind, sodass das CO₂-Gas so nah wie möglich an die Umgebungstemperatur abgekühlt wird; sowie Parallelkompressoren, Ejektoren und Anlagen mit extrem geringer Überhitzung.
Diese Merkmale bewirken einen messbaren Unterschied. Die 130-bar-Auslegung erhöht laut Advansor die Systemkapazität um 13 % und den COP um 7 % im Vergleich zu 120 bar bei Temperaturen bis zu 45 °C (113 °F). Eine Danfoss-Studie zu französischen Supermärkten ergab, dass Ejektoren den Energieverbrauch eines einfachen CO₂-Booster-Systems um 35 % senken.
„Advansor konzipiert die Systeme entsprechend den klimatischen Bedingungen, unter denen sie betrieben werden sollen, und setzt die Technologie ein, die für diese klimatischen Bedingungen relevant ist.“
Anders Mønsted, Advansor
Die Verringerung der Überhitzung im Verdampfer, so erklärte Mønsted, erhöhe den Anteil des Verdampfers, der für die Verdampfung genutzt wird, wodurch die Verdampfertemperatur steigt und „Sie der gewünschten Temperatur in Ihrem Kühlregal näher kommen“. Um zu verhindern, dass Flüssigkeit in den Kompressor gelangt, fügt Advansor einen Flüssigkeitsabscheider und einen zusätzlichen Wärmetauscher für die Überhitzung hinzu.
Je nach Standort müssen manche Systeme robuster ausgelegt sein. So kann beispielsweise ein System in Spanien, das für maximal 42 °C (108 °F) ausgelegt ist und über mehr Verdichter sowie größere Gaskühler verfügt, 15–20 % teurer sein als ein System in Norddeutschland, das für maximal 36 °C (97 °F) ausgelegt ist, so Mønsted. Die Amortisationszeit für die Mehrkosten eines besonders robusten CO₂-Systems betrage ein bis zwei Jahre, basierend auf Stromeinsparungen, die bei einem großen Geschäft jährlich bis zu 100.000 € (116.300 $) betragen können, erklärte er.
Zwar wird Advansor auf Wunsch einen adiabatischen Gaskühler in seine Konstruktion integrieren, doch werden diese in den CO₂-Systemen des Unternehmens in der Regel nicht eingesetzt, da sie Wasser verwenden, um die Temperaturen der Gaskühler bei hohen Umgebungstemperaturen zu senken. „Der Mangel an Wasserressourcen ist in Ländern, die unter Hitzewellen leiden, ein großes Problem, und der Betrieb von Systemen mit Trockengaskühlern spart Wasser“, erklärte Mønsted.
Mønsted räumte ein, dass einfache CO₂-Anlagen, die nicht für extrem hohe Umgebungstemperaturen ausgelegt sind, mit betrieblichen Herausforderungen konfrontiert sein können. „Bei der Auslegung von CO₂-Anlagen kann man an vielen Stellen Abstriche machen; so lässt sich beispielsweise beim Gaskühler durch die Verwendung von Kupferrohren viel Geld sparen, was jedoch den Druckabfall und die Temperaturdifferenzen erhöht“, erklärte er. „An einem sehr heißen Tag kann man dann jedoch nicht die Leistung erbringen, die eigentlich vorgesehen war.“
Es gebe zudem Faktoren, die bei heißem Wetter alle Kälteanlagen beeinträchtigten, wie beispielsweise einen verschmutzten Gaskühler oder Kondensator, merkte er an.
Mehr als 200 Filialen mit CO₂
Coop, eine Kette mit rund 1.000 Supermärkten in Italien, setzt transkritische CO₂-Systeme von Advansor (vertrieben von De Rigo) sowie von Arneg, Carrier und Epta ein. Der Einzelhändler begann 2013 mit dem Einsatz von transkritischem CO₂, machte es 2017 zum Standard und setzte es ab Dezember 2025 in 207 Filialen ein, sagte Ruggero Alamanni, Spezialist für Lebensmittelkühlsysteme bei INRES Coop mit Sitz in Florenz, Italien, der technischen Planungsgruppe von Coop.
Die CO₂-Anlagen von Coop „funktionierten sehr gut“, trotz der hohen Temperaturen, die in Norditalien bis zu 40 °C erreichten, so Alamanni. „Während dieser Hitzewelle sind bei uns keine technischen Probleme aufgetreten.“
„In den ersten Jahren gab es einige Probleme“, fügte er hinzu, „aber in den letzten fünf Jahren hatten wir keine Probleme mehr“, solange grundlegende Wartungsarbeiten, wie die Reinigung des Gaskühlers, durchgeführt werden.
Coop entschied sich für das Kältemittel CO₂, weil „die Umwelt für uns ein sehr wichtiges Thema ist“, so Alamanni. Zudem seien Alternativen wie A2L-Gase ein unsicheres Unterfangen. „Wir wissen nicht, ob es in zehn Jahren noch in Ordnung sein wird, wenn wir diesen Typ jetzt einsetzen. Wer weiß das schon? Wenn wir uns für CO₂ entscheiden, ist das eine natürliche Wahl; wir wissen, dass die Zukunft stabil ist.“
Der Schlüssel zum Umgang mit CO₂-Kühlanlagen bei Hitzewellen liege in der richtigen Auslegung, insbesondere des Gaskühlers, merkte Alamanni an und fügte hinzu, dass die Anlagen von Coop für einen maximalen Druck von 130 bar ausgelegt seien, was einen optimalen Druck ermögliche. Ein weiterer entscheidender Faktor ist die Parallelkompression, die seit 2016 in vielen Coop-Filialen zum Einsatz kommt. Darüber hinaus nutzen die Epta-CO₂-Systeme die ETE-Funktion (Extreme Temperature Efficiency), während einige Filialen mit Carrier-CO₂-Systemen begonnen haben, Ejektoren einzusetzen. Coop zieht es vor, keine adiabatischen Gaskühler als energieeffiziente Systeme zu verwenden.
CO₂-Systeme verbrauchen bei sehr hohen Umgebungstemperaturen mehr Energie, doch auch bei F-gas-Systemen steigt der Energieverbrauch im Sommer an, so Alamanni. Im Winter hingegen verbrauchen CO₂-Systeme weniger Energie, sodass wir insgesamt im Vergleich zu herkömmlichen F-gas-Systemen „davon ausgehen, dass wir mehr oder weniger die gleichen Energiekosten haben“. Was die Kosten für das Kältemittel angeht, so seien F-Gase deutlich teurer als CO₂, merkte er an.
Alamanni lehnte es ab, die verschiedenen Arten von CO₂-Systemen und Energieeffizienztechnologien miteinander zu vergleichen. „Es ist sehr schwierig, verschiedene Filialen an unterschiedlichen Standorten mit unterschiedlichen Temperaturen miteinander zu vergleichen“, sagte er.
„Während dieser Hitzewelle sind bei uns keine technologiebedingten Probleme aufgetreten.“
Ruggero Alamanni, INRES Coop
