Steigende Temperaturen erhöhen den Bedarf an Raumkühlung, gleichzeitig verschärft die EU die Vorgaben für klimaschädliche Kältemittel. Während in Europa bislang nur rund 20 Prozent der Haushalte über eine Klimaanlage verfügen, liegt der Anteil in den USA laut Internationaler Energieagentur (IEA) bei etwa 90 Prozent. Zugleich rechnet die IEA damit, dass sich der weltweite Strombedarf für Raumkühlung bis 2050 mehr als verdreifachen wird.

Das Problem liegt in der Technik klassischer Klimaanlagen. Sie arbeiten mit einem geschlossenen Kühlkreislauf, bei dem ein Kältemittel zwischen flüssigem und gasförmigem Zustand wechselt und Wärme aus Innenräumen nach außen transportiert. Viele dieser Fluorverbindungen besitzen jedoch ein Treibhauspotenzial, das im Falle eines Austritts um ein Vielfaches höher ist als das von CO₂. Deshalb hat die EU 2024 beschlossen, diese Stoffe schrittweise aus dem Markt zu nehmen. Nach Einschätzung von Fabian Voswinkel, Energieeffizienz-Analyst bei der IEA, werden entsprechende Geräte in Europa in einigen Jahren nicht mehr verkauft werden dürfen.

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Als Alternativen kommen derzeit natürliche Kältemittel wie Propan oder Ammoniak zum Einsatz. Beide verursachen deutlich geringere Klimabelastungen, bringen jedoch eigene Herausforderungen mit sich. Propan ist brennbar, Ammoniak gilt als giftig und erfordert zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen. Parallel arbeitet die Forschung an Kühlsystemen, die vollständig ohne Kältemittel auskommen. Bei der sogenannten Festkörperkühlung erzeugen spezielle Materialien unter mechanischer Belastung, Magnetfeldern oder Druck einen Temperaturwechsel und transportieren so Wärme.

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Laut Wired (Paywall) zählt die Arbeit des Teams um Paul Motzki von der Universität des Saarlandes zu den fortgeschrittensten Projekten. Die Forscher setzen auf Nickel-Titan-Legierungen, die mithilfe elastokalorischer Effekte Räume um fünf bis zehn Grad Celsius abkühlen sollen. Gemeinsam mit dem irischen Unternehmen Exergyn sind erste Installationen in Neubauten innerhalb der kommenden Jahre vorgesehen.

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Weitere Unternehmen verfolgen andere Konzepte. Das deutsche Start-up Magnotherm entwickelt magnetokalorische Kühlsysteme, die zunächst in Supermarkt-Kühlregalen erprobt werden. Das britische Unternehmen Barocal setzt auf Plastikkristalle, die beim Komprimieren Wärme freisetzen und so einen Kühlprozess ermöglichen.

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Noch befindet sich keine der Technologien in der Serienreife. Lindsay Rasmussen vom Klimatechnik-Accelerator Third Derivative bezeichnet die Ansätze als vielversprechend, betont jedoch, dass ihre Eignung für den großflächigen Einsatz noch nachgewiesen werden müsse. Bislang kann keines der Systeme klassische Kompressionskältemaschinen gleichzeitig bei Kosten und Effizienz übertreffen.

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Neben neuen Technologien werden auch alternative Kühlkonzepte erprobt. In Paris wurde das Fernwärmenetz vor den Olympischen Spielen 2024 um ein System mit gekühltem Flusswasser erweitert. Öffentliche Gebäude werden dort zentral gekühlt, ohne dass klassische Klimaanlagen oder Kältemittel zum Einsatz kommen.

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