Strommast in der Natur, symbolisiert Energieeffizienz für Unternehmen im GreenTech Bereich
Technologie

Sorptionskältemaschinen

Effiziente Kälte aus Abwärme und erneuerbarer Wärme – nachhaltige Sorptionskältetechnologie für Industrie, Gewerbe und klimafreundliche Prozesse.
Stand:

Technologie-Check

Technologischer Reifegrad (TRL)

Wie reif ist die Technologie?
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9

Marktreife

Wann wird die Technologie marktreif sein?
Heute
2030
2035
2040

Anwendungsbereich

In welchem Geltungsbereich nach GHG Protocol wirkt die Technologie?
1
2
3

Wirtschaftlichkeit

Wie ist das Verhältnis von finanziellem Einsatz zum generierten Nutzen?
€€
€€€

Potenzielle Reduktion der Umweltauswirkungen

Wie stark lassen sich die negativen Umweltauswirkungen durch den Einsatz dieser Technologie im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verringern?
Groß Mittel Klein

Definition und Wirk-/Funktionsprinzip

Sorptionskältemaschinen dienen der Erzeugung von Kälte und stellen umweltfreundlichere Alternativen zu Kompressionskältemaschinen dar. Es handelt sich um thermisch angetriebene Anlagen, die Abwärme oder Solarthermie als Antrieb einsetzen können. Das Funktionsprinzip beruht auf der Absorption von Kältemittel. Der Kreislauf setzt sich aus den folgenden Schritten zusammen: Das Kältemittel expandiert durch Verringerung des Drucks nach einem Ventil und entzieht dabei der Umgebung Wärme. Es entsteht die Kälte, die genutzt werden kann. Für die Regeneration des Kältemittels wird dieses in einer Flüssigkeit absorbiert, z. B. Wasser/Lithiumbromid. Durch Zufuhr von Wärme, wie Abwärme, erfolgt dann wieder eine Desorption und unter Druck wird das Kältemittel verflüssigt und kann erneut über ein Ventil expandiert werden. Als Alternative zur Absorption in einer Flüssigkeit ist es auch möglich, das Kältemittel an der Oberfläche eines Feststoffs, wie Silikagel, zu adsorbieren. Daher wird auch zwischen Absorptions- und Adsorptionskältemaschinen unterschieden. Am Markt haben sich jedoch eher die Absorptionskältemaschinen durchgesetzt.

Absorptionskälteanlage - Schaubild
Absorptionskälteanlage - Schaubild (colibri-bv (o.D.). https://colibris.home.xs4all.nl/de/pages/principle.html)

SWOT-Analyse

Welche aktuellen Stärken und Schwächen hat die Technologie? Welche externen Entwicklungen (Chancen, Risiken) beeinflussen die Technologie? Gibt es Normen und Vorgaben?

Stärken

  • Möglichkeit zur Nutzung von Abwärme mit niedrigem Temperaturniveau
  • Strombedarf für die Pumpen ist deutlich niedriger als bei Kompressionskälteanlagen, da eine Vorverdichtung durch die Absorption erfolgt
  • Einsatz natürlicher Kältemittel, die nicht der F-Gas-Verordnung unterliegen
  • Etablierte Technologie mit hoher Lebensdauer

Schwächen

  • Niedrigerer Wirkungsgrad als Kompressionskältemaschinen
  • Hohe Investitionskosten 
  • Hoher Platzbedarf, häufig mit Nasskühlturm verbunden
  • Wirtschaftlichkeit hängt stark von der verwendeten Wärmquelle und dem Lastprofil der Kälte ab
  • Regelbarkeit bei Adsorptionssystemen träge und somit wenig flexibel

Chancen

  • Möglichkeit zur Sektorkopplung von Wärme, Kälte und Strom
  • Steigende Strompreise und CO2-Bepreisung erhöhen die Attraktivität der Technologie mit weniger Stromverbrauch
  • Abwärmenutzungsvorgaben unterstützen die Einführung der Technologie
  • Wachsende Nachfrage nach nachhaltigen Kühlungsmöglichkeiten

Risiken

  • Wirtschaftlichkeit ändert sich bei Strommix mit erneuerbaren Energien
  • Technische Anforderungen an Korrosionsschutz bei Einsatz von Lithiumbromid
  • Skalierbarkeit der Kühlwasserverfügbarkeit in Hitzeperioden eingeschränkt

Erfolgsbeispiele

  • In Baden-Württemberg umgesetzt: Am IGTE der Universität Stuttgart demonstrieren Absorptionskältemaschinen, wie Wärme direkt in umweltfreundliche Kälte transformiert wird – effizient, wartungsarm und emissionsarm. 
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  • In Baden-Württemberg umgesetzt: Das Projekt der Stadtwerke Karlsruhe zeigt, wie Fernwärme über sorptive Systeme in effiziente Kälte umgewandelt wird. 
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  • Der Bericht betrachtet die gewerbliche und industrielle Nutzung von Absorptionskältetechnologien vor dem Hintergrund der F-Gas-Verordnung. 
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Technologieanbieter

Möglicher Technologieanbieter aus Baden-Württemberg: Rütgers GmbH & Co. KG

Technologieanbieter

Quelle