<p>Klimaanlage im Auto richtig bedienen und Energie sparen</p><p>Was Sie für eine nachhaltige Klimatisierung im Auto tun können</p><p><ul><li>Achten Sie schon beim Kauf des Pkw auf den Kraftstoffverbrauch der Klimaanlage.</li><li>Beachten Sie Tipps zum sparsamen und gesunden Klimatisieren.</li><li>Denken Sie an eine regelmäßige Wartung in einer Werkstatt.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Die Autoklimaanlage ist neben dem Motor der größte Verbraucher im Auto. Ein durchschnittlicher Mehrverbrauch von zehn bis 15 Prozent gegenüber der Fahrt ohne Klimaanlage ist zu erwarten.</p><p><strong>Worauf Sie beim Kauf achten sollten: </strong></p><p><strong>Tipps zum Energiesparen und Gesundbleiben:</strong></p><p><strong>In der Werkstatt:</strong></p><p>Messergebnisse des Mehrverbrauchs in Liter bei einem Testfahrzeug (Skoda Octavia)</p><p>Hintergrund</p><p><strong>Umweltsituation:</strong> Neben dem Energieverbrauch ist das in der Klimaanlage enthaltene Kältemittel umweltrelevant. Viele ältere Pkw-Klimaanlagen enthalten das Kältemittel R134a (Tetrafluorethan), das ein hohes Treibhauspotenzial hat. Seit 2017 dürfen in Europa neue Pkw und kleine Nutzfahrzeuge nur noch zugelassen werden, wenn die Klimaanlagen mit einem Kältemittel mit einem kleinen Treibhauspotential befüllt sind. Die europäische Pkw-Industrie verwendet heute hauptsächlich das brennbare Kältemittel R1234yf (Tetrafluorpropen) als Ersatz für R134a. R134a wird jedoch auch heute in bestehenden Pkw-Klimaanlagen und auch weltweit verwendet.</p><p>Kältemittel werden aus Pkw-Klimaanlagen technisch bedingt bei der Erstbefüllung, beim Betrieb und bei der Wartung freigesetzt. Auch durch Leckagen im Kältekreis durch Alterung oder Steinschlag und bei Unfällen gelangen Kältemittel aus der Klimaanlage in die Atmosphäre. In der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a> wirkt 1 kg des fluorierten Treibhausgases R134a so stark auf die Erderwärmung wie 1.430 kg CO2.</p><p>Fluorierte Gase (wie R134a oder R1234yf) werden in der Atmosphäre zu Fluorverbindungen abgebaut. Bedenkliches Abbauprodukt ist zum Beispiel die persistente, d.h. sehr schwer abbaubare <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/emissionen/abbauprodukte-fluorierter-treibhausgase">Trifluoressigsäure</a> (TFA). Das brennbare Ersatzkältemittel R1234yf (Tetrafluorpropen) ist zwar weniger klimaschädlich als R134a, bildet in der Atmosphäre aber noch 4 bis 5 Mal mehr Trifluoressigsäure als R134a. Fluorfreie Kältemittel wie Kohlendioxid (CO2 ) oder einfache Kohlenwasserstoffe wie Propan würden im Gegensatz zu R1234yf keine solchen Abbauprodukte bilden.</p><p>Seit dem Spätsommer 2020 bietet die Volkswagen AG für bestimmte Elektroautos eine <a href="https://www.volkswagen.de/de/modelle/id5-gtx.html/__layer/layers/models/id_5_gtx/waermepumpe-und-e-routenplaner/master.layer">CO2-Anlage mit Wärmepumpenfunktion</a> als Sonderausstattung an. Mittlerweile (September 2025) sind 1 Millionen Fahrzeuge mit CO2-Anlagen ausgerüstet. Die Anlagen werden technisch noch weiter verbessert. Auch Systeme mit einfachen Kohlenwasserstoffen wie Propan werden in Betracht gezogen, wobei die Brennbarkeit beherrscht werden muss.</p><p><strong>Gesetzeslage:</strong> Zur Begrenzung der Treibhausgasemissionen erließ die Europäische Union bereits im Jahr 2006 die <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32006L0040">Richtlinie</a> 2006/40/EG über Emissionen aus Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen. Diese Richtlinie fordert, dass in Europa Klimaanlagen neuer Pkw und kleiner Nutzfahrzeuge seit 2017 nur noch Kältemittel mit einem relativ geringen Treibhauspotenzial (kleiner 150) enthalten dürfen. Das bedeutet, dass das bisherige Kältemittel R134a mit einem Treibhauspotenzial von 1.430 in Klimaanlagen neuer Pkw und kleiner Nutzfahrzeuge in Europa nicht mehr eingesetzt werden darf. Das Treibhauspotenzial (GWP) beschreibt, wie stark ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Stoff#alphabar">Stoff</a> zur Erderwärmung beiträgt im Vergleich zur gleichen Menge Kohlendioxid (GWP=1).</p><p><strong>Hinweis: </strong>Eine Klimaanlage ist jeweils nur für ein bestimmtes Kältemittel zugelassen. Ein Wechsel des Kältemittels einer bestehenden Klimaanlage ist zu unterlassen. Dies kann zu technischen und Sicherheits-Problemen führen, ebenso sprechen rechtliche Gründe dagegen, es sei denn, die Umstellung wird vom Pkw-Hersteller ausdrücklich unterstützt und sachkundig begleitet.</p><p><strong>Marktbeobachtung:</strong> Bereits seit dem Verbot der für die Ozonschicht schädlichen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/f?tag=FCKW#alphabar">FCKW</a> in den 1990er Jahren (bei Pkw war es das FCKW R12) begann die Suche nach geeigneten Ersatzstoffen. Als umweltfreundliche Lösung waren Klimaanlagen mit dem natürlichen Kältemittel CO2 (Kohlendioxid, Kältemittelbezeichnung R744) im Jahr 2003 CO2 als Lösung für die Pkw-Klimatisierung identifiziert worden. An der Umsetzung wurde bis 2009 in Europa aktiv gearbeitet. Parallel dazu bot seit 2007 die chemische Industrie das brennbare, fluorierte Kältemittel R1234yf – Tetrafluorpropen an. Durch seine chemische Ähnlichkeit mit dem herkömmlichen R134a versprach R1234yf weniger Aufwand bei der Umstellung und setzte sich daher durch, und die Entwicklung von CO2 Klimaanlagen wurde zunächst eingestellt.</p><p>Die Brennbarkeit von R1234yf wurde schon länger, auch vom Umweltbundesamt, als kritisch für die Sicherheit im Pkw eingeschätzt. Im Herbst 2012 zeigten Versuche von Autoherstellern, dass sich R1234yf im Pkw bei Unfällen entzünden kann und dabei vor allem giftige Flusssäure freigesetzt wird. Die Daimler AG und die AUDI AG boten daraufhin ab den Jahr 2016 einzelne Modelle mit CO2-Klimaanlagen an, stellten dies Produktion aber wieder ein, da der übrige Markt der Entwicklung nicht folgte. Damit wurde der brennbare Stoff R1234yf zum neuen Standardkältemittel.</p><p>Seit dem Spätsommer 2020 bietet die Volkswagen AG für bestimmte Elektroautomodelle CO2-Anlagen mit Wärmepumpenfunktion als Sonderausstattung an. Das Kältemittel CO2 ist für Pkw-Klimaanlagen eine nachhaltige Lösung. Es ist weder brennbar noch toxisch, hat keine umweltbedenklichen Abbauprodukte und ist weltweit zu günstigen Preisen verfügbar. CO2-Klimaanlagen kühlen das Fahrzeug schnell ab und sind energieeffizient zu betreiben. Im Sommer ist der Mehrverbrauch in Europa geringer. Im Winter kann die Klimaanlage als Wärmepumpe geschaltet werden und so effizient bis zu tieferen Temperaturen heizen. Dies bietet sich insbesondere für die Anwendung in Fahrzeugen mit elektrischen Antrieben an. Eine interessante Entwicklung ist, dass für Elektro-Pkw jetzt auch ein Klimatisierungskonzept mit einfachen Kohlenwasserstoffen wie <a href="https://www.pressebox.de/pressemitteilung/zf-friedrichshafen-ag/Weltmeisterliche-Drehmomentdichte-ZF-stellt-kompaktesten-E-Antrieb-fuer-Pkw-vor/boxid/1163539">Propan</a> zum Kühlen und Heizen vorgestellt wurde.</p><p> </p><p>Die Protoptyp-Klimaanlage im UBA-Dienstwagen wurde 2015 ertüchtigt. Seit dem Frühsommer 2015 kühlte der UBA-Dienstwagen mit einem neuen CO₂-Kompressor. Mittlerweile wurde er ausgesondert.</p>
<p>R744 ist in der Kältetechnik der Fachbegriff für das natürliche Kältemittel Kohlendioxid. R steht für Refrigerant (deutsch: Kältemittel).</p><p>Das fluorierte Kältemittel R1234yf wird in immer höheren Konzentrationen in der Atmosphäre nachgewiesen. Es entweicht vor allem aus Pkw-Klimaanlagen und zunehmend auch aus stationärer Kälte-Klima-Technik. Die extrem wasserlösliche, algengiftige und schwer abbaubare Trifluoressigsäure – ein Abbauprodukt von R1234yf – gelangt über Niederschläge in Gewässer. Das UBA rät zum Umstieg auf Alternativen.</p><p>Seit dem 1. Januar 2017 dürfen neue Klimaanlagen von Pkw und leichten Nutzfahrzeugen nur noch mit Kältemitteln mit einem kleinen Treibhauspotenzial (unter 150) befüllt werden. Als Ersatzkältemittel wird seit 2011 vor allem der brennbare fluorierte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Stoff#alphabar">Stoff</a> R1234yf verwendet. Bisher entwickelten erst zwei Pkw-Hersteller Klimaanlagen mit dem natürlichen Kältemittel Kohlendioxid für ausgewählte Pkw-Modelle.</p><p>Bereits im Jahr 2012 hatte die Schweizer Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in 3.580 m Höhe am Jungfraujoch R1234yf in der Luft nachgewiesen. Im Jahr 2015 berichtete die Empa über ihre Ergebnisse der kontinuierlichen atmosphärischen Messungen von drei neu eingeführten halogenierten Stoffen: R1234yf, R1234ze(E) und 1233zd(E). Diese Stoffe werden vor allem als Ersatz für klimaschädliche Kältemittel und zur Kunststoffschäumung eingesetzt. Die aktuellen Auswertungen der Empa-Messungen bis Ende 2018 zeigen nun, dass die neuen Stoffe immer öfter und in höheren Konzentrationen in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a> nachweisbar sind.</p><p>Für R1234yf wird eine atmosphärische Lebensdauer von etwa 2 Wochen angenommen. In der Atmosphäre bildet sich aus dem Kältemittel vor allem Trifluoressigsäure (TFA). Eine Studie unter Beteiligung der Empa aus dem Jahr 2012 schätzt die zukünftig zu erwartenden TFA-Emissionen auf bis zu 19.000 Tonnen pro Jahr, die in die Umwelt gelangen, wenn alle Pkw in Europa mit R1234yf-Anlagen ausgerüstet sind. Eine <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/persistente-abbauprodukte-halogenierter-kaelte">aktuelle Studie im Auftrag des Umweltbundesamtes </a>untersuchte heutige und zukünftige Emissionsmengen von fluorierten Gasen und das Vorkommen von TFA im Niederschlag. Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/trifluoressigsaeure-aus-fluorierten-kaeltemitteln">Ergebnisse </a>zeigen, dass die TFA-Einträge in die Umwelt bereits angestiegen sind mit den neuen, kurzlebigen fluorierten Kältemitteln weiter steigen werden.</p><p>Die extrem wasserlösliche und algengiftige Säure wird mit den Niederschlägen in die Gewässer eingetragen, sie gilt als persistent, das heißt schwer abbaubar. Mit den üblichen Reinigungsmethoden ist TFA aus dem Wasser nicht entfernbar. Die zuständigen Behörden der Bundesländer befassen sich seit einiger Zeit intensiver mit diesem Stoff, der auch aus anderen Quellen wie Industrie und Landwirtschaft in die Umwelt eingetragen wird. Aus Vorsorgegründen sollte der TFA-Eintrag in die Gewässer aus allen Quellen minimiert werden.</p><p>Daher rät das Umweltbundesamt, auf fluorierte Kältemittel wie R1234yf zukünftig zu verzichten und stattdessen auf umweltverträglichere Stoffe und Verfahren zu setzen. Für viele Anwendungen gibt es Alternativen mit natürlichen Kältemitteln wie Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffen, Ammoniak oder Wasser. Für Pkw-Klimaanlagen bietet sich zum Beispiel das Kältemittel Kohlendioxid an. Es ist nicht brennbar. Im Gegensatz zu R1234yf, das im Brandfall und an heißen Oberflächen giftige Stoffe wie Fluorwasserstoff und Carbonylfluorid bilden kann – ein Sicherheitsrisiko für Insassen und Rettungskräfte.</p>
Das Teilvorhaben hat insbesondere die Entwicklung des Thermomanagements der hybriden Batterie und des Fahrzeugdemonstrators als Projektziel. Um der Hybridbatterie ein möglichst ideales Umfeld zu bieten, wird diese temperierbar sein. Das zu entwickelnde intelligente Thermomanagement übernimmt im Fahrzeug die Batterie- und Innenraumtemperierung während der Fahrt und der Standzeiten des Fahrzeuges. Zunächst werden dazu die thermischen Lasten der einzelnen Batteriezellen bzw. 'module bei unterschiedlichen Betriebszuständen anhand von Simulationen bestimmt. Weiterhin werden die thermischen Lasten der Fahrzeuginnenraumtemperierung und deren Einfluss auf die Batterie berücksichtigt sowie Strategien zur Vermeidung von kritischen thermischen Zuständen der Hybridbatterie entwickelt. Besondere Beachtung finden dabei der Wärmetransport aus der Batterie und die Wärmeverteilung in der Batterie. Es wird im Projekt eine Wärmepumpe zur Klimatisierung und Beheizung des Fahrzeugs und für die thermische Konditionierung der Batterieentwickelt. Durch die Verwendung von Umgebungsluft als Wärmequelle wird die Beheizung etwa 3mal effizienter sein als mit einer herkömmlichen PTC-Heizung. Zusätzlich zur Umgebungsluft wird auch die Batterie als Wärmequelle für die Wärmepumpe verwendet. Darüber hinaus sind im Projekt ggf. thermische Speicher (kalt und warm) vorgesehen, die thermische Leistungsspitzen abdecken sollen und zur Vorkonditionierung des Fahrzeugs genutzt werden können. Die genaue Auslegung dieses Systems erfolgt im Projekt mit einer detaillierten Simulation der elektrischen und thermischen Zusammenhänge der Hybridbatterie und des Fahrzeuges. Im Projekt wird CO2 (R744) als Kältemittel eingesetzt. Im Gegensatz zu R134a bzw. R1234yf kann dieses umweltfreundliche Kältemittel auch bei Temperaturen deutlich unter 0°C im Wärmepumpenmodus die Heizleistung sicherstellen.
Knapp jeder zweite Haushalt in Deutschland ist derzeit mit einem Wäschetrockner ausgestattet, wobei ein Drittel der Geräte älter als 10 Jahre sind und eine besonders schlechte Energieeffizienz aufweisen. Das in aktuellen Wärmepumpentrocknern vorwiegend verwendete Kältemittel R134a besitzt eine hohe Treibhauswirkung, und vor allem bei der Entsorgung der Geräte kann nicht gewährleistet werden, dass es nicht in die Umwelt gelangt. In der Politik wird durch die F-Gas-Verordnung eine schrittweise Reduktion der in Europa in den Verkehr gebrachten Mengen an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen vorgesehen. Bei Wäschetrocknern mit integrierter Wärmepumpe ist der Einsatz von natürlichen Kältemitteln möglich und unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten sinnvoll. Für die Entwicklung solcher Geräte sind allerdings weitere Forschungsaktivitäten nötig. Ziel des beantragten Förderprojektes ist die Entwicklung eines Prototyp für einen Wärmepumpentrockner mit dem natürlichen Kältemittel R744, der die Energieeffizienz der besten marktverfügbaren Geräte er-reicht bzw. übertrifft, und sich bzgl. der Wirtschaftlichkeit an aktuellen Geräten orientiert. Die Verfolgung eines ganzheitlichen Lösungsansatzes erfordert die Analyse und Optimierung unter Berücksichtigung des Gesamtprozesses, bestehend aus dem Luftkreislauf für die Wäschetrocknung und dem Kältemittelkreislauf für den Wärmepumpenprozess. Dabei werden die gegenseitigen Wechselwirkungen unter den stets transienten Prozessrandbedingungen im Detail untersucht. Die besonderen Eigenschaften des Kältemittels erfordern dabei ggf. alternative Systemkonfigurationen und Betriebsstrategien, damit ein effizienter Gesamtprozess gewährleistet werden kann. Die Entwicklung derartiger innovativer Systeme erfordert eine effiziente und verlässliche Analyse komplexer dynamischer Prozesse und somit einen verstärkten Einsatz von Simulationswerkzeugen auf Basis von virtuellen Modellen.