Das Kältemittel CO₂ 

CO₂ als Kältemittel für Pkw-Klimaanlagen ist eine klimafreundliche Alternative zum bisher verwendeten Kältemittel Tetrafluorethan (Kurzname R134a). CO₂ schädigt das ⁠Klima⁠ 1.430-mal weniger als R134a. CO₂ hat eine hohe Kälteleistung, ist nicht brennbar, bildet keine Zerfallsprodukte und ist weltweit kostengünstig verfügbar. Der Kältetechniker benennt das natürliche Kältemittel Kohlendioxid (CO₂) mit der Abkürzung  R744, R steht für Refrigerant (deutsch: Kältemittel). Mit CO₂ kann man auch Wärmepumpen betreiben, also effizient heizen und mit integrierten Kühl-/Heizkonzepten im Winter zusätzlich Energie sparen.

⁠UBA⁠-Dienstfahrzeug mit CO₂-Klimaanlage

Das Umweltbundesamt setzte von 2009 bis 2017 ein Dienstfahrzeug ein, das mit einer CO₂-Klimaanlage ausgerüstet war. Messungen an der Prototypanlage im Rahmen eines Forschungsvorhabens des Bundesumweltministeriums belegen die Leistungsfähigkeit des Kältemittels CO₂ für die Klimatisierung. Die CO₂-Klimaanlage kühlt den Innenraum in kurzer Zeit ab und arbeitet energieeffizient. In normalen europäischen Sommern ist der Energieverbrauch der CO₂-Klimaanlage sogar geringer als der einer R134a-Serienklimaanlage. Messungen des Allgemeinen Deutschen Automobil-Clubs (ADAC) bestätigten dieses Ergebnis.

Die Protoptyp-Klimaanlage im UBA-Dienstwagen wurde 2015 ertüchtigt. Ausgetauscht wurde ein Wärmeübertrager, da das Prototypteil äußere Korrosionsschäden aufwies. Nach 165.000 Kilometern Laufzeit funktionierte der CO₂-Klimakompressor, das Herzstück jeder Klimaanlage, einwandfrei und wies immer noch eine hohe Dichtigkeit auf. Der Versuch wurde dennoch mit einem neuen CO₂-Kompressor fortgeführt. Dieser war so konstruiert, dass er die mittlerweile veränderten neuen Hersteller-Anforderungen an Geometrie und Abmessungen erfüllte. Der Kompressor hat sich im täglichen Betrieb bis zur Außerbetriebnahme des Pkw im Frühjahr 2017 bewährt.

Zukunft des Kältemittels CO₂ für die Pkw-Klimatisierung

Obwohl das Kältemittel CO₂ schon Ende der neunziger Jahre für Pkw als mögliche Option galt, gibt es bisher nur wenige Pkw-Modelle mit CO₂-Klimaanlagen. Ein Grund, neben der Konkurrenz durch fluorierte Kältemittel ist, dass die Entwicklung und Erprobung neuer druckfesterer Komponenten für das Kältemittel CO₂ für die Pkw-Anwendung notwendig war, was Zeit benötigte und mit höheren Aufwendungen für Hersteller verbunden war. Ende 2016 wurden erste Pkw mit CO₂-Klimaanlagen im Luxussegment von zwei deutschen Herstellern verfügbar, die Modelle werden jedoch nicht mehr angeboten. Mittlerweile sind hochdichte, elektrisch angetriebene CO₂-Kompressoren entwickelt worden, die sich für elektrische Pkw-Varianten eignen. Erste Angebote von CO₂-Klimaanlagen mit Wärmepumpenfunktion zum Heizen gibt es für einige Elektrofahrzeugmodelle der Volkswagen Gruppe. Ein Anfang ist gemacht.

Als alternative Pkw-Kältemittel werden auch Kohlenwasserstoffe in Betracht gezogen. Im Jahr 2023 wurde ein Elektrofahrzeug mit einem Thermomanagementsystem, das mit Propan kühlt und heizt, als Konzeptfahrzeug vorgestellt.

UBA-Dienstwagen vor dem UBA Dessau-Roßlau 2009
Der Dienstwagen des UBA ist der einzige Pkw weltweit außerhalb der industriellen Entwicklung, der mit einer Klimaanlage mit dem natürlichen Kältemittel CO₂ kühlt. Im Mai 2015 war die Anlage fünf Jahre in Betrieb bei einer Pkw-Fahrleistung von 165.000 Kilometern. R744 ist die Bezeichnung für CO₂ als Kältemittel, R steht für Refrigerant (deutsch: Kältemittel)
Quelle: Gabriele Hoffmann / UBA

UBA-Dienstwagen mit CO₂-Klimaanlage vor dem UBA-Dienstgebäude in Langen/ Hessen (2015)
Die Protoptyp-Klimaanlage im UBA-Dienstwagen wurde 2015 ertüchtigt. Seit dem Frühsommer 2015 kühlt der UBA-Dienstwagen mit einem neuen CO₂-Kompressor.
Quelle: Klaus Hein / UBA

Der Dienstwagen und der damalige UBA-Präsident Flasbarth auf der Woche der Umwelt 2012
Quelle: Gabriele Hoffmann / UBA

Der Dienstwagen auf den internationalen UN-Klimagesprächen "Bonn Climate Change Talks" 2009
Das Dienstfahrzeug des Umweltbundesamtes, ausgerüstet mit einer innovativen CO2-Klimaanlage, stand den 5.000 Delegierten der internationalen UN-Klimagespräche, den Bonn Climate Change Talks 2009, für notwendige Transporte zur Verfügung. Es unterstützte den Fahrzeugpark des Bundesumweltministeriums.
Quelle: Gabriele Hoffmann / UBA

Dienstwagen auf der Konferenz "atmosphere 2009" in Brüssel
Im Oktober 2009 stellte das Umweltbundesamt seinen Dienstwagen VW Touran mit der CO₂-Klimaanlage vor auf der Konferenz zu natürlichen Kältemitteln "atmosphere 2009" in Brüssel. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer zeigten großes Interesse. Unter ihnen war auch Rajendra Shende der Leiter der Ozon Aktion im Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP Ozone Action).
Quelle: shecco