Energieanalysten: Solarstrom und Klimaanlagen passen zusammen – wird Europas Wettlauf um Kühlung zum Bumerang?
Der Solarboom in Europa verschafft vielen Haushalten stundenlange „kostenlose“ Kühlung durch Klimaanlagen (AC) und bringt in der aktuellen Hitzewelle dringend benötigte Erleichterung.
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Glühende Temperaturen haben in dieser Woche weite Teile des Kontinents im Griff. Es kommt zu erheblichen Störungen und dutzenden Todesfällen. Wettervorhersagen warnen, dass die extreme Hitze nun nach Osten wandert und große Teile Mitteleuropas bedroht.
Eine neue Analyse des Energie-Thinktanks Ember zeigt: Ein typischer britischer Haushalt mit Solaranlage auf dem Dach erzeugte während der Hitzeperiode genug Strom, um eine Klimaanlage täglich für fünf Stunden zu betreiben.
Doch kann AC wirklich umweltfreundlich sein, selbst wenn die Geräte mit Sonnenstrom laufen?
Wie schädlich sind Klimaanlagen für das Klima?
Die Internationale Energieagentur (IEA (Quelle auf Englisch)) schätzt, dass Raumkühlung – vor allem durch Klimaanlagen, aber auch durch Ventilatoren – im Jahr 2022 rund 2.100 Terawattstunden (TWh) Strom verbrauchte. Das entsprach etwa 7 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs.
Ein Teil dieses Stroms stammt aus fossilen Quellen. Deshalb gelten Klimaanlagen oft als Treiber von CO2-Emissionen. 2022 schätzte die IEA, dass Raumkühlung durch Stromverbrauch rund 1 Milliarde Tonnen CO2 verursachte – fast 3 Prozent der gesamten CO2-Emissionen.
Das klingt zunächst nicht dramatisch. Fachleute rechnen jedoch damit, dass sich die Zahl der Klimaanlagen in den kommenden drei Jahrzehnten verdreifacht. Bis zu 5,5 Milliarden Geräte könnten installiert sein, wenn der Klimawandel die Temperaturen weiter nach oben treibt.
In der EU sind Klimaanlagen bisher deutlich weniger verbreitet als etwa in den USA. Prognosen gehen jedoch davon aus, dass bis 2050 mehr als 275 Millionen Geräte in Betrieb sein werden. Die jüngste Hitzewelle in Frankreich, bei der am Dienstag (23. Juni) neue Temperaturrekorde fielen, hat bereits eine politische Debatte über die bisherige Zurückhaltung gegenüber Klimaanlagen ausgelöst.
Im Vereinigten Königreich, das seit einer Woche unter großer Hitze leidet, drängt der Climate Change Committee (CC) die Regierung dazu, in Klimaanlagen sowie andere Kühlmethoden wie Begrünung und Verschattung zu investieren – etwa in Schulen und andere wichtige öffentliche Einrichtungen.
Die Independent Assessment of UK Climate Risk 2026 legt nahe, dass in einem Szenario mit zwei Grad Erwärmung rund 22 Prozent der Gebäude im Vereinigten Königreich aktive Kühlung benötigen werden.
Zugleich ist belegt, dass Klimaanlagen die Hitzesterblichkeit während Hitzewellen deutlich senken. Der Lancet-Countdown-Bericht 2021 schätzt, dass Kühlgeräte im Jahr 2019 fast 200.000 vorzeitige Todesfälle verhinderten.
Mit der steigenden Nachfrage wachsen allerdings auch die Emissionen.
Forschende der Universität Birmingham warnten Anfang dieses Jahres, dass Klimaanlagen im schlimmsten globalen Emissionsszenario bis 2050 mehr CO2 ausstoßen könnten als die heutigen jährlichen Emissionen der USA.
„Solarenergie und Klimaanlagen ergänzen sich“
Der weltweite Solarboom könnte dieses Szenario jedoch verhindern, indem er fossil erzeugten Strom durch saubere Energie ersetzt.
„Solarenergie und Klimaanlagen sind komplementäre Technologien mit ähnlichen saisonalen Mustern, auch wenn der Einsatz von Klimaanlagen eher in die späteren Stunden des Tages fällt“, erklärt Ember.
„Am 21. und 22. Juni erzeugte eine typische britische Dachsolaranlage 15 MWh. Das entsprach pro Tag dem Strombedarf einer voll ausgestatteten Hausklimatisierung mit 3 kW Leistung für fünf Stunden.“
Hochgerechnet auf die 1,9 Millionen Haushalte im Vereinigten Königreich mit Solaranlage auf dem Dach ergab das an jedem Hitzetag den Gegenwert von 10 Millionen solarbetriebenen Klimaanlagen-Stunden, so der Bericht.
Klimaanlagen und ihre Treibhausgasbilanz
Die Umweltbilanz von Klimaanlagen hängt jedoch weit mehr ab als nur vom eingesetzten Strom. Die Geräte arbeiten mit speziellen Chemikalien, sogenannten Kältemitteln, die Wärme aus Innenräumen aufnehmen und nach außen abgeben.
Kältemittel wie Fluorkohlenwasserstoffe (HFC) und teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HCFC) sind starke Treibhausgase. Sie speichern in der Atmosphäre teils tausendfach mehr Wärme als CO2.
Nach Angaben von Our World In Data (Quelle auf Englisch) verursachten Klimaanlagen im Jahr 2022 Treibhausgasemissionen von 1.750 Tonnen CO2-Äquivalent. Das entsprach 3,2 Prozent aller Treibhausgasemissionen in diesem Jahr.
Zwar werden Klimaanlagen immer effizienter: Sie verbrauchen weniger Strom und stoßen insgesamt geringere Mengen an Treibhausgasen aus. Nach Schätzungen der IEA kaufen Menschen weltweit jedoch meist Geräte, die nur etwa halb so effizient sind wie die besten derzeit im Handel erhältlichen Modelle.
Das kann an den hohen Anschaffungskosten liegen, vor allem in Ländern mit niedrigem Einkommen, oder schlicht an fehlender Information. In einem durchschnittlichen britischen Haushalt kostet die Installation pro Raum rund 2.500 Pfund (2.895 Euro).
Die EU und das Vereinigte Königreich bauen fluorierte Gase schrittweise ab und setzen zunehmend auf natürliche Kältemittel wie Kohlenwasserstoffe – etwa Propan – und CO2, die das Klima deutlich weniger schädigen. Die Entzündlichkeit von Propan macht die Installation jedoch komplizierter.
Ein Verbot von F-Gasen in kleineren, in sich geschlossenen Klimageräten soll in der EU ab 2032 gelten, weitere Systeme sollen bis 2035 folgen. Bis 2050 sollen Fluorkohlenwasserstoffe (HFC) vollständig vom EU-Markt verschwinden.
Der städtische Wärmeinseleffekt
Ganz gleich, wie effizient eine Klimaanlage arbeitet: Der Vorgang, Wärme aus Innenräumen aufzunehmen und nach draußen abzugeben, verstärkt den städtischen Wärmeinseleffekt.
Dabei staut sich Hitze zwischen hohen Gebäuden und wird von den großen Asphalt- und Betonflächen in Städten aufgenommen, bevor sie wieder an die Luft abgegeben wird. Deshalb leiden große Städte stärker unter Hitzestress als ländliche Gebiete.
Nach Angaben des Copernicus Climate Change Service (C3S) der EU liegen die Temperaturen etwa im Zentrum von London und Paris nachts regelmäßig rund vier Grad über denen des umliegenden ländlichen Raums.
„Mit steigenden globalen Temperaturen laufen wir Gefahr, in ein regelrechtes Wettrüsten zu geraten: Unser Versuch, uns gegen extreme Hitze zu schützen, verschärft das Problem weiter“, sagt Professor Yuli Shan von der Universität Birmingham.
„Die Welt muss rasch auf sauberere und effizientere Kühltechnologien umsteigen und gleichzeitig einen fairen Zugang zu Kühlung sichern – insbesondere für vulnerable Bevölkerungsgruppen.“