Der Klimawandel erhöht den Bedarf an Kühlung, aber ineffiziente Kühlgeräte verstärken die Emissionen und den Klimawandel weiter.

Weitere Treiber sind das Bevölkerungswachstum in Ländern mit den heißesten und teilweise auch feuchtesten klimatischen Bedingungen sowie die zunehmende Urbanisierung. In Städten wird nämlich die Verdunstungskühlung verhindert und die Temperaturen erhöhen sich aufgrund des Hitzeinseleffekts.

Überhitzung und unzureichender Zugang zu Kühlung haben weitreichende Auswirkungen. Wenn die Umgebungstemperaturen für Menschen schwerer erträglich werden, beeinträchtigt das nicht nur die physische und geistige Gesundheit, sondern es beeinflusst auch die Produktivität von Menschen, die im Freien arbeiten. Landwirtschaftliche Ertragseinbußen und Beeinträchtigung bei der Verkehrsinfrastruktur und der Energieversorgung sind indirekte Folgen. Hinzu kommen ökologische Auswirkungen, etwa auf die Luft- und Wasserqualität sowie gesellschaftliche Auswirkungen, etwa die Sicherheit oder soziale Gleichheit betreffend.

Es besteht die Gefahr eines Teufelskreises aus Überhitzungseffekten und steigendem Kühlbedarf:  Kühlung verschärft die Erderwärmung, indem die notwendige Elektrizität im Wesentlichen immer noch aus fossilen Brennstoffen erzeugt wird, was zusätzliche CO₂-Emissionen verursacht. Zudem entweichen Kältemittel aus Kühl- und Klimageräten. Gleichzeitig fördert die sich verschärfende Erderwärmung wiederum eine steigende Nachfrage nach Kühlung.

Effizienzverbesserungen, Nutzung natürlicher Kältemittel, Kältemittelrecycling und Entwicklung neuer nachhaltiger Technologien sind wichtige technische Innovationen.

Mittels technologischer Lösungen können – unter Zuführung von mechanischer Energie oder Wärme – Temperaturen anhand von Kältekreisläufen reduziert werden. Insbesondere die intensivere Nutzung bereits vorhandener, jedoch bisher wenig bekannter bzw. genutzter Kühltechnologien kann einen Beitrag zur Reduzierung des Stromverbrauchs zukünftiger Kühllösungen leisten. So bietet bspw. die aktive bzw. passive Kühlung anhand von Wärmepumpen Energieeinsparpotenzial. Die aktive Kühlung nutzt den umgekehrten Prozess der Wärmezufuhr von Räumen durch Absorption der Umgebungstemperatur. Die passive Wärmepumpenkühlung kombiniert hingegen diese Technologie mit einem Oberflächenheizsystem und führt überschüssige Raumwärme an das Wasser bzw. die Sole ab.

Für die Klimatisierung von und Tiefkühlung in Privathaushalten können als natürliche Kältemittel vor allem Propan und Isobutan verwendet werden. Die Wiederaufbereitung von bereits im Markt befindlichen Kältemitteln wird aus ökonomischer Sicht zunehmend interessant. Im Sinne einer Kreislaufwirtschaft können Kältemittel so aufbereitet werden, dass sie wieder über ihre ursprünglichen Eigenschaften verfügen und gleichwertig zu neuen Kältemitteln verwendet werden können.

Vordringlich ist jedoch, Kühlbedarfe möglichst gar nicht erst entstehen zu lassen und durch passive Lösungen dafür zu sorgen, dass die Raumtemperaturen nicht zu stark ansteigen.

Nachhaltige Kühlung ist nicht nur durch technische Innovationen zu erreichen – auch Verhaltensänderungen und städtebauliche Maßnahmen helfen.

Nachhaltige Kühlung soll einen angemessenen thermischen Komfort für Menschen in ihrer Umgebung erzeugen und bezeichnet daher sowohl Ansätze, die einen Kühlbedarf gar nicht erst entstehen lassen, als auch Prozesse, bei denen die Reduzierung des Kühlbedarfs, die Klimatisierung und die (Tief-)Kühlung keine oder geringe Umweltbelastungen verursachen und gleichzeitig finanziell leistbar und inklusiv sind, also für unterschiedliche soziale Bevölkerungsschichten gleichermaßen zugänglich sind.

Nachhaltige Kühlung erscheint zum Erreichen der Ziele des Pariser Klimaabkommens unabdingbar. Während bei aktiven Kühlverfahren zur Kühlung bzw. Klimatisierung technische Arbeit bzw. thermische Energie hinzugefügt wird, kommen passive Kühlverfahren ohne Energiezufuhr oder Kältemittelkreislauf aus.

Urbane Kühllösungen zielen darauf ab, sowohl Temperaturen in Innenräumen als auch Umgebungstemperaturen in Stadtgebieten zu senken.

Städte, insbesondere solche mit hoher Bevölkerungsdichte, können zunehmend zu Hitzeinseln werden. Urbane Kühlungslösungen können sowohl die Innenraum- als auch die Außentemperaturen in Städten senken, indem der Wärmeeintrag reduziert wird. Da sich Städte hinsichtlich ihrer Geografie, ihrer Größe und räumlichen Anordnung, der Gebäudetypen und Bauweisen sowie der klimatischen und meteorologischen Gegebenheiten voneinander unterscheiden, sind individuell angepasste Strategien zum Umgang mit zunehmender Hitze erforderlich, bei denen die verschiedenen verfügbaren Lösungen, angepasst an die lokalen Gegebenheiten, miteinander kombiniert werden.

Neue Geschäftsmodelle und Prozesse sind zusammen mit sozialen Innovationen ein wichtiger Beitrag zur Umsetzung nachhaltiger Kühlungsstrategien.

Soziale Innovationen umfassen neue Ansätze für gesellschaftliche Veränderungen und politische Innovationen sowie neue individuelle Lebensstile oder Formen des Zusammenlebens als Antwort auf gesellschaftliche oder klimatische Herausforderungen. Ein Beispiel dafür ist die Siesta.

Geschäftsmodellinnovationen, wie z.B. Cooling as a Service-Modelle, zeichnen sich dadurch aus, dass sie die Art und Weise verändern, in der Werte für die Kund/innen geschaffen werden (neuartiger Kundennutzen), wie diese geschaffen werden und wie daraus Umsätze für das Unternehmen generiert werden können.

Prozessinnovationen können sich auf die Verbesserung von Abläufen innerhalb eines Unternehmens oder entlang der gesamten Wertschöpfungskette beziehen und umfassen insbesondere der Effizienz- und Qualitätssteigerungen in Kühlketten, z. B. beim Transport von Impfstoffen in Entwicklungsländern.

Eine besondere Form der Dienstleistungsinnovation sind innovative Finanzierungsmodelle, die nachhaltige Kühlmodelle ermöglichen, beispielsweise soziale Wirkungskredite.

Politische Maßnahmen können eine Vermeidung des Kühlbedarfs bewirken und eine nachhaltige Versorgung von Kühllasten unterstützen.

Die politischen Handlungsfelder lassen sich unterteilen in vorbeugende bzw. präventive Handlungsfelder, bei denen die Entstehung von Kühlbedarfen vermieden wird, und begleitende Handlungsfelder, die dazu beitragen, einen entstandenen Kühlbedarf nachhaltig zu bedienen. 

Wenn Kühlbedarf schon besteht, sollte dieser auf nachhaltige Weise gedeckt werden. Die dazu eingesetzten Technologien sollten effizient und emissionsarm sein. Dies setzt voraus, dass der Einsatz solcher Technologien nicht an Barrieren scheitert. Weiterhin können die Kühllast im Betrieb optimiert und Kühlkreisläufe geschlossen werden. 

Ausführliche Informationen zu Status quo, Handlungsfeldern und Zukunftsperspektiven nachhaltiger Kühlung finden Sie in unserer Kurzstudie.

• wdr.de (19.06.2023), Klimaanlagen - Wie können wir umweltfreundlicher kühlen? 
• zdf.de (27.05.2023) Klimakiller Klimaanlage:Hitze-Schutz: So kühlt man klimafreundlich. 
• mdr.de (22.05.2023) Siesta bald auch bei uns? Wie sich Deutschland im Klimawandel abkühlen kann.
• sciencemediacenter.de (22.05.2023) Klimafreundliches Kühlen in Deutschland.
  Das SMC hat Forschende gebeten, die Vorschläge des TAB-Berichts für nachhaltige Kühlung in Deutschland einzuschätzen und zu erklären, wo die Hürden bei der Umsetzung liegen können.