Schweizer Forscher senken Stromverbrauch von Kühlschränken

Kühlschränke verbrauchen in Europa, je nach Quelle, 14% – 20% der elektrischen Energie in Haushalten. Schon eine geringe Energieeinsparung der Kühlgeräte hat global gesehen einen signifikanten Einfluss auf die Umwelt. Die ca. 6 Millionen Kühlgeräte in der Schweiz verbrauchen etwa 2500 GWh/a. Zum Vergleich: das Kernkraftwerk Beznau-1 produziert 3000 GWh/a. Man kann also sagen, dass ein kleines Schweizer AKW lediglich für alle Kühlgeräte zuständig ist!

Über 6 Millionen Kühl- und Gefriergeräte sind in der Schweiz in Betrieb und verbrauchen jedes Jahr rund 2,5 Milliarden Kilowattstunden Strom. Das entspricht etwa 4 Prozent des gesamten Schweizer Stromverbrauchs. Ein Schweizer Forschungsprojekt, das vom Bundesamt für Energie im Rahmen seiner Energieforschungsprogramme unterstützt wurde, zeigt, wie dieser Anteil künftig drastisch sinken könnte: Eine neue Generation von Energiespar-Kühlschränken steht in den Startlöchern.

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Bereits heute sind sehr energieeffiziente Kühlschränke auf dem Markt und dank der Energieetikette leicht erkennbar. Die Energieetikette unterteilt die Geräte in die Effizienzkategorien A bis G. Die energiesparendsten Kühlschränke sind heute sogar mit A++ ausgezeichnet und verbrauchen nur noch rund halb soviel Strom wie Kühlschränke der Energieklasse A. Würden auf einen Schlag alle 6 Millionen Kühlschränke durch die heute erhältlichen A++ Bestgeräte ersetzt, könnten rund 1,25 Milliarden Kilowattstunden Strom eingespart werden.

Es geht aber noch besser! Das zeigt ein Forschungsprojekt der schweizerischen Firma awtec AG für Technologie und Innovation in Zürich. Die Forscher konnten nachweisen, dass mit einer einfachen technischen Modifikation ein A++- Serienmodell um knapp einen Drittel sparsamer wird. Hochgerecht auf alle Schweizer Kühl- und Gefriergeräte könnten auf diese Weise zusätzlich 400 Millionen Kilowattstunden Strom eingespart werden. Im Vergleich zu heute würden die 6 Millionen Kühlschränke dann zusammen nur noch 850 Millionen Kilowattstunden Strom verbrauchen. Die Einsparung gegenüber heute entspricht dem Stromverbrauch der Stadt Basel!

Der Kühlkreislauf der heute handelsüblichen Kühlschränke wird mit einem Kompressor mit fixer Drehzahl angetrieben. Dieser wird über ein Thermostat gesteuert und je nach Temperatur immer wieder ein- oder ausgeschaltet. Auf diese Weise läuft der Kompressor nur während einem Viertel der Zeit, also nur 6 von 24 Stunden. Die zahlreichen Anlaufzyklen und die hohe Drehzahl sind energieintensiv und sorgen für einen ineffizienten Betrieb.

Die Lösung liegt im Kompressor. Die awtec AG setzt einen Kompressor mit variabler statt fixer Drehzahl ein. Dieser kann mit wesentlich tieferen Drehzahlen betrieben werden, dafür aber zu 90% der Zeit laufen, also rund 22 von 24 Stunden. Die Tests haben gezeigt, dass die Energieeinsparung umso grösser wird, je länger der Kompressor läuft. Auf diese Weise kann der Stromverbrauch des A++-Kühlschranks um bis zu 27%, also um knapp einen Drittel gesenkt werden.

Die awtec AG weist in ihrem Forschungsprojekt nach, wie wirkungsvoll aber dennoch einfach diese technische Modifikation ist, da die nötige Kompressortechnologie heute schon auf dem Markt verfügbar ist, bisher aber nicht in dieser Weise für Haushaltsgeräte eingesetzt wurde.
Sparsamer und leiser

Die zusätzliche Stromeinsparung gegenüber den heute erhältlichen A++ Bestgeräten bringt den Konsumentinnen und Konsumenten über die Lebensdauer eines Kühlschranks (15 Jahre) zwar „nur” eine Einsparung von rund 100 Franken an Stromkosten. Hochgerechnet auf die ganze Schweiz entlastet sie das Budget der Haushalte aber immerhin um ganze 600 Millionen Franken. Ein weiteres Plus des drehzahlgeregelten Kompressors ist zudem, dass er im Normalbetrieb wesentlich weniger Lärm verursacht. Die neue Kühlschrankgeneration wird also nicht nur sparsamer sondern auch leiser.

Das Bundesamt für Energie hat die Arbeiten der awtec AG im Rahmen des Forschungsprogramms Elektrizitätstechnologien und -anwendungen unterstützt. Der ewz Stromsparfonds leistete eine Kofinanzierung. In einer nächsten Phase sollen die Ergebnisse des Forschungsprojekts in Zusammenarbeit mit einem Kühlgerätehersteller weiterentwickelt und erste Geräte zur Marktreife gebracht werden. Die Entwickler rechnen damit, dass dabei das Einsparpotenzial durch weitere Optimierungsmassnahmen sogar noch erhöht werden kann.

Adresse für Rückfragen:
Roland Brüniger, BFE-Programmleiter Elektrizitätstechnologien und -Anwendungen,
Tel. 044 760 00 66
Dr. Adrian Burri, Partner awtec AG, 044 307 40 19