Als vor knapp 3 Jahren die große Migros_Filiale im Mythen-Center in Ibach (Kanton Schwyz) modernisiert wurde, nutzten die Verantwortlichen der Migros-Genossenschaft die Umbauarbeiten für eine technische Innovation: Für die Kühlung der 170 Laufmeter Kühl- und Tiefkühlmöbel sowie der insgesamt 280 qm Kühl- und Tiefkühlräume der Supermarkt-Filiale wird seit Anfang 2015 ein sogenannter Ejektor eingesetzt. Der Ejektor ist ein Zusatzelement der mit Kohlendioxid (CO2) betriebenen Kälteanlage. Mit der relativ simplen Komponente gelang es der Migros, den Stromverbrauch für die Kälteerzeugung dauerhaft um 23 Prozent zu senken. Für die Innovation erhielt Migros vor 2 Jahren den deutschen EHI-Energiemanagement-Award.
Ejektor ist heute Planungsstandard
Der Einsatz im Mythen-Center markiert den Markteintritt der Ejektor-Technologie. Seither hat die Migros mehrere Dutzend Lebensmittelmärkte mit der Technologie ausgerüstet. „Heute werden Ejektoren beim Um- und Neubau von Migros-Filialen standardmässig in die Planung der Kühltechnik einbezogen und dort, wo sie wirtschaftlich sind, angeschafft“, sagt Daniel Duss, Leiter Bau+Technik bei der Migros-Genossenschaft Luzern.
Die CO2-Boosteranlage ist das Herzstück einer mit Ejektor-Technologie ausgerüsteten zentralen Kälteanlage. (Foto: Frigo-Consulting)
Auch Konkurrent Coop setzt auf die Technologie. „Auf die Kühltechnik entfällt in Lebensmittelmärkten rund die Hälfte des Stromverbrauchs, daher leistet der Ejektor einen maßgeblichen Beitrag zur Senkung des Energieverbrauchs“, sagt Thomas Häring, Leiter Energie und Technik bei Coop. Coop und Migros nutzen Ejektoren unterdessen in landesweit rund 60 Filialen. In Zukunft werden pro Jahr rund 30 weitere Supermärkte dazukommen. Der Ejektor kommt heute bei jeder zweiten Modernisierung zum Einsatz. Besonders lohnend ist die Investition bei mittleren und großen Märkten. Hier liegen die Pay-Back-Zeiten je nach Marktgröße bei 1 bis 6 Jahren. Für kleine Filialen bis 1.500 qm rechnen sich die Anlagen heute in der Regel noch nicht; hier ist der Nutzen zu klein im Vergleich zu den Investitionskosten.
Wie bei der Entwicklung von Wärmepumpen kommt der Schweiz auch bei der Markteinführung der Ejektor-Technologie eine Vorreiterrolle zu. Die Frigo-Consulting AG, ein Planungsbüro für Kälteanlagen mit Sitz in Gümligen (Kanton Bern), hat die Entwicklung über mehrere Jahre eng begleitet und war auch an der Implementierung der Technologie im Mythen-Center der Migros beteiligt. „Dabei waren wir auf das Vertrauen der Bauherrschaft angewiesen, denn der Einbau des innovativen Tools durfte die Betriebssicherheit der Kälteanlage bzw. die Verkaufsbereitschaft des Supermarkts selbstverständlich nicht gefährden“, nennt Frigo-Consulting-Projektleiter Jonas Schönenberger eine wichtige Herausforderung in der Pilotphase.
Schub für CO2-Kälteanlagen
In der Schweiz und in der Europäischen Union werden die bisher verwendeten synthetischen Kältemittel wegen ihres hohen Treibhausgaspotenzials zunehmend mit Verboten belegt. Synthetische Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW) haben im Vergleich zum natürlichen Kältemittel CO2 einen bis zu 1.000mal stärkeren Treibhauseffekt. Dank der Optimierung durch die Ejektor-Technologie erhält CO2 als Kältemittel weiter Schub. Die Promotoren der Ejektor-Technologie stellen weitere Verbesserungen der Umweltbilanz in Aussicht, da Kälteanlagen dank Ejektoren künftig noch kleiner dimensioniert werden können und ein Einsatz bereits ab 50 kW Kälteleistung absehbar ist (heute ab 100 kW).
Ejektor-Technologie
Höhere Temperaturen im Kühlkreislauf
Der Ejektor ist ein Bauteil im Kühlkreislauf von Kälteanlagen, die CO2 als Kältemittel nutzen. Dank des Ejektors und des zugehörigen Parallelverdichters muss die Kühlflüssigkeit weniger stark abgekühlt werden: Für Kühlregale sind nur noch Temperaturen von -2 °C erforderlich (statt -8 °C wie früher), für Tiefkühlregale reichen -25 °C (statt -32 °C wie früher). Damit kann der Kühlkreislauf mit geringerem Stromverbrauch betrieben werden. Ejektoren werden durch die Lieferanten der Kälteanlagen selber hergestellt oder sind als Komponenten von Herstellern wie Danfoss (Nordborg/Dänemark) oder Wurm Schweiz (Reutlingen/Winterthur) erhältlich. Es ist davon auszugehen, dass andere Komponenten-Hersteller das Potenzial der Technologie erkennen und auf diesen Zug aufsteigen.
Erhebliches Sparpotenzial in Europa
In Europa gibt es heute laut einer Schätzung 9.000 bis 10.000 CO2-Kälteanlagen, bei denen durch Einbau eines Ejektors erhebliche Energieeinsparungen (bis zu 40 Prozent) erzielt werden könnten. Dank Ejektor kann CO2 auch in wärmeren Ländern als Kältemittel eingesetzt werden. Rund 80 bis 90 Prozent der Kühlanlagen in europäischen Supermärkten werden aktuell noch nicht mit dem umweltschonenden Kältemittel betrieben.
Diesen Schritt in Richtung Nachhaltigkeit und Ressourceneffizenz will in den nächsten Jahren auch der Metro-Konzern (Düsseldorf) in seinen weltweit 750 Cash & Carry-Grossmärkten gehen. Während bisher knapp jeder zehnte Großmarkt zur Kühlung ausschließlich das Kältemittel CO2 verwendet, will Metro bis 2030 seine Märkte im Wesentlichen auf natürliche Kältemittel umstellen und dabei auch den Ejektor einsetzen.
Fotos (2): Frigo-Consulting
Erwartungen erfüllt
Bei der Markteinführung der innovativen Ejektor-Technologie spielte das Schweizer Einzelhandelsunternehmen Migros eine Pionierrolle. Daniel Duss, Leiter Bau + Technik bei der Genossenschaft Migros Luzern, gibt im Interview hierzu Auskunft.
Herr Duss, im Mythen-Center der Migros in Ibach (Kanton Schwyz) kommt seit drei Jahren die Ejektor-Technologie zum Einsatz. Wie stark ging dadurch der Energiebedarf für Kühl- und Tiefkühlgeräte zurück?
Gegenüber den bis vor wenigen Jahren eingesetzten konventionellen Anlagen mit synthetischen Kältemitteln erreichen wir durch die neue CO2-Kälteanlage eine Einsparung von rund 25 Prozent der elektrischen Energie. Die Kombination von Ejektoren und Parallelkompressoren ermöglicht uns außerdem, die bislang bei der Druckentspannung verlorene Energie zu nutzen.
Diese Einsparung haben Sie in allen drei Betriebsjahren und damit dauerhaft erzielt?
Der zunächst als Pilot eingeführte Ejektor hat sich bewährt und ist jetzt zuverlässig in Betrieb. Unsere Erwartungen haben sich voll und ganz erfüllt.
Innovative Technologien haben gewöhnlich die eine oder andere Kinderkrankheit…
In diesen Fall haben wir keine spezifischen Kinderkrankheiten erlebt. Wie bei jeder neuen Anlage gab es eine zwei- bis dreijährige Phase der Betriebsoptimierung, in der die Anlage feinjustiert wurde. Für uns war es wichtig, dass die Kälteanlage vom ersten Tag an zuverlässig funktionierte, da die Produktqualität rund um die Uhr garantiert sein muss. Die Kälteanlage wurde daher so konzipiert, dass wir sie jederzeit auch ohne Ejektor hätten betreiben können, wenn dieser Schwierigkeiten gemacht hätte. Ein solcher Fall ist aber nie eingetreten.
Was hat die Migros seinerzeit veranlasst, auf die neue Ejektor-Technologie zu setzen?
Die Hauptmotivation war das Versprechen unserer Fachplaner, dass man mit dem Ejektor maßgeblich Energie einsparen kann. Damit leisten wir einen Beitrag zu Nachhaltigkeit und Umweltschutz. Als großes Unternehmen konnte die Migros zudem einen wichtigen Beitrag leisten, um die innovative Technologie aus den Labors der Entwickler zu den gewerblichen und industriellen Anwendern zu bringen.
Das Kältemittel wird knapp
Der Einzelhandel ist auf funktionierende Kälteanlagen angewiesen. Jetzt schlägt der Anlagenbau Alarm. Ausgerechnet das meist verwendete Kältemittel mit der Bezeichnung R404A wird knapp. Die Folgen können Marktbetreiber teuer zu stehen kommen. Handeln ist jetzt gefragt.
Zukunftsstrategien für Energieeffizienz
Der Handel befindet sich im Spannungsfeld zwischen den Klimazielen der internationalen Energie- und Klimapolitik und den tagtäglichen operativen Erfordernissen des Filialbetriebs. Der EHI-Kongress „Energiemanagement im Einzelhandel 2017“ am 29. und 30.11.2017 in Köln stellt praktische Zukunftsstrategien vor.