In der Automobilbranche steht eine wichtige Änderung im Bereich der Fahrzeugklimatisierung bevor. Es wird immer häufiger über die Verwendung von Propan als legales Kältemittel gesprochen. Warum kämpfen die größten Hersteller um dessen Zulassung und welche Folgen könnte dies für Nutzer und Werkstätten haben? Details finden Sie im folgenden Artikel:


Die europäischen Vorschriften erlauben in Klimaanlagen neuer Fahrzeuge ausschließlich die Verwendung des Kältemittels R-1234yf (das sogenannte neue Kältemittel). Dies könnte sich bald ändern – eines der führenden Technologieunternehmen auf dem Markt hat ein effizientes System auf Propanbasis (R-290) entwickelt und kämpft gemeinsam mit anderen Vertretern der Branche um die Zulassung dieses Gases als Kältemittel in Serienfahrzeugen.

Es stehen Veränderungen auf dem Markt für Fahrzeugklimatisierung bevor. Warum Propan?

Die aktuellen EU-Vorschriften für Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen sind sehr streng. Seit 2017 ist in neu hergestellten Fahrzeugen nur noch ein Kältemittel zulässig – R-1234yf. Seine Einführung war umstritten, da es leichter entflammbar ist als das zuvor weit verbreitete Kältemittel R134a. Die Änderung wurde jedoch mit dem deutlich geringeren Einfluss des neuen Kältemittels auf die globale Erwärmung begründet.

Propan ist ein Gas, das seit Jahren in der Klimaanlagenbranche verwendet wird. Es hat hervorragende Kühleigenschaften. Es ist kein fluoriertes Gas (F-Gas) und gehört daher nicht zu den Stoffen, die einen großen Einfluss auf die globale Erwärmung haben. Bislang stand jedoch ein Hauptproblem der Verwendung in Fahrzeugen im Weg: seine hohe Entflammbarkeit. Propan ist wesentlich leichter entzündbar als das derzeit verwendete Gas R-1234yf, das ebenfalls wegen seiner hohen Entflammbarkeit kritisiert wird. In der ASHRAE-Sicherheitsklasse wird Propan als hochentzündlich (R-1234yf wurde als „schwer entzündlich” eingestuft) und explosiv eingestuft.

Die hohe Entflammbarkeit von Propan ist natürlich ein Nachteil, der bisher seine Chancen auf eine Zulassung für den Einsatz in Fahrzeugen zunichte gemacht hat. Die Automobilindustrie hat jedoch die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an diesem Gas nicht aufgegeben. Es hat ein enormes Kühlpotenzial, wodurch es dazu beitragen könnte, die höchsten Anforderungen des modernen Automobilmarktes zu erfüllen (dazu gleich mehr), und ist zudem in der Herstellung unvergleichlich billiger als R-1234yf (im Verhältnis ca. 3-6 EUR pro kg gegenüber 80-150 EUR pro kg).

Der ZF-Konzern hat gerade einen Prototyp eines neuen Thermomanagementsystems vorgestellt, das dank der Verwendung von Propan als Kältemittel wesentlich effizienter und nachhaltiger sein soll als die derzeit verwendeten Lösungen. Das Ziel der Arbeiten von ZF war es, die bestmöglichen Kühl- und Heizleistung bei Außentemperaturen von -25 °C bis +35 °C zu erreichen. Grund für die Arbeiten ist die zunehmende Verbreitung von Elektroautos und Plug-in-Hybriden, die sehr effiziente Klimaanlagen benötigen (die nicht nur zur Kühlung des Fahrzeuginnenraums, sondern auch des Motors und der Batterie dienen). ZF schätzt, dass mit dem auf Propan basierenden System die Reichweite von Elektrofahrzeugen um 10 % erhöht werden kann, ohne dass teurere Antriebssysteme oder größere Batterien erforderlich sind.

Technische Details des ZF TherMaS-Systems

TherMaS ist ein System, das leichter und kleiner als vergleichbare Lösungen ist und gleichzeitig effizienter und kostengünstiger ist. Die Verwendung von Propan als Kältemittel sorgt für eine deutlich bessere Kühlleistung sowie geringere Abmessungen und ein geringeres Gewicht des gesamten Systems. In Tests konnten durch optimiertes Wärmemanagement und eine effizientere Nutzung der Abwärme aus dem Antriebsstrang die Reichweite unter schwierigen Winterbedingungen um bis zu 10 % und unter extremen Bedingungen sogar um bis zu 30 % gesteigert werden.

„Die Batterie in einem Elektroauto reagiert sehr empfindlich auf die Betriebstemperatur. Sie funktioniert am besten im Bereich von 15 bis 25 °C“, erklärt Dr. Otmar Scharrer, Senior Vice President R&D bei ZF. „Extreme Temperaturen verringern die effektive Reichweite erheblich, da das Thermomanagementsystem dann intensiver arbeiten muss, was den Energieverbrauch erhöht. Deshalb hat ZF das eigene System TherMaS entwickelt.

ZF hat bereits 2023 ein Konzept für ein zentrales Thermomanagementsystem vorgestellt. Seitdem wurden bedeutende technologische Fortschritte erzielt. Das System bietet eine Heiz- und Kühlleistung von mindestens 10 kW bei Außentemperaturen von -25 °C bis +35 °C. Es wurde umfassend konzipiert: Alle thermischen Funktionen sind in einem einzigen, unabhängigen Subsystem integriert – darunter die erste von ZF entwickelte Wärmepumpe. Die Komplexität des Systems, einschließlich der E/E-Architektur und der Steuerung, wurde reduziert – das kompakte Gehäuse spart Platz und Montagezeit und verringert Wärmeverluste.

Das TherMaS-System wurde in einem Demonstrationsfahrzeug getestet. Es wurden keine Sicherheitsrisiken für das System festgestellt. TherMaS wird in drei Leistungsklassen erhältlich sein, um verschiedene Anwendungen und Fahrzeugplattformen abzudecken. Automobilhersteller haben angeblich bereits großes Interesse bekundet, obwohl europäische Vorschriften ein Hindernis darstellen.

Die Teilehersteller kämpfen um Propan

Wir haben die Zentrale von ZF zu den Vorschriften befragt. Die Antwort lautete, dass das Unternehmen auf die Genehmigung für die Serienproduktion seiner Lösung hofft:

– ZF arbeitet mit anderen Unternehmen der Automobilbranche in einem Konsortium zusammen, das Ende 2024 bei der US-Umweltschutzbehörde EPA einen Antrag auf Zulassung von Propan gestellt hat. Wir haben die Bestätigung erhalten, dass alle erforderlichen Unterlagen vollständig eingereicht wurden und der Antrag derzeit geprüft wird. Auf der Grundlage aktueller Schätzungen rechnen wir mit einer positiven Entscheidung um das Jahr 2026. Eine positive Bewertung durch die EPA würde auch den Weg für eine behördliche Zulassung in Europa ebnen. ZF beteiligt sich aktiv an diesem Prozess, um sicherzustellen, dass das TherMaS-System in voller Übereinstimmung mit den gesetzlichen Rahmenbedingungen entwickelt wird. Unser Ziel ist es, eine technologisch fortschrittliche und marktreife Lösung anzubieten, die sowohl den gesetzlichen Anforderungen als auch den Erwartungen unserer Kunden und Partner entspricht.

Obwohl ZF ein deutsches Unternehmen ist, sollte die Strategie, zunächst die Zulassung auf dem US-Markt zu erhalten, nicht überraschen. Das dortige Rechtssystem gilt seit Jahren als wesentlich offener für die Einführung neuer Technologien in der Automobilbranche (z. B. Lösungen im Bereich des autonomen Fahrens). Wir werden die Fortschritte bei den Gesetzgebungsarbeiten zur Zulassung von Propan als Kältemittel in Fahrzeugen weiterhin verfolgen.

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