TEWI-Wert (Total Equivalent Warming Impact): Klimawirkung von Kälteanlagen ganzheitlich bewerten
Der TEWI-Wert (Total Equivalent Warming Impact) beschreibt eine realistische Bewertung des Klimaeinflusses eines Kälte-, Klima- oder Wärmepumpensystems über seine Nutzungsphase. Er berücksichtigt dabei vor allem die direkten Emissionen durch Kältemittelverluste sowie die indirekten Emissionen durch den Stromverbrauch im Betrieb. Damit geht der TEWI-Wert über den GWP-Wert des Kältemittels hinaus und unterstützt fundierte Vergleiche von Systemtypen und Investitionsentscheidungen im Kontext der europäischen Kältetechnik.
Der regulatorische Druck steigt: Die F-Gase-Verordnung (EU) Nr. 517/2014 sieht einen schrittweisen Phase-down von Kältemitteln mit hohem GWP bis 2030 vor. Unternehmen, die Kälteanlagen betreiben oder planen, müssen die Energieeffizienz ihrer Systeme in den Mittelpunkt stellen — ganz im Sinne des „Efficiency first"-Prinzips. Die ENGIE Refrigeration GmbH veröffentlicht diesen Fachartikel als Beitrag zur ganzheitlichen Systembewertung im deutschen und europäischen Kältemarkt.
Was Sie in diesem Artikel erwartet
Der Artikel ordnet den TEWI-Wert als praxisnahe Grundlage für die Bewertung von Kälte-, Klima- und Wärmepumpenanlagen ein. Im Fokus stehen die Bedeutung von Energieeffizienz, Kältemittelwahl und Betriebsbedingungen sowie die Frage, warum ein Blick auf den GWP-Wert allein zu kurz greift.
Was ist der TEWI-Wert?
Der TEWI‑Wert (Total Equivalent Warming Impact) bewertet den Klimaeinfluss einer Kälte-, Klima- oder Wärmepumpenanlage über ihre Nutzungsphase und berücksichtigt dabei die beiden Hauptkomponenten: direkte Emissionen durch Kältemittelverluste sowie indirekte Emissionen durch den Energieverbrauch im Betrieb.
TEWI-Definition: Direkte und indirekte Emissionen im Überblick
Der TEWI-Wert setzt sich aus zwei Emissionskomponenten zusammen:
- Direkte Emissionen: Kältemittelleckagen während Betrieb, Wartung und Entsorgung — bewertet über den GWP-Wert (Treibhauspotential in kgCO₂eq/kg) des jeweiligen Kältemittels
- Indirekte Emissionen: CO₂-Ausstoß durch die Stromerzeugung für den Verdichterantrieb — abhängig vom Emissionsfaktor (β) des genutzten Strommixes
Daniel Keller, Bereichsleiter Vertrieb und Geschäftsentwicklung, Engie Refrigeration GmbH, fasst zusammen: „Um Kältemaschinen und Wärmepumpen tatsächlich hinsichtlich ihrer Klimarelevanz beurteilen zu können, ist eine ganzheitliche Ökobilanz notwendig, die neben den direkten Emissionen auch die indirekte Treibhausgaswirkung in den Blick nimmt." Die Berechnung erfolgt nach DIN EN 378-1. Weiterführende Grundlagen beschreibt cci Dialog in ihrer Einführung zum TEWI-Wert in der Kälte-Klima-Technik.
Wie wird der TEWI-Wert berechnet?
Die Berechnung folgt einem standardisierten Verfahren nach DIN EN 378-1 und kombiniert direkte und indirekte Emissionsanteile zu einem Gesamtwert in Tonnen CO₂-Äquivalenten. Das Institut für Technische Thermodynamik und Kältetechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beschreibt die methodischen Grundlagen der TEWI-Berechnung — einschließlich der Umrechnung auf äquivalente CO₂-Emissionen über GWP-Faktoren und Energiemix.
Welche Parameter fließen in die TEWI-Berechnung ein?
| Parameter | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| GWP | Treibhauspotenzial des Kältemittels | kgCO2eg/kg |
| m | Kältemittelfüllmenge |
kg |
| L | Jährliche Leckagerate | % |
| n | Betriebsdauer | Jahre |
| β | Emissionsfaktor des Strommixes | gCO₂eq/kWhel |
| E | Jährlicher Energieverbrauch | kWhel/a |
Der Emissionsfaktor β des deutschen Strommixes lag laut Umweltbundesamt bei rund 480 gCO₂eq/kWhel (Stand: 2022). Das absolute Ergebnis hängt stark von Randparametern wie Klimazone, Betriebszeit und Lastprofil ab — für Anlagenvergleiche müssen daher stets identische Randbedingungen gelten.
TEWI-Wert vs. GWP-Wert: Was ist der Unterschied?
Der GWP-Wert bewertet eine Substanz — der TEWI-Wert bewertet ein System. Diese Unterscheidung ist entscheidend für jede belastbare Klimabilanz.
| Kriterium | GWP-Wert | TEWI-Wert |
|---|---|---|
| Betrachtungsumfang | Nur Kältemittel | Kältemittel + Energieverbrauch |
| Emissionstyp | Direkte Emissionen | Direkte + Indirekte Emissionen |
| Betrachtungszeitraum | Substanzeigenschaft | Lebenszyklus der Anlage |
| Aussagekraft für Klimabilanz | Begrenzt | Ganzheitlich |
Zum Vergleich: R-134a (Tetrafluorethan) hat einen GWP von 1.430 kgCO₂eq/kg, R-290 (Propan) einen GWP von 3, R-717 (Ammoniak) einen GWP von 0 und R-1234ze (Tetrafluorpropen) einen GWP von 1,37. Trotz dieser großen Unterschiede dominieren beim aktuellen deutschen Strommix die indirekten Emissionen das TEWI-Ergebnis bei weitem — wie das unten aufgeführte Rechenbeispiel zeigt.
Warum entscheidet die Energieeffizienz über den TEWI-Wert?
Indirekter Emissionsanteil: Der unterschätzte Faktor
Selbst bei Kältemitteln mit vergleichsweise hohem GWP wie R-134a (GWP: 1.430) liegt der direkte Leckage- und Rückgewinnungsanteil lediglich bei rund 2,5 Prozent der Gesamtemissionen — vorausgesetzt, die Anlage ist technisch dicht mit einer Leckagerate von maximal einem Prozent der Füllmenge pro Jahr. Bei natürlichen Kältemitteln wie Ammoniak (GWP: 0) oder Propan (GWP: 3) sinkt dieser Anteil auf unter ein Prozent.
Wie stark die Leckagerate den direkten Emissionsanteil beeinflusst, zeigt folgende Übersicht für eine typische industrielle Kälteanlage mit R-134a:
| Leckagerate | Direkter TEWI-Anteil (R-134a) | Direkter TEWI-Anteil (R-290) |
|---|---|---|
| 1 % | ~2,5 % | ~0,01 % |
| 3 % | ~7 % | ~0,03 % |
| 5 % | ~11 % | ~0,05 % |
| 10 % | ~20 % | ~0,10 % |
Die Tabelle verdeutlicht: Wartungsqualität und Dichtheit der Anlage sind messbare Klimafaktoren — unabhängig vom gewählten Kältemittel. Das Ergebnis ist eindeutig: Eine ineffiziente Anlage mit natürlichem Kältemittel kann eine höhere Gesamtklimaauswirkung haben als eine hocheffiziente Anlage mit einem Kältemittel mittleren GWP-Werts.
Daraus ergibt sich eine konkrete Entscheidungsregel: Solange der Emissionsfaktor β über ca. 100 gCO₂eq/kWhel liegt — was beim deutschen Strommix noch auf Jahre zutrifft —, hat die Effizienzsteigerung Vorrang vor der Kältemittelauswahl. Erst wenn β durch PV-Eigenversorgung, Ökostrom-PPAs oder den weiteren Ausbau erneuerbarer Energien dauerhaft unter diesen Schwellenwert sinkt, gewinnt der GWP-Wert des Kältemittels im TEWI vergleichbares Gewicht. Wer heute in hocheffiziente Anlagen mit Low-GWP-Kältemitteln investiert, ist für beide Szenarien gut aufgestellt.
Wie lässt sich der TEWI-Wert einer Kälteanlage senken?
Den größten Hebel bietet die Steigerung der Energieeffizienz — da indirekte Emissionen den TEWI bei aktuellem Strommix dominieren. Weitere Maßnahmen ergänzen diesen Ansatz:
- Energieeffizienz steigern: Hocheffiziente Verdichter, optimierte Regelungstechnik, Wärmerückgewinnung
- Leckagerate minimieren: Dichte Anlagenausführung, regelmäßige Wartung, Leckage-Monitoring
- Strommix verbessern: Eigene Photovoltaik, Ökostromtarife, Power Purchase Agreements (PPAs)
- Kältemittel mit niedrigem GWP wählen: Gewinnt mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien an Gewicht
- Betrieb bedarfsgerecht gestalten: Lastmanagement, Teillastoptimierung, Betriebszeitensteuerung
TEWI-Wert im Praxisvergleich: Rechenbeispiel für eine industrielle Kältemaschine
Die Berechnungen basieren auf dem SEPR-MT-Standardlastprofil (Seasonal Energy Performance Ratio für mittlere Temperaturen) nach VO (EU) 2015/1095, einer Betriebsdauer von 20 Jahren und einem Emissionsfaktor von 480 gCO₂eq/kWhel.
Als Beispiel dient die SPECTRUM Water Kältemaschine aus dem Portfolio der ENGIE Refrigeration GmbH — mit ölfreien Turboverdichtern, dem Low-GWP-Kältemittel R-1234ze (GWP < 1) und 520 kW nominaler Kälteleistung.
| Anlage | Kältemittel | SEPR-MT | Relativer TEWI |
|---|---|---|---|
| Mindest-Ökodesign-Anforderung | R-134a | 3,93 | Referenz (100 %) |
| Anlage mit R-290 (Propan) | R-290 (GWP: 3) | ~3,93 | Vergleichbar |
| SPECTRUM Water (Beispiel) | R-1234ze (GWP < 1) | ~5,2 | Signifikant reduziert |
Daniel Keller erläutert: „Nicht die Anlage mit dem geringsten GWP-Wert weist die geringsten Gesamtemissionen auf — sondern die Anlage mit der höchsten saisonalen Energieeffizienz." Gegenüber einer Anlage, die gerade die Ökodesign-Mindestanforderung (SEPR-MT: 3,93) erfüllt, lassen sich über 20 Jahre rund 980 Tonnen CO₂ einsparen — abhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen und Annahmen zur Berechnungsbasis. Die absoluten Werte hängen von den jeweiligen Betriebsbedingungen ab; für projektspezifische Berechnungen empfiehlt sich ein individueller TEWI-Vergleich auf Basis realer Anlagendaten.
Welche Rolle spielt der Strommix bei der TEWI-Berechnung?
Der Emissionsfaktor β ist der variabelste Parameter in der TEWI-Formel. Er bestimmt, wie stark indirekte Emissionen ins Gewicht fallen.
| Stromerzeugung | Emissionsfaktor (ca.) |
|---|---|
| Kohlekraftwerk | ~1.100 gCO2eg/kWhel |
| Deutscher Strommix 2022 | ~480 gCO₂eq/kWhel |
| Photovoltaik | ~30–50 gCO₂eq/kWhel |
| Windkraft | ~7–15 gCO₂eq/kWhel |
Eine Anlage, die mit deutschem Strommix betrieben wird, hätte bei vollständig erneuerbarem Strom einen TEWI-Wert, der fast ausschließlich durch direkte Emissionen bestimmt wird. Mit sinkendem Emissionsfaktor des Strommixes gewinnt der GWP-Wert des Kältemittels im TEWI zunehmend an Gewicht — eine wichtige Planungsgröße für Unternehmen mit langfristigen Dekarbonisierungszielen.
Wie entwickelt sich der TEWI-Wert mit dem Ausbau erneuerbarer Energien?
Mit fortschreitendem Ausbau erneuerbarer Energien verschiebt sich die Gewichtung im TEWI — der GWP-Wert des Kältemittels wird relevanter. Daniel Keller: „Auf lange Sicht wird der GWP-Wert bei der TEWI-Berechnung eine immer größer werdende Bedeutung einnehmen — unter der Voraussetzung, dass der Strom vollständig aus regenerativen Energien kommt. "Dann würden sich die spezifischen Emissionen des Strombezugs an 0 gCO₂eq/kWh annähern." Aktuell liefern Kohlekraftwerke mit ~1.100 gCO₂eq/kWhel noch wesentliche Anteile des deutschen Strommixes. Deshalb bleibt „Efficiency first" die wichtigste Prämisse — ergänzt durch einen konsequenten Wandel hin zu Low-GWP- und natürlichen Kältemitteln.
FAQ: Häufige Fragen zum TEWI-Wert
Wofür steht die Abkürzung TEWI?
TEWI steht für „Total Equivalent Warming Impact" — ein Fachbegriff der Kälte- und Klimatechnik für die ganzheitliche Klimabilanz einer Anlage. Er ist nicht zu verwechseln mit dem Unternehmensnamen TEWI GmbH & Co. KG (Textilhersteller, Fulda).
Was ist der TEWI-Wert?
TEWI steht für Total Equivalent Warming Impact — auf Deutsch: gesamter äquivalenter Erwärmungseinfluss. Der Wert beschreibt den Klimaeinfluss einer Kälte-, Klima- oder Wärmepumpenanlage während ihrer Nutzungsphase und berücksichtigt dabei die beiden Hauptkomponenten: direkte Emissionen durch Kältemittelleckagen sowie indirekte Emissionen durch den Stromverbrauch im Betrieb. Die Berechnung erfolgt nach DIN EN 378-1.
Wie unterscheidet sich der TEWI-Wert vom GWP-Wert?
Der GWP-Wert (Global Warming Potential) bewertet ausschließlich das Treibhauspotential eines Kältemittels. Der TEWI-Wert geht darüber hinaus: Er berücksichtigt zusätzlich die indirekten Emissionen durch den Energieverbrauch der Anlage. Beim aktuellen deutschen Strommix machen diese indirekten Emissionen mehr als 99 Prozent des TEWI aus.
Wie wird der TEWI-Wert berechnet?
Die Berechnung erfolgt nach DIN EN 378-1. In die Formel fließen ein: GWP des Kältemittels, Füllmenge, jährliche Leckagerate, Betriebsdauer, Emissionsfaktor des Strommixes (β) und der jährliche Energieverbrauch. Das Ergebnis wird in Tonnen CO₂-Äquivalenten angegeben.
Welche Maßnahmen senken den TEWI-Wert einer Kälteanlage?
Den größten Hebel bietet die Steigerung der Energieeffizienz, da indirekte Emissionen den TEWI dominieren. Weitere Maßnahmen: Minimierung der Leckagerate, Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien, Wahl eines Kältemittels mit niedrigem GWP sowie bedarfsgerechter Anlagenbetrieb.
Ist der TEWI-Wert ein aussagekräftiges Nachhaltigkeitskriterium?
Der TEWI-Wert ist aussagekräftiger als der GWP-Wert allein, weil er die Klimaauswirkungen einer Anlage während ihrer Nutzungsphase ganzheitlicher bewertet. Seine Aussagekraft hängt jedoch stark von den Randbedingungen wie Klimazone, Betriebszeit und Strommix ab; für Vergleiche sollten daher stets identische Rahmenbedingungen verwendet werden.
Welche Rolle spielen natürliche Kältemittel beim TEWI-Wert?
Natürliche Kältemittel wie Ammoniak (R-717, GWP: 0) oder Propan (R-290, GWP: 3) bieten sehr niedrige direkte Emissionen. Da indirekte Emissionen beim Strommix jedoch mehr als 99 Prozent des TEWI ausmachen, verbessert ein niedriger GWP-Wert die Gesamtbilanz nur dann wesentlich, wenn gleichzeitig eine hohe Energieeffizienz erreicht wird.
Nutzen Sie unsere Expertise für die optimale Auslegung
Die TEWI-Berechnung zeigt: Die optimale Lösung hängt von den spezifischen Betriebsbedingungen Ihrer Anlage ab. ENGIE Refrigeration unterstützt Planer, Betreiber und Energiemanager bei der ganzheitlichen Systembewertung — von der Kältemittelauswahl bis zur Effizienzoptimierung im laufenden Betrieb.
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