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AHEAD - Advanced Heat Pump Demonstrator

Foto © Takeda Manufacturing Austria AG

AHEAD liefert eine Lösung für den großen Bedarf an umweltfreundlicher Wärmeversorgung industrieller Prozesse, der bisher hauptsächlich durch Erdgas gedeckt wird. Im Projekt AHEAD wird ein innovatives Wärmepumpensystem bei Takeda in Wien demonstriert. Es besteht aus einer dampferzeugenden Wärmepumpe von SPH Sustainable Process Heat, die für den Einsatz natürlicher Kältemittel adaptiert und mit Dampfverdichtern kombiniert wird, um Dampf mit 11 bar(a)/184 °C zu erzeugen. Diese Anlage hat das Potenzial in über 7 Monaten nahezu CO₂-freien Dampf zu erzeugen. Das entspricht einer potenziellen CO₂-Reduktion von ca. 80% und bedeutet eine Einsparung von in etwa 1600 Tonnen CO₂ pro Jahr an einem der größten Takeda-Arzneimittelproduktionsstandorte in der Langen Allee 24 in Wien. Das ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Erreichung der globalen Nachhaltigkeitsziele von Takeda, vor 2035 seine Betriebsstätten mit Netto-Null Treibhausgasen Emissionen zu betreiben. Weiters wird ein Konzept zur Verbreitung des AHEAD-Systems für Takeda-Standorte in Wien und weltweit erarbeitet und das Dekarbonisierungspotential dieser Technologie für die wichtigsten Sektoren (Papier, Chemie und Petrochemie, Lebensmittel) in Österreich untersucht.

Die Innovationen dieses Projektes sind die dampferzeugende Wärmepumpe, die für die Verwendung des natürlichen Kältemittels Butan adaptiert wird und mit Dampfverdichtern kombiniert wird, um die bisher höchsten Wärmenutzungstemperaturen zu erreichen. Das AHEAD-System ist für die Anforderungen von Takeda (11 bar(a)/184 °C) ausgelegt und kann ohne weitere Entwicklung für Temperaturen von 200-260 °C erweitert werden. AIT wird eine optimierte Betriebsstrategie für das AHEAD-System und der Wärmequelle mit einem umfassenden Systemmodell entwickeln, um das System mit minimalem Energiebedarf zu betreiben. Zur Bestimmung des Dekarbonisierungspotential wird ein neuartiger Ansatz entwickelt, der Prozessanforderungen und erwartete Prozessveränderungen, Lernkurven für Hochtemperatur-Wärmepumpen basierend auf den Erfahrungen des Demonstrationsbetriebes und möglichen Optimierungen sowie statistische Daten kombiniert.

„Das Projekt AHEAD ist ein neuer Meilenstein bei der Entwicklung von Industriewärmepumpen. Das AHEAD-System nutzt Abwärme aus der Kälteversorgung zur Produktion von Dampf und setzt dabei auf Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln und Dampfverdichtern. Dieses System ist damit einfach auf andere Branchen übertragbar. AHEAD soll als Praxisbeispiel für österreichische Industriebetriebe dienen, die ihre Prozesse dekarbonisieren möchten.“

Veronika Wilk
Projektleiterin AHEAD,
AIT Austrian Institute of Technology GmbH

Meilensteine

  1. Design der Wärmepumpe und Planung der Einbindung vor Ort abgeschlossen
  2. Versuche am Teststand erfolgreich absolviert
  3. Installation des AHEAD-Systems bei Takeda erfolgt
  4. Systemmodell erstellt
  5. Inbetriebnahme des AHEAD-Systems erfolgreich abgeschlossen
  6. Evaluierung nach 4000 h Betrieb des AHEAD Systems erfolgt
  7. Konzept zur Verbreitung des AHEAD-Systems erstellt
  8. Dekarbonisierungspotential für Österreich bestimmt
News

Mission Innovation Net-Zero Industries Award: AHEAD erhielt die Auszeichnung „Herausragendes Projekt“ Österreichs

19. Dezember 2023

Am 19. Dezember 2023 wurde das NEFI-Projekt AHEAD (Advanced Heat Pump Demonstrator) mit dem internationalen Net-Zero Industries Award in der Kategorie „Outstanding Projekt / Herausragendes Projekt“ beim Net-Zero Industries Award im Rahmen einer feierlichen Zeremonie in Wien ausgezeichnet. Das Ziel von AHEAD ist die Entwicklung und Demonstration einer umweltfreundlichen Alternative zu Erdgas für die Wärmeversorgung industrieller Prozesse mit einer dampferzeugenden Wärmepumpe.

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Dampf ohne Gas

25. Januar 2023

Am 25.Jänner 2023 wurde das neue NEFI-Projekt AHEAD (Advanced Heat Pump Demonstrator) gemeinsam mit dem biopharmazeutische Unternehmen Takeda, mit dem BMK, dem Klima- und Energiefonds und dem AIT Austrian Institute of Technology (AIT) in Wien präsentiert.

Unter der Leitung des AIT Center for Energy wird erstmals eine dampferzeugende Wärmepumpe im industriellen Betrieb integriert. Die erdgasfreie Dampferzeugung zielt darauf ab, eine CO₂-Reduktion von bis zu 90 Prozent an einem der größten Takeda-Arzneimittelproduktionsstandorte in Wien zu erreichen und dabei ausschließlich natürliche Kältemittel zu verwenden.

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Projektleitung
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Projektleiter
Veronika Wilk
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
veronika.wilk@ait.ac.at
Eckdaten
Laufzeit:
12/22 – 11/25
Projektvolumen:
€ 1.335.975
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