AHEAD - Advanced Heat Pump Demonstrator

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.