Dampferzeugende Großwärmepumpe : Wärmepumpen-Technologie für Pharma-Produktion

Mit dem Forschungsprojekt AHEAD setzt Takeda neue Maßstäbe für eine klimafreundliche Arzneimittelproduktion – und macht Wien damit zum Vorzeigestandort der Branche. Herzstück ist eine Hochtemperatur-Wärmepumpe, die Prozessdampf vollständig ohne fossile Energieträger erzeugen kann. Das System gilt als Pionierleistung auf dem Weg zu Netto-Null-Produktionsstätten und hat bereits international Aufmerksamkeit erregt: ausgezeichnet mit dem Net Zero Industries Award 2023, präsentiert bei der UN-Klimakonferenz COP28 und Teil des Österreich-Pavillons auf der Expo 2025 in Osaka.

Rund 2.500 Mitarbeitende stellen am Wiener Standort mehr als 20 Arzneimittel für Patientinnen in über 100 Ländern her – nun mit deutlich verbesserter ökologischer Bilanz. Gestartet 2022 mit dem AIT Austrian Institute of Technology und gefördert im Rahmen der Forschungsinitiative „NEFI – New Energy for Industry“ durch den Klima- und Energiefonds, soll das Projekt nicht nur Takeda, sondern auch der gesamten Industrie den Weg zu einer nachhaltigeren Zukunft weisen.

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Erstmals 2023 präsentiert, begann das Projekt mit einer umfangreichen Planungsphase. Die Basis war die bereits bestehende CO₂-freie Energiezentrale am Produktionsstandort Wien in der Langen Allee 24, die nun durch AHEAD erweitert wurde. Im Mai 2024 begannen die baulichen Vorbereitungsarbeiten und im Sommer 2024 startete die Bauphase von AHEAD. Im Sommer 2025 wurde die Hochtemperatur-Wärmepumpe erfolgreich in den Probebetrieb genommen. Mit der erfolgten Inbetriebnahme geht AHEAD nun in den Standardbetrieb über

Begleitet wird die Anlage von einem 4.000 Stunden umfassenden wissenschaftlichen Monitoring durch das Austrian Institute of Technology (AIT), um Leistung und Übertragbarkeit der Technologie auf weitere Standorte und Industrien zu evaluieren. Zur Bestimmung des Dekarbonisierungspotenzials wurde 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. So kann die Betriebsstrategie der Anlage kontinuierlich optimiert werden.

Das Kernstück von AHEAD ist die dampferzeugende Wärmepumpe von SPH Sustainable Process Heat, die mit 100 Prozent natürlichen Kältemitteln betrieben wird und in Kombination mit Dampfverdichtern Prozesstemperaturen von über 200 °C erreichen kann – mehr als die für die pharmazeutische Produktion bei Takeda benötigten 184 °C bei 11 bar(a). 

Ein wesentliches Merkmal von AHEAD ist die Nutzung der bereits vorhandenen Kälteanlagen und deren saisonal verfügbare Abwärme. Dadurch hat die Anlage das Potenzial, über einen Zeitraum von mehr als sieben Monaten CO₂-freien Dampf zu erzeugen. Das jährliche Einsparpotenzial beträgt bis zu 1.600 Tonnen CO₂, was einer Reduktion von etwa 80 Prozent für den Standort Wien, Lange Allee 24 entspricht.

„Wärmepumpen werden ein zentrales Element der künftigen Energieinfrastruktur sein – auch in der Industrie", ist sich Andreas Kugi, Scientific Director des AIT, sicher. Gerade industrielle Hochtemperatur-Wärmepumpen hätten großes Potenzial, da 39 Prozent des Prozesswärmebedarfs der europäischen Industrie unter 200 °C liegen. „Die erfolgreiche Umsetzung von Projekten wie AHEAD zeigt, wie entscheidend die Verbindung von Industrie und Forschung sowie der Einsatz digitaler Methoden für eine wettbewerbsfähige und nachhaltige Produktion der Zukunft ist.“

>>> Blick in das Wärmepumpen-Labor des AIT gefällig? Für das Reportage-Format reNEWSable war TGA-Redakteurin Lena Wechselberger vor Ort zu Besuch: