Wärmepumpen in privaten Haushalten sind weit verbreitet, in der Industrie wird Prozesswärme hingegen oft noch mit Erdgas erzeugt. Um das zu ändern, setzt das AIT Austrian Institute of Technology in Wien unter anderem auf Wärmepumpen für industrielle Prozesse.
Ein wichtiges Ziel beim Einsatz von Wärmepumpen in industriellen Prozessen ist es, die Abwärme aus bestehenden Prozessen wieder in die industriellen Verfahren einzubinden. Auf diese Weise soll der Bedarf an fossiler Energien deutlich gesenkt werden. Damit beschäftigt sich dasForschungsprojekt „GreenBricks“. Es wurde vom AIT Austrian Institute of Technology und Wienerberger Österreich gemeinsam umgesetzt. Verdiente Belohnung ist die Auszeichnung mit dem Net Zero Industries Award in Wien.
Im Rahmen des Projekts wurde der Werksumbau von Wienerberger Österreich in Uttendorf konsequent mit digitalen Werkzeugen, die von Experten des Center for Energy am AIT entwickelt wurden, geplant. Om Rahmen der Realisierung wurde dann ein elektrifizierter Ziegelbrennofen errichtet. Zusätzlich wurde eine Wärmepumpe integriert, die die im Brennprozess entstehende Abwärme des Ofens für die Trocknung der Ziegel nutzt.
Rund um den neuen Elektroofen wurden Simulationen erstellt und Prozesse im Sinne des Klimaschutzes digital optimiert. Durch das Zusammenwirken dieser und weiterer Maßnahmen konnten rund 30 % Primärenergie eingespart und die CO₂-Emissionen insgesamt um 88 % reduziert werden.
Nutzung der Abwärme
auf andere Branchen übertragbar
Die in dem neuen Ziegelwerk eingesetzte Technologie ist gut transferierbar. „Da in anderen Industriesektoren vergleichbare Anforderungen bestehen, können die Technologie der elektrischen Heizelemente sowie die Abwärmenutzung durch eine Wärmepumpe mit gewissen Anpassungen auch dort eingesetzt werden“, heißt es in einem Beitrag des AIT. Dieser ist im Blog des Simulations-Spezialisten CADFEM erschienen.
Die signifikanten CO₂-Einsparungen schaffen zudem Anreize für andere produzierende Unternehmen. Konkret betrifft dies beispielsweise die Stahl-, Keramik-, Papier- oder Pharmaindustrie. „Durch die direkte Nutzung von Abwärme können wir den Carbon-Footprint der Industriebetriebe signifikant reduzieren“, so AIT-Forscher Manuel Schieder.
Das Projekt „GreenBricks“ ist Teil des österreichischen Innovationsnetzwerks NEFI – New Energy for Industry. Es hat die Aufgabe, die Dekarbonisierung von industriellen Energiesystemen mit Schlüsseltechnologien voranzutreiben. Die enge Verzahnung von Forschung und Praxis schafft ideale Rahmenbedingungen, um neue Technologien direkt in Unternehmen zu erproben und schnell in die Umsetzung zu bringen.
Simulation liefert entscheidende Erkenntnisse
In der Industrie werden häufig höhere Temperaturen benötigt als in privaten Haushalten. Je nach Temperaturanforderung können hierfür Hochtemperatur-Wärmepumpen eingesetzt werden. „Die Hochtemperatur-Wärmepumpe ist eine relativ neue Technologie mit der Folge, dass kaum ein Industriebetrieb den ersten Schritt in diese Richtung wagt“, schildert Manuel Schieder seine Motivation in einem Beitrag. „Deshalb sind überzeugende Beispielprojekte notwendig, die mit Demonstrator-Anlagen aufzeigen, dass es funktioniert.“
Im Fall des zugehörigen FFG-Projekts „VLESH“ (Variable Load Ejector for Steam Heatpumps) spielten die mit Support von CADFEM realisierten Simulationen eine große Rolle, um Hochtemperatur-Wärmepumpen, mit der neuwertigen Ejektor-Technologie zur Effizienzsteigerung, genau zu analysieren.
Simulationen sind „sowohl bei der Auslegung des Kältekreises der Wärmepumpe als auch für die Optimierung des verwendeten Ejektors“ essenziell. Besonders herausfordernd war dabei die Simulation des Ejektors. Denn in diesem treten zeitgleich mehrere komplexe physikalische Phänomene auf. Dazu gehören Überschallgeschwindigkeit und damit einhergehend hohe Turbulenzen sowie auch Verdampfung. Spezielle Material-Datenbanken im verwendeten Simulations-Tool Ansys Fluent halfen dabei, diese strömungstechnischen Simulationen durchzuführen und den Prozess zu stabilisieren.
Auszeichnung mit Mission Innovation Net-Zero Industries Award
Das Projekt „GreenBricks“ wurde am 10. April 2026 in der Wiener Hofburg mit dem Mission Innovation Net-Zero Industries Award (www.nefi.at/de…ries-award) in der Kategorie „Herausragendes Projekt“ ausgezeichnet. Die Würdigung erfolgte als innovatives Energiekonzept für die Ziegelproduktion am Wienerberger-Standort in Uttendorf in Oberösterreich. Es zeige eindrucksvoll, wie durch die Kombination aus Elektrifizierung, Digitalisierung und dem Einsatz von Wärmepumpentechnologien eine nahezu emissionsfreie industrielle Produktion möglich wird.
Internationale IEA Heat Pump Conference in Wien
Zum Thema „Dekarbonisierung durch Innovation“ veranstaltet das AIT mit Unterstützung des österreichischen Bundesministeriums für Innovation, Mobilität und Infrastruktur vom 26. bis 29. Mai 2026 in Wien die 15. internationale IEA Heat Pump Conference. Dort treffen sich Experten aus der ganzen Welt, um sich über den Einsatz von Wärmepumpen auszutauschen und die Entwicklung u. a. von Hochtemperatur-Wärmepumpen voranzutreiben. Informationen zur Veranstaltung gibt es unter https://hpc2026.org.