Auf dem ehemaligen Güterbahnhof in Reichenbach ist heute, am 3. November 2026, der Startschuss für das Forschungs- und Entwicklungszentrum für Kälte- und Energietechnik, kurz KETEC, gefallen. Viel Aufhebens gab es zunächst nicht: Der Baubeginn erfolgte mit einem Baggeraushub. Erde, Motorengeräusch, Baustelle – und ein Projekt, über das im Vogtland seit zwölf Jahren gesprochen wird, ist damit sichtbar geworden.

Die Planung läuft bereits seit 2014. Nun sollen 33 Millionen Euro in das Bauvorhaben fließen, weitere 15 Millionen Euro sind für die Versuchstechnik vorgesehen. Beim Baustart dabei waren Bernd Löffler, Henry Ruß und Thorsten Urbaneck. Für die Unternehmen der Region soll KETEC einen Forschungs- und Entwicklungsstandort schaffen und ihnen Wettbewerbsvorteile verschaffen.

Reichenbach als Kälte- und Klimastandort

Perspektivisch soll am Standort ein Kompetenzzentrum für Kälte- und Klimatechnik entstehen. Die Grundlage dafür bilden die industriellen Traditionen Südwestsachsens ebenso wie regionale Bildungseinrichtungen und Unternehmen der Kältetechnik. Als erster Schritt wurde eine übergeordnete Forschungsplattform eingerichtet – gewissermaßen als Kristallisationskern für die weiteren Arbeiten.

Koordiniert wird das Projekt von der Professur Technische Thermodynamik der TU Chemnitz. Die Forschungsplattform soll innovative Kälte- und Klimaanlagen entwickeln, effiziente Energiespeicher voranbringen und den Einsatz natürlicher Kältemittel fördern. Auch Informationstechnik und Künstliche Intelligenz gehören zum Programm.

Die späteren Lösungen sind für ziemlich unterschiedliche Einsatzfelder gedacht: für die Lebensmittelversorgung, die Energiebereitstellung in der Industrie und die Klimatisierung von Gebäuden ebenso wie für Fernkälteversorgung und den Betrieb von Rechenzentren. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme, kurz Fraunhofer ISE, beteiligt sich an mehreren Teilprojekten.

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Im Mittelpunkt des Fraunhofer ISE stehen Hochtemperaturwärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln, die Untersuchung von Kältemittel-Öl-Gemischen und die Verbesserung von Rückkühlern. Hinzu kommen Wärmerückgewinnung aus IT-Komponenten, die Optimierung des Betriebs der Forschungsplattform und die Beteiligung an der Ausbildung.

Genannt sind unter anderem Teilprojekt 6 zur Hochtemperaturwärmepumpe mit A2/A3-Kältemitteln, Teilprojekt 8 zur Verbesserung von Konstruktion und Betrieb von Rückkühlern, Teilprojekt 9 zur Eisbreierzeugung auf Mehrstoffbasis, Teilprojekt 10 zu PCM-Speichern sowie Teilprojekt 12 zu Systembetrieb und Optimierung der Forschungsplattform.

Die Verbindung von Forschung und Ausbildung soll wissenschaftliche Erkenntnisse rasch in die Praxis bringen – etwa bei Kälteanlagen und Wärmepumpen mit klimaschonenden Kältemitteln. Gerade diese Nähe zur Anwendung ist für einen Standort wie Reichenbach entscheidend: Nicht nur im Labor soll etwas funktionieren, sondern später auch in Anlagen, Betrieben und Gebäuden.

Wärmepumpen brauchen weniger Emissionen – und mehr Rohstoffe

Der Bedarf an solchen Lösungen wächst. Die weltweite Produktion von Gebäudewärmepumpen soll sich bis 2035 auf rund 17 Millionen Geräte verdreifachen. Erwartet werden ein Umsatzvolumen von etwa 80 Milliarden Euro und jährliche Wachstumsraten von mehr als 8 Prozent. In der industriellen Wärme- und Kältetechnik liegen die Wachstumsraten derzeit bei 5 bis 7 Prozent, während der Kältemarkt zweistellig wächst.

Natürliche Kältemittel wie Propan können Treibhausgasemissionen reduzieren. Das löst allerdings nicht den steigenden Rohstoffbedarf. Werden Gasbrenner und konventionelle Systeme durch Wärmepumpen ersetzt, steigt insbesondere der Bedarf an Kupfer, Permanentmagneten und Aluminium. Für eine langfristig tragfähige Wärmewende muss deshalb auch die Materialeffizienz bei der Herstellung von Wärmepumpen und Kältemaschinen deutlich besser werden.

Genau dort setzt das Fraunhofer-Verbundprojekt „HÄLT – Hocheffiziente Kältekreise mit Propan“ an. Es entwickelt neue Kältekreisarchitekturen mit dem Ziel, den Materialbedarf im Kältekreis um mindestens 50 Prozent zu senken, ohne Energieeffizienz oder Lebensdauer zu beeinträchtigen. Das natürliche Kältemittel Propan, auch R290 genannt, soll zugleich Emissionen mindern und künftige regulatorische Anforderungen erfüllen.

Für industrielle Anwendungen kombiniert das Projekt zwei Fertigungsansätze in einem modularen Plattformbaukasten. KOMPAKT steht für die additive Fertigung hochintegrierter und bauraumoptimierter Kältekreiskomponenten. LEICHT setzt auf die Serienfertigung materialeffizienter Leichtbaustrukturen aus Blech. Beide Ansätze werden digital entwickelt, simuliert und miteinander verglichen.

Vom Bauteil bis zum digitalen Produktpass

Eine gemeinsame Systemarchitektur, thermodynamische Modelle und Bewertungsmethoden sollen Materialeinsatz, Energieeffizienz und Lebenszykluswirkungen vergleichbar machen. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT entwickelt im Bereich KOMPAKT die digitale Prozesskette für die additive Fertigung.

Dazu gehören die Qualitätssicherung additiver Fertigungsprozesse, die Integration und Optimierung einzelner Prozessschritte sowie die durchgängige Erfassung und Nutzung von Produktionsdaten. Geplant sind ein Digitaler Zwilling für additiv gefertigte Kältekreiskomponenten und ein digitaler Produktpass. Darin sollen Informationen zu Materialien, Prozessparametern sowie Energie- und Ressourceneinsatz festgehalten werden.

Diese Daten sind nicht bloß Archivkram. Sie sollen der Qualitätssicherung, der Effizienzbewertung, der Lebenszyklusanalyse und der Entwicklung von Recyclingstrategien dienen. Das IPT baut dafür eine digitale Infrastruktur auf, die Produktions- und Messdaten der gesamten Fertigungskette zusammenführt und mit Bauteilmodellen verknüpft. Das digitale Rahmenwerk dPart® des IPT wird dafür erweitert.

Neben subtraktiven Zerspanverfahren werden erstmals der additive LPBF-Prozess und die anschließende Fräsbearbeitung durchgängig digital integriert. Zur Validierung entstehen Demonstratoren integrierter Kältekreise, die mit ihren Digitalen Zwillingen verglichen werden. Abweichungen sollen systematisch analysiert werden, damit daraus robuste Fertigungsstrategien entstehen – Schritt für Schritt, nicht nach dem Prinzip „wird schon passen“.

Mehr als 20 Industrieunternehmen haben vorab Interesse an dem Projekt bekundet. Sie werden informiert und beratend eingebunden. Bis zum Projektende sollen daraus Perspektiven für bilaterale Forschungs- und Entwicklungsprojekte entstehen, damit Plattformbaukasten, digitale Werkzeuge und Bewertungsmethoden in die Serienanwendung überführt werden können.

Am Projekt beteiligt sind das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU sowie das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK. Gefördert wird das Vorhaben im Rahmen von PREPARE durch die Fraunhofer-Gesellschaft.

In Reichenbach beginnt das Ganze heute trotzdem ganz bodenständig: mit einem Bagger, einem ersten Aushub und viel Platz auf dem ehemaligen Güterbahnhof. Der Rest – Forschungsplattform, Wärmepumpen, Speicher, digitale Zwillinge und klimaschonende Kältemittel – muss jetzt gebaut, getestet und irgendwann auch im Alltag bewiesen werden.