Sachverhalt:
A. Die X._ GmbH mit Sitz in Deutschland, (Beschwerdeführerin) schloss am 10. März 2004 mit der Y._ GmbH & Co. KG mit Sitz in Österreich, (Beschwerdegegnerin) einen Konsortialvertrag ab.
Der Konsortialvertrag enthält eine Rechtswahl zugunsten des schweizerischen Rechts sowie eine Schiedsklausel. Das aus den beiden Parteien bestehende Konsortium hatte sich der Z._ GmbH gegenüber als Generalunternehmer verpflichtet, ein schlüsselfertiges Biomassekraftwerk zu errichten. Beim Bauvorhaben kam es in der Folge unter anderem zu technischen und terminlichen Schwierigkeiten.
B. Die Beschwerdegegnerin erhob am 28. August 2008 Schiedsklage gegen die Beschwerdeführerin mit dem (im Laufe des Verfahrens abgeänderten) Rechtsbegehren, es sei die Beschwerdeführerin zur Zahlung von EUR 1'437'689.88 nebst Zins zu 5 % seit 23. Januar 2006 zu verurteilen. Die Beschwerdeführerin widersetzte sich der Klage und verlangte widerklageweise, es sei die Beschwerdegegnerin zur Zahlung von EUR 34'147.70 nebst Zins zu 5 % seit Klageerhebung zu verpflichten.
Mit Schiedsspruch vom 11. Juni 2010 verpflichtete das ICC Schiedsgericht mit Sitz in Zürich die Beschwerdeführerin zur Zahlung von EUR 438'359.37 zuzüglich 5 % Zins seit 1. September 2008; im Übrigen wies es die Klage der Beschwerdegegnerin ab (Dispositiv-Ziffer 1). Die Widerklage der Beschwerdeführerin hiess das Schiedsgericht im Umfang von EUR 24'186.49 zuzüglich 5 % Zins seit 8. Juni 2009 gut (Dispositiv-Ziffer 2). Zudem regelte es die Kostentragung nach Massgabe des Unterliegens und Obsiegens (Dispositiv-Ziffer 3-6).
C. Mit Beschwerde in Zivilsachen beantragt die Beschwerdeführerin dem Bundesgericht im Wesentlichen die Aufhebung von Dispositiv-Ziffer 1 sowie Dispositiv-Ziffern 3-6 des Schiedsentscheids des ICC Schiedsgerichts mit Sitz in Zürich vom 11. Juni 2010.
Die Beschwerdegegnerin beantragt die Abweisung der Beschwerde, soweit darauf eingetreten werden könne. Eventualiter sei der angefochtene Schiedsspruch aufzuheben und an die Vorinstanz zurückzuweisen. Das Schiedsgericht beantragt in seiner Vernehmlassung sinngemäss die Abweisung der Beschwerde.
D. Mit Verfügung vom 6. Oktober 2010 wies das Bundesgericht das Gesuch der Beschwerdeführerin um Erteilung der aufschiebenden Wirkung ab.

Erwägungen:
1. Die Beschwerde in Zivilsachen ist gegen Entscheide von Schiedsgerichten unter den Voraussetzungen der Art. 190-192 IPRG zulässig (<ref-law>).
1.1 Der Sitz des Schiedsgerichts befindet sich vorliegend in Zürich. Die Parteien haben ihren Sitz nicht in der Schweiz. Da sie die Bestimmungen des 12. Kapitels des IPRG nicht schriftlich ausgeschlossen haben, gelangen diese zur Anwendung (Art. 176 Abs. 1 und 2 IPRG).
1.2 Zulässig sind allein die Rügen, die in <ref-law> abschliessend aufgezählt sind (<ref-ruling> E. 5 S. 187; <ref-ruling> E. 1a S. 53; <ref-ruling> E. 1a S. 282). Nach <ref-law> prüft das Bundesgericht nur die Rügen, die in der Beschwerde vorgebracht und begründet worden sind; dies entspricht der in <ref-law> für die Verletzung von Grundrechten und von kantonalem und interkantonalem Recht vorgesehenen Rügepflicht (<ref-ruling> E. 5 S. 187 mit Hinweis). Appellatorische Kritik ist unzulässig (<ref-ruling> E. 3b S. 382).
1.3 Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den das Schiedsgericht festgestellt hat (<ref-law>). Es kann die Sachverhaltsfeststellung des Schiedsgerichts weder berichtigen noch ergänzen, selbst wenn diese offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht (vgl. <ref-law>, der die Anwendbarkeit von Art. 97 sowie Art. 105 Abs. 2 BGG ausschliesst). Allerdings kann das Bundesgericht die tatsächlichen Feststellungen des angefochtenen Schiedsentscheids überprüfen, wenn gegenüber diesen Sachverhaltsfeststellungen zulässige Rügen im Sinne von <ref-law> vorgebracht oder ausnahmsweise Noven berücksichtigt werden (<ref-ruling> E. 5 S. 141; <ref-ruling> E. 5.2.2 S. 733; je mit Hinweisen). Wer sich auf eine Ausnahme von der Bindung des Bundesgerichts an die tatsächlichen Feststellungen der Vorinstanz beruft und den Sachverhalt gestützt darauf berichtigt oder ergänzt wissen will, hat mit Aktenhinweisen darzulegen, dass entsprechende Sachbehauptungen bereits im vorinstanzlichen Verfahren prozesskonform aufgestellt worden sind (vgl. <ref-ruling> E. 2a S. 486; <ref-ruling> E. 1c S. 473; je mit Hinweisen).
2. Die Beschwerdeführerin wirft dem Schiedsgericht zunächst unter Berufung auf <ref-law> vor, es habe seine Zuständigkeit überschritten.
2.1 Die Beschwerdeführerin bringt zu Unrecht vor, die Folgerung des Schiedsgerichts, dass die Ansprüche der Z._ GmbH auf eine Konventionalstrafe wegen Überschreitung der Terminvorgaben gegen die Mitglieder des Konsortiums lediglich eine Vorfrage im Rahmen des Schiedsverfahrens darstelle, über die das Schiedsgericht entscheiden könne, sei unzutreffend. Das Schiedsgericht hat bei der Beurteilung des vertraglichen Ausgleichsanspruchs der Beschwerdegegnerin gegenüber der Beschwerdeführerin nach Ziffer 7.1.4 des Konsortiavertrags zunächst die Vorfrage geprüft, ob die Z._ GmbH einen begründeten Anspruch auf Zahlung der Vertragsstrafe wegen Terminüberschreitung geltend gemacht und den entsprechenden Betrag rechtmässig einbehalten habe. Damit hat das Schiedsgericht entgegen der Ansicht der Beschwerdeführerin die Tragweite einer Vorfrage nicht verkannt. Wenn die Beschwerdeführerin vorbringt, das Bestehen oder Nichtbestehen des Anspruchs auf Konventionalstrafe aus dem Aussenverhältnis zwischen dem Konsortium einerseits und der Z._ GmbH andererseits sei eine "denklogische Vorbedingung für die Entscheidung über den im Innenverhältnis zwischen den Konsorten relevanten vertraglichen Anspruch", so lässt sich daraus nichts zu ihren Gunsten ableiten. Die Beschwerdeführerin umschreibt damit lediglich die im Hinblick auf den eingeklagten Ausgleichsanspruch zu beurteilende Vorfrage und unterstreicht damit selber die Notwendigkeit der Beurteilung dieser Frage im Rahmen des Schiedsverfahrens.
2.2 Die Beschwerdeführerin erhebt keine Zuständigkeitsrüge mit ihrem Vorwurf, die beurteilte Vorfrage sei eine Tatbestandsvoraussetzung, für die es der Beschwerdegegnerin als Klägerin oblegen hätte, den entsprechenden Sachverhalt und die Beweise vorzutragen. Wenn sie dem Schiedsgericht in diesem Zusammenhang vorwirft, es hätte mit seiner Entscheidung über die Vorfrage die Tatbestandsvoraussetzungen "selbst geschaffen und damit den Tatbestand selbst argumentativ herbeigeführt", kritisiert sie in pauschaler Weise die Rechtsanwendung sowie die Beweiswürdigung durch das Schiedsgericht bzw. die anwendbaren Verfahrensmaximen, erhebt jedoch keine nach <ref-law> zulässige Rüge.
Nicht gefolgt werden kann der Argumentation der Beschwerdeführerin, das Schiedsgericht habe offenkundig selbst eine Zuständigkeitsüberschreitung in Betracht gezogen, da es rechtfertigend weiter ausführe, dass seine diesbezüglichen Erwägungen keine Ausschlusswirkung (res iudicata) erzeugten. Vielmehr hat das Schiedsgericht folgerichtig darauf hingewiesen, dass die Beantwortung der Vorfrage im Rahmen des Schiedsverfahrens einem allfälligen späteren Verfahren zur Beurteilung des Anspruchs der Z._ GmbH auf Konventionalstrafe nicht vorgreife. Entgegen der in der Beschwerde geäusserten Ansicht hat das Schiedsgericht mit dem angefochtenen Entscheid die Höhe der Vertragsstrafe zugunsten der Z._ GmbH nicht bereits vorweggenommen. Letztere war gar nicht Partei des Schiedsverfahrens, weshalb sie der angefochtene Entscheid nicht bindet.
2.3 Das Schiedsgericht hat somit keine Zuständigkeitsvorschriften verletzt, wenn es zur Beurteilung des vertraglichen Ausgleichsanspruchs der Beschwerdegegnerin nach Ziffer 7.1.4 des Konsortialvertrags zunächst als Vorfrage prüfte, ob die Z._ GmbH zu Recht einen Anspruch auf Konventionalstrafe wegen Terminüberschreitung geltend gemacht und den entsprechenden Betrag einbehalten habe.
Abgesehen davon hat die Beschwerdeführerin die Zuständigkeit im Schiedsverfahren in keiner Weise in Frage gestellt, sondern hat sich erst vor Bundesgericht auf eine Verletzung der Zuständigkeitsvorschriften berufen. Nach dem Gebot des Handelns nach Treu und Glauben wären Einwendungen gegen die Zuständigkeit des Schiedsgerichts jedoch im frühest möglichen Zeitpunkt geltend zu machen gewesen (<ref-ruling> E. 4.3 S. 75 mit Hinweisen).
3. Die Beschwerdeführerin rügt weiter, das Schiedsgericht habe über einen Streitpunkt entschieden, der ihm nicht unterbreitet worden sei (<ref-law>).
3.1 Die Rüge geht fehl. Nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung liegt eine Verletzung des Grundsatzes "ne eat iudex ultra petita partium" nicht vor, wenn ein Gericht den eingeklagten Anspruch in rechtlicher Hinsicht ganz oder teilweise abweichend von den Begründungen der Parteien würdigt, sofern er vom Rechtsbegehren gedeckt ist (<ref-ruling> E. 3a S. 175; Urteile 4A_464/2009 vom 15. Februar 2010 E. 4.1; 4P.134/2006 vom 7. September 2006 E. 4). Die der Beschwerdegegnerin als vertragliche Ausgleichszahlung zugesprochenen EUR 438'359.37 bleiben hinter den gemäss Klagebegehren verlangten EUR 1'437'689.88 zurück und bewegen sich damit im Rahmen der Rechtsbegehren. Indem das Schiedsgericht den Ausgleichsanspruch nach Ziffer 7.1.4 des Konsortialvertrags sowie damit zusammenhängend die Verpflichtung zur Zahlung einer Konventionalstrafe anders als die Beschwerdeführerin beurteilte, nahm es lediglich eine rechtliche Würdigung der Anspruchsvoraussetzungen im Rahmen der Beurteilung des Klagebegehrens vor. Darin liegt keine Entscheidung über ihm nicht unterbreitete Streitpunkte im Sinne von <ref-law>.
3.2 Wie im Rahmen der Zuständigkeitsrüge (siehe vorn E. 2.2) trifft auch in diesem Zusammenhang der Vorwurf nicht zu, das Schiedsgericht habe über das Verhältnis der Parteien gegenüber der Z._ GmbH entschieden. Das Schiedsgericht hat vielmehr zutreffend darauf hingewiesen, dass der Anspruch der erwähnten Gesellschaft auf Konventionalstrafe lediglich vorfrageweise beurteilt und damit im Verhältnis zur dieser Gesellschaft nicht rechtskräftig entschieden wird. Entsprechend ist auch der in der Beschwerde geäusserte Vorwurf nicht stichhaltig, der angefochtene Schiedsentscheid wirke sich für die Beschwerdeführerin unmittelbar rechtsverkürzend auch für das Rechtsverhältnis zur Z._ GmbH aus.
Wenn die Beschwerdeführerin vorbringt, das Verfahren hätte sistiert, die Klage hätte als derzeit unzulässig bzw. unbegründet zurückgewiesen werden müssen oder es hätte allenfalls ein quotenmässiger Ausgleich festgestellt werden können, so zeigt sie damit ebenso wenig einen Entscheid über dem Schiedsgericht nicht unterbreitete Streitpunkte auf wie mit dem Vorwurf, die Ausführungen des angefochtenen Schiedsspruchs gingen zu weit bzw. an der Sache vorbei.
4. Die Beschwerdeführerin rügt schliesslich, das Schiedsgericht habe den Grundsatz des rechtlichen Gehörs verletzt (<ref-law>).
4.1 Sie bringt vor, es sei ihr zur geprüften Vorfrage des Anspruchs auf Konventionalstrafe das rechtliche Gehör nur unzureichend gewährt worden. Wenn das Schiedsgericht die Klärung der konkreten Vorfrage als tragend für seine Entscheidung ansah, hätte es nach Ansicht der Beschwerdeführerin eines Hinweises an die Parteien und entsprechender Verfahrensleitung bedurft. Schon in der Klageantwort vom 17. November 2008 habe sie vorgetragen, dass die Rechtmässigkeit des Abzugs der Konventionalstrafe im Rahmen der Verhandlungen zur Schlussabrechnung eingehend behandelt worden sei. Der Vortrag der Beschwerdegegnerin zum vertraglichen Ausgleichsanspruch sei konfus gewesen, weshalb die Beschwerdeführerin das Schiedsgericht in der Klageantwort und Widerklage vom 8. Juni 2009 ausdrücklich um einen richterlichen Hinweis gebeten habe, sofern es den Sachvortrag der Beschwerdegegnerin "wider Erwarten für entscheidungserheblich" halte. Weder in der Verfügung Nr. 2 vom 27. August 2009 noch in der Verfügung Nr. 3 vom 23. September 2009 habe das Schiedsgericht in irgendeiner Weise darauf aufmerksam gemacht, dass es die Vorfrage der Konventionalstrafe als tragend bzw. streitentscheidend angesehen hätte. Zudem habe die Beschwerdeführerin in ihrer Duplik vom 9. November 2009 darauf hingewiesen, dass die Beschwerdegegnerin ihre Darlegungs- und Beweispflicht zum Bestehen eines begründeten Anspruchs auf Konventionalstrafe nicht erfüllt habe.
In der Verfügung Nr. 5 vom 17. November 2009 habe das Schiedsgericht erklärt, dass es die Anwesenheit eines Vertreters der Stadtwerke Leipzig GmbH für nicht erforderlich halte, was von der Beschwerdeführerin nicht anders habe verstanden werden können, als dass das Schiedsgericht dem Rechtsverhältnis zwischen dem Konsortium und der Z._ GmbH keine besondere Bedeutung beigemessen habe. Schliesslich habe die Beschwerdeführerin auch im schriftlichen Schlussvortrag vom 1. März 2010 noch einmal darauf hingewiesen, dass sich die denklogische Vorbedingung für einen Ausgleichsanspruch im Innenverhältnis der Parteien danach richte, dass die Pönalevereinbarung der Konsorten mit der Z._ GmbH wirksam und begründet sei. Die im angefochtenen Schiedsspruch getroffene Entscheidung sei daher "vollkommen überraschend und von einem geordneten Verfahrensablauf nicht gedeckt".
In der Verfügung Nr. 5 vom 17. November 2009 habe das Schiedsgericht erklärt, dass es die Anwesenheit eines Vertreters der Stadtwerke Leipzig GmbH für nicht erforderlich halte, was von der Beschwerdeführerin nicht anders habe verstanden werden können, als dass das Schiedsgericht dem Rechtsverhältnis zwischen dem Konsortium und der Z._ GmbH keine besondere Bedeutung beigemessen habe. Schliesslich habe die Beschwerdeführerin auch im schriftlichen Schlussvortrag vom 1. März 2010 noch einmal darauf hingewiesen, dass sich die denklogische Vorbedingung für einen Ausgleichsanspruch im Innenverhältnis der Parteien danach richte, dass die Pönalevereinbarung der Konsorten mit der Z._ GmbH wirksam und begründet sei. Die im angefochtenen Schiedsspruch getroffene Entscheidung sei daher "vollkommen überraschend und von einem geordneten Verfahrensablauf nicht gedeckt".
4.2 4.2.1 Nach bundesgerichtlicher Rechtsprechung besteht kein verfassungsrechtlicher Anspruch der Parteien, zur rechtlichen Würdigung der durch sie in den Prozess eingeführten Tatsachen noch besonders angehört zu werden. Ebenso wenig folgt aus dem Gehörsanspruch, dass die Parteien vorgängig auf den für den Entscheid wesentlichen Sachverhalt hinzuweisen wären. Eine Ausnahme besteht namentlich dann, wenn ein Gericht seinen Entscheid mit einem Rechtsgrund zu begründen beabsichtigt, auf den sich die beteiligten Parteien nicht berufen haben und mit dessen Erheblichkeit sie vernünftigerweise nicht rechnen mussten (<ref-ruling> E. 5 S. 39; <ref-ruling> E. 2c/aa S. 22; <ref-ruling> E. 3c S. 52).
Bei der Frage, ob die Rechtsanwendung des Schiedsgerichts als überraschend im Sinne der bundesgerichtlichen Rechtsprechung zu qualifizieren ist, handelt es sich um eine Ermessensfrage, bei deren Beurteilung sich das Bundesgericht auf dem Gebiet der internationalen Schiedsgerichtsbarkeit Zurückhaltung auferlegt. Damit soll den Besonderheiten des Verfahrens - namentlich dem übereinstimmenden Willen der Parteien, ihren Streit nicht vor staatlichen Gerichten auszutragen sowie der Tatsache, dass die Schiedsrichter unterschiedlichen Rechtstraditionen entstammen können - Rechnung getragen sowie verhindert werden, dass das Argument der überraschenden Rechtsanwendung dazu missbraucht wird, eine materielle Überprüfung des Schiedsurteils durch das Bundesgericht zu erwirken (<ref-ruling> E. 5 S. 39 f. mit Hinweis).
4.2.2 Entgegen der Ansicht der Beschwerdeführerin war die vom Schiedsgericht geprüfte Vorfrage, ob der Z._ GmbH ein Anspruch auf Konventionalstrafe zusteht, im Laufe des Schiedsverfahrens verschiedentlich thematisiert worden. Wie sich selbst aus den Ausführungen in der Beschwerde ergibt, war sich die Beschwerdeführerin der Bedeutung der Vorfrage bewusst und sie äusserte sich im Laufe des Verfahrens mehrmals dazu. So bringt sie etwa vor, bereits in ihrer Klageantwort die Rechtmässigkeit des Abzugs der Konventionalstrafe in Frage gestellt und unter anderem in ihrer Duplik darauf hingewiesen zu haben, dass die Beschwerdegegnerin in Bezug auf den Anspruch auf Konventionalstrafe der Auftraggeberin ihre Darlegungs- und Beweispflicht nicht erfüllt habe. Auch die Ausführungen in ihrem schriftlichen Schlussvortrag zum Aussenverhältnis mit der Z._ GmbH weisen darauf hin, dass sich die Beschwerdeführerin der Bedeutung der geprüften Vorfrage durchaus bewusst war. Ausserdem forderte das Schiedsgericht die Beschwerdeführerin in Dispositiv-Ziffer 4 der Verfügung Nr. 2 vom 27. August 2009 ausdrücklich dazu auf, soweit sie es als notwendig erachte, ihre generelle Bestreitung der entsprechenden Behauptungen der Beschwerdegegnerin im Rahmen des zweiten Schriftenwechsels näher zu substantiieren.
Davon, dass die Beschwerdeführerin mit der Erheblichkeit der beurteilten Vorfrage vernünftigerweise nicht hätte rechnen müssen, kann demnach keine Rede sein. Ebenso wenig lässt sich aus dem Umstand etwas zugunsten der Beschwerdeführerin ableiten, dass das Schiedsgericht in der Verfügung Nr. 5 vom 17. November 2009 mit Rücksicht auf die Aktenlage, wie sie sich nach durchgeführten Schriftenwechsel präsentierte, darauf verzichtete, von sich aus einen Vertreter der Z._ GmbH zur Befragung aufzubieten. Das Schiedsgericht hat im gleichen Zusammenhang ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es Sache der Parteien sei, die von ihnen bezeichneten Personen zur Verhandlung aufzubieten. Entgegen der Ansicht der Beschwerdeführerin lässt die erwähnte Verfügung nicht darauf schliessen, dass das Schiedsgericht dem Rechtsverhältnis zwischen dem Konsortium und der Z._ GmbH keine Bedeutung beigemessen hätte. Dem Schiedsgericht ist hinsichtlich der als Vorfrage beurteilten Konventionalstrafe keine Gehörsverletzung vorzuwerfen.
5. Die Beschwerde erweist sich als unbegründet und ist abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann. Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend wird die Beschwerdeführerin kosten- und entschädigungspflichtig (Art. 66 Abs. 1 und Art. 68 Abs. 2 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 8'500.-- werden der Beschwerdeführerin auferlegt.
3. Die Beschwerdeführerin hat die Beschwerdegegnerin für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 9'500.-- zu entschädigen.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem ICC Schiedsgericht mit Sitz in Zürich schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 9. November 2010
Im Namen der I. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Der Gerichtsschreiber:
Klett Leemann