Die Trimet Aluminium SE hat den Probebetrieb für eine „Virtuelle Batterie“ gestartet. Wie das Unternehmen berichtet, haben die Forschungsarbeiten für das Projekt bereits vor sechs Jahren begonnen. Jetzt könne die Energiezufuhr bei der Aluminiumproduktion des Essener Werks erstmals flexibel gesteuert werden. „Hierdurch entsteht ein riesiger Stromspeicher, der es erleichtert, den unstetig erzeugten Strom aus erneuerbaren Energien ins Stromnetz zu integrieren“, heißt es bei Trimet. Für den Umbau wurden insgesamt rund 36 Mio. € investiert.
Gerade in der Industrie als großem Energieverbraucher schlummern Potenziale für die Nutzung von Flexibilitäten. Dass solche Flexibilitäten notwendig sind, liegt nicht zuletzt an der wachsenden Einspeisung fluktuierend erzeugender Wind- und Solarkraftwerke. Gelingt es, die Nachfrage nach Strom besser auf das Dargebot abzustimmen, kann dies ein wichtiger Erfolgsfaktor für die Energiewende werden.
Das Trimet-Projekt weckt diesbezüglich Hoffnungen. „Wir haben den Elektrolyseprozess zur Produktion von Aluminium neu erfunden“, sagt Philipp Schlüter, Vorsitzender des Vorstands von Trimet. Erstmals könne man die Energiezufuhr im laufenden Betrieb signifikant variieren. Auf diese Weise könne man auf Veränderungen im Stromangebot reagieren, „zum Vorteil der Versorgung der Haushalte in Essen“.
Energiebedarf kann bis zu eine Stunde auf null gesenkt werden
Mit der Umstellung von insgesamt 120 Öfen in der Halle eins des Essener Werks können dort für bis zu 48 Stunden mal 25 Prozent mehr oder 25 Prozent weniger Strom abgenommen werden, ohne dass die Aluminiumproduktion unterbrochen wird. Bei Bedarf könne auch bis zu einer Stunde der Energiebedarf auf null gesenkt werden. Auf dem gleichen Weg könnten bis zu 2.000 MWh Strom gespeichert werden. Somit habe die „Virtuelle Batterie“ die Kapazität eines mittelgroßen Pumpspeichers, heißt es weiter.
Funktionsweise der virtuellen Batterie (Quelle: Trimet)
Primäres Aluminium wird mithilfe von Strom in einem Elektrolyseverfahren gewonnen. Dabei gehe der größte Teil der eingesetzten Energie nicht verloren, sondern werde im Aluminium gespeichert, führt Trimet aus. Seit Erfindung der Technologie im Jahre 1886 ist eine absolut gleichbleibende Energiezufuhr der wichtigste Garant für einen stabilen und energieeffizienten Produktionsprozess.
Steuerbarer Wärmetauscher hält Temperatur trotz unsteter Energiezufuhr konstant
Im Rahmen des Pilotvorhabens konnte Trimet in Zusammenarbeit mit der Bergischen Universität Wuppertal (BUW) diese Randbedingung erstmals überwinden und den Prozess für eine flexible Energiezufuhr öffnen. Dafür wurden bei Trimet und der BUW mit den Instituten für Automatisierungstechnik, Werkstofftechnik und Strömungsmechanik die notwendigen Grundlagen experimentell erforscht und durch Simulationsarbeit unterstützt. Für die flexible Steuerung der Elektrolyseöfen entwickelten Trimet und BUW einen steuerbaren Wärmetauscher, der die Temperatur im Ofen trotz unsteter Energiezufuhr konstant hält.
Die erzielte Flexibilisierung des Prozesses ermögliche die Nutzung der Aluminiumelektrolyse als virtuelle Batterie. Ein Umbau aller nationalen Trimet Werke würde die Gesamtspeicherkapazität in Deutschland um 20 Prozent erhöhen, heißt es seitens des Unternehmens. „Mit Hilfe des somit zur Verfügung gestellten Stromspeichers wird die Integration volatiler erneuerbarer Energiequellen wie Wind und PV in das deutsche Stromnetz bei gleichzeitiger Erhaltung der Versorgungssicherheit umweltfreundlich und strukturverträglich unterstützt.“
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