Rückschau

Essen, Nordrhein-Westfalen - 2017

TRIMET: Aluminiumelektrolyse als virtuelle Batterie

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Innovationsprojekt Klimaschutz

Primäres Aluminium wird mithilfe von Strom in einem Elektrolyseverfahren gewonnen. Seit Erfindung der Aluminiumherstellung 1886 ist eine konstante Energiezufuhr Garant für einen energieeffizienten Prozess. TRIMET hat diese Prämisse erstmals überwunden und ermöglicht, durch die Flexibilisierung des Prozesses, die Nutzung der Aluminiumelektrolyse als virtuelle Batterie. Mit Hilfe des somit zur Verfügung gestellten Stromspeichers wird die Integration volatiler erneuerbarer Energiequellen in das deutsche Stromnetz bei gleichzeitiger Erhaltung der Versorgungssicherheit unterstützt.

Die primäre Aluminiumproduktion benötigt zirka ein Prozent der weltweit produzierten Energie und dabei ist die Schmelzflusselektrolyse die einzig verfügbare effiziente Herstellungsmöglichkeit. Die Energie ist notwendig, um das chemisch besonders stabile Aluminiumoxid in metallisches Aluminium umzuwandeln. Doch der intelligente Umgang mit dem großen Energiebedarf kann auch zum Gelingen der Energiewende beitragen, wie die TRIMET Aluminium mit ihrer „virtuellen Batterie“ zeigt.

Speicherkapazität wie ein Pumpspeicher

In der Aluhütte der TRIMET in Essen werden täglich 450 Tonnen Aluminium in 360 Elektrolyseöfen hergestellt. „Wir wollen die Elektrolyseöfen als Energiespeicher flexibel nutzbar machen“, sagt Roman Düssel, technischer Produktionseiter am Standort. Die Leistung soll in einem Bereich von 25 Prozent variiert werden können. Die daraus resultierende Speicherkapazität von zirka 3.300 Megawattstunden ist vergleichbar mit der eines großen Pumpspeichers“, ergänzt Düssel. Alle vier Aluhütten in Deutschland, von denen alleine drei in NRW stehen, könnten die bisherige Pumpspeicherkapazität Deutschlands von 40 Gigawattstunden um ein Drittel erhöhen.

Herausforderung flexible Alu-Produktion

Für die flexible Ofensteuerung wurde ein steuerbarer Wärmetauscher entwickelt, dessen Aufgabe es ist, die Energiebilanz im Ofen trotz fluktuierender Energiezufuhr konstant zu halten. Eine weitere Herausforderung besteht darin, bei flexiblem Energieeintrag den Produkt-Output konstant zu halten, damit der Gießereiprozess nicht gestört wird und Lieferverpflichtungen eingehalten werden können. Prozessbedingt enthält jede Zelle einen Aluminiumsee aus 10 Tonnen flüssigem Aluminium. Bei Mehr- oder Minderproduktion soll dieser Inhalt variieren, um das Weiterverarbeiten von den Produktionsschwankungen zu entkoppeln.

Ziel ist die Verbindung von Industrie und Energiewende

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. Das bringt die Energiewende voran und sichert gleichzeitig die Marktposition der TRIMET.