Aluminium-Flex-Elektrolyse als Virtueller Stromspeicher

Transkript

1 Aluminium-Flex-Elektrolyse als Virtueller Stromspeicher Heribert Hauck Darmstadt,

2 Gliederung (1) Wie funktioniert ein Virtueller Speicher? Welche Nutzungspotenziale sind denkbar? Welche Hürden müssen genommen werden? Wo könnten praktische Anwendungen liegen? SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 2

3 Wie funktioniert ein Virtueller Speicher? (1) Verbrauch Defizit Überschuss Erzeugung SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 3

4 Wie funktioniert ein Virtueller Speicher? (2) Lastcharakteristik einer Aluminiumelektrolyse Bandlastprofil >>> Die Verfügbarkeit einer Aluminiumelektrolyse als steuerbare Last und damit als virtueller Speicher ist größer als 99,7% (ca von Jahresstunden) LADEN LADEN >>> gedanklich auf 0 transformiert ENT- LADEN ENT- LADEN SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 4

5 Gliederung Wie funktioniert ein Virtueller Speicher? Welche Nutzungspotenziale sind denkbar? Welche Hürden müssen genommen werden? Wo könnten praktische Anwendungen liegen? SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 5

6 Welche Nutzungspotenziale sind denkbar? (1) Flexibilisierungspotenzial der TRIMET-Hütte in Essen Anlage EL-Halle 1 (SynErgie) Gesamtstandort (3 H) Nominalleistung 90 MW 270 MW Flex-Bereich (+/-25%) 67,5 112,5 MW MW Speicher'-Leistung +/- 22,5 MW +/- 68 MW Speicher'-Kapazität 1056 MWh 3240 MWh SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 6

7 Welche Nutzungspotenziale sind denkbar? (2) Flexibilisierungspotenzial der Aluminiumhütten in Deutschland Installierte Produktionsleistung ca MW Flexibilisierung um +/- 25% = Speicherleistung 275 MW Speicherkapazität 48h x 275 MW = 13,2 GWh (= 33% der vorhandenen Pumpspeicher-Kapazität in Deutschland (40 GWh)) Flexibilisierungspotenzial der Aluminiumhütten in China Installierte Produktionsleistung ca MW Flexibilisierung um +/-25% = Speicherleistung MW Speicherkapazität 48h x MW = MWh SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 7

8 Gliederung (3) Wie funktioniert ein Virtueller Speicher? Welche Nutzungspotenziale sind denkbar? Welche Hürden müssen genommen werden? Wo könnten praktische Anwendungen liegen? SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 8

9 Welche Hürden müssen genommen werden technisch? Skizze: Aufbau einer Elektrolysezelle - Ausschnitt Anode (Kohlenstoff) Elektrolyt (fest) Bord Elektrolyt (flüssig) Aluminium- See (flüssig) Isolation (Siliziumcarbid) Kathode (Graphit) Stahlwanne der Zelle Heat-Transfer SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 9

10 Welche Hürden müssen genommen werden ökonomisch? Sicherung einer langfristig positiven Balance zwischen Einnahmen und Ausgaben (robuste) Ertragspotenziale aus Vermarktungsmöglichkeiten 1) Strommarkt ( EOM 2.0 ) 2) Regelenergiemarkt 3) Sonst. Systemdienstleistungen 4) Bilaterale Verträge CAPEX / OPEX der Flexibilisierung 1) Amortisation 2) Kapitalkosten 3) Effizienzverluste (Energie/CO2) 4) Verschleiß / Lebensdauer SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 10

11 Gliederung (4) Wie funktioniert ein Virtueller Speicher? Welche Nutzungspotenziale sind denkbar? Welche Hürden müssen genommen werden? Wo könnten praktische Anwendungen liegen? SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 11

12 Wo könnten praktische Anwendungen liegen? Die Nutzung eines Virtuellen Speichers als Bindeglied zwischen volatiler Erzeugung und bedarfsgeführtem Verbrauch Volatiles EE-Profil wird veredelt in bedarfsgerechtes Angebotsprofil SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 12

13 MW MW MW MW MW MW MW MW MW Beispiel EE-Mix zu H0 (1) Residual-Leistungsprofil zwischen Einspeisung und Haushalten Januar_Wind+PV Einspeisung_Wind+PV Residualband H0 Residualband SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 13

14 25 MW 20 MW 15 MW 10 MW 5 MW 0 MW -5 MW -10 MW -15 MW -20 MW -25 MW Beispiel EE-Mix zu H0 (2) Lastspiel der FlexElektrolyse zur Veredelung eines volatilen EE-Mixes auf H0-Haushaltsprofil Ladeleistung_VB_3000 Ladeleistung_VB_ SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 14

15 6.000 MW MW MW MW MW MW MW MW Beispiel EE-Mix zu H0 (3) Verlauf des Ladezustands einer FlexElektrolyse bei Umwandlung eines volatilen EEG-Mixes auf H0-Haushaltsprofil Kummulierte Energie_VB_Jan_Jun Kummulierte Energie_VB_Jul_Dez SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 15

16 Beispiel EE-Mix zu H0 (4) Veredelungspotenzial einer flexibilisierten Aluminiumelektrolyse zur Direktumwandlung eines EEG-Mix in Standardhaushaltsprofil (Last-) Profil Veredelte Energie Anzahl H0-Profile mit grünem Strom Residuallast +/-22MW 90,34 GWh H0 Mit der 90 MW-FlexElektrolyse im SynErgie-Projekt könnten beispielsweise Standard- Haushalte (3-Personen / kwh p.a.) mit 100% erneuerbarem Strom aus Wind und PV bedarfsgerecht versorgt werden. Skalierungspotenzial in Deutschland: Mit einer flexibilisierten Aluminiumproduktion in Deutschland (1.100 MW +/- 275 MW) könnte eine Veredelungsleistung EE-Mix zu H0 zur Verfügung gestellt werden von Personen-Haushalte SynErgie Projektvorstellung - FlexElektrolyse 16

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Heribert Hauck Leiter Energiewirtschaft TRIMET Aluminium SE Aluminiumallee Essen Tel.: Fax: heribert.hauck@trimet.de Internet: