Welchen Beitrag die Aluminiumproduktion dazu leisten kann, die industrielle Nachfrage nach Strom zu flexibilisieren untersucht Prof. Tutsch vom Lehrstuhl für Automatisierungstechnik/ Informatik an der Bergischen Universität Wuppertal gemeinsam mit den Lehrstühlen für Werkstofftechnik (Prof. Dr.-Ing. Friederike Deuerler) und Strömungsmechanik (Prof. Dr.-Ing. Uwe Janoske).
Das Forschungsvorhaben der Wuppertaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wird mit knapp einer Million Euro vom Land Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Projektpartner ist der Essener Aluminiumhersteller Trimet Aluminium.
Aluminiumproduktion wird flexibel
Die Forscher entwickeln im Rahmen von „Aluminiumelektrolyse 4.0“ Konzepte zur Adaption der Aluminiumproduktion an die neuen Gegebenheiten durch regenerative Energien. Als Basis hierzu konzipierte Trimet Aluminium eine in der Leistung steuerbare Aluminiumelektrolyse, die inzwischen im Demonstrationsmaßstab realisiert ist. „Mit diesem Konzept wird es möglich, die Aluminiumöfen flexibel mit Strom zu versorgen und so auf Angebotsengpässe oder -überschüsse zu reagieren“, sagt Projektleiter Prof. Dietmar Tutsch.
Mehre tausend Tonnen CO2 sparen
Das Forschungsvorhaben soll zusätzliche Konzepte hervorbringen, die die Prozessqualität eines flexibilisierten Betriebs steigern und durch Verbesserung der betrieblichen Energieeffizienz den deutschlandweiten CO2-Ausstoß der flexiblen Aluminiumproduktion perspektivisch um jährlich etwa 160.000 Tonnen mindern sollen.
Hinzu kommt die Minderung der Kraftwerksemissionen in Deutschland durch den flexiblen Hüttenbetrieb um weitere 160.000 bis 320.000 Tonnen CO2 pro Jahr. „Hierfür ist allerdings der Umgang mit großen Prozess- und Betriebsdatenmengen (Big- Data-Problematik) erforderlich“, erklärt Tusch.
Zentrale Arbeitspakete sind: Ein optimiertes Kathodendesign, das Abwärme-Management an der Ofenoberseite, die detaillierte Überwachung und Steuerung der Anodenstromverteilung, die Regelung der Badchemie sowie eine ganzheitliche Prozessoptimierung unter Einbettung aller Teilprozesse in eine prozessübergreifende, intelligente Regelung des Gesamtsystems.
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