Lehrstuhl für Automatisierungstechnik / Informatik

Aluminiumelektrolyse 4.0

Ziel der Energiewende ist, die konventionelle Energieerzeugung zunehmend durch Erzeugungsanlagen zu ersetzen, die auf erneuerbare Energien zurückgreifen. Ein wesentliches Problem dieser Anlagen besteht in der Fluktuation der Stromerzeugung durch Wetterabhängigkeit. Ein Ausgleich durch konventionelle Backup-Kraftwerke oder die Speicherung überschüssiger Energie ist teuer bzw. nicht in ausreichendem Maße verfügbar.

Ein optimaler Beitrag zur Lösung dieses Problems wäre, die industrielle Nachfrage nach Strom zu flexibilisieren und damit gleichzeitig einen volkswirtschaftlich attraktiven Energiespeicher zu schaffen. Das geförderte Projekt verfolgt beide Ansätze. Als Basis hierzu entwickelte die TRIMET Aluminium SE 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.

Mit dem nun anvisierten Projekt wollen die Projektpartner zusätzliche innovative Konzepte entwickeln, die die Prozessqualität eines flexibilisierten Betriebs deutlich steigern und durch Verbesserung der betrieblichen Energieeffizienz den deutschlandweiten CO2-Ausstoß der flexiblen Aluminiumproduktion perspektivisch um jährlich ca. 160.000 Tonnen mindern. 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. Zentrale Arbeitspakete sind dabei 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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