Bild 01: RWE hat bei Outokumpu eine neuartige Stromerzeugungs- und Speicheranlage aufgebaut, die unvorhergesehene Lastspitzen im energieintensiven Herstellungsprozess von Edelstahl vermeidet. (Quelle: RWE)
Energiekosten und Netzentgelte sind Kostentreiber in der Edelstahlproduktion. 24 h am Tag müssen in ausreichender Menge Energiereserven bereitstehen und verzögerungsfrei geschaltet werden. Das kennt auch Outokumpu [1]: Wenn Walzgerüste mit hoher Auslastung laufen, hat das Werk in Krefeld naturgemäß einen besonders großen Strombedarf. Der Netzbetreiber muss dann kurzfristig Energie bereitstellen. Mit zunehmender Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen stellt dies eine Herausforderung dar. So steht aufgrund ihrer Volatilität nicht zu jedem Zeitpunkt die gleiche Leistung im Netz zur Verfügung. Zudem muss Strom zu Spitzenzeiten relativ teuer eingekauft werden.
Batteriespeicher mit Gasmotoren gekoppelt
Abhilfe bietet nun eine neuartige Stromerzeugungs- und Speicheranlage, die RWE [2] mithilfe von Bachmann [3] im Werk von Outokumpu in Krefeld realisiert hat. Die Anlage besteht aus einem 3,3-MW-Batteriespeicher, der mit drei1-MW-Gasmotoren gekoppelt ist (Bild 1). In Spitzenzeiten liefert sie den Strom „energiemarktoptimiert“, wie Viet-Dung Pham, Projektleiter Battery Development bei RWE Supply & Trading GmbH, ausführt. „Wenn zu viel oder zu wenig Strom aus erneuerbaren Energien am Strommarkt zur Verfügungsteht, kann zusätzlich Strom eingespeist oder die Produktion entsprechend angepasst werden.“
Viele Anlagen des Krefelder Edelstahlproduzenten laufen sehr gleichmäßigund haben damiteinen gut prognostizierbaren Energiebedarf. Zum Kaltwalzen der Edelstahl-Flachprodukte werden allerdings sporadisch vier große Walzgerüste in Betrieb genommen, deren Anlaufleistung alleine 15 MW bis 20 MW beträgt. Um den Energiebezug aus dem Netz rund um die Uhr unter einem festgelegten Schwellenwert zu halten, bedarf es eines ausgeklügelten Algorithmus, der laufend die Verbrauchswerte des Produktionswerks prognostiziert, Möglichkeiten zum Ausgleich sucht und aus den zur Verfügung stehenden Kapazitäten Strom einspeist.
Ein kurzzeitig hoher Energiebedarf kann durch die Batterie ausgeglichen, ein länger andauernder von den Generatoren der Gasmotoren überbrückt werden. Reichen beide nicht aus, kann der Stromversorger über die Steuerung an klar definierten Stellen in den Produktionsprozess eingreifen, erklärt Viet-Dung Pham: „Da sich der Energieverbrauch praktisch proportional zur Walzgeschwindigkeit verhält, werden im Bedarfsfall der Vorschub und somit der Energiebedarf gedrosselt.“ Damit verlängere sich zwar die Produktionszeit für die auszubringende Menge, für den Walzprozess sei dies jedoch unproblematisch. Der Bediener an der Anlage sehe über eine Meldung an seinem Bedienfeld, dass die Walzen gedrosselt werden.