Lastmanagement-Potenziale der stromintensiven Industrie

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Strom wird zunehmend auch für die Stahlproduktion verwendet: Mit 13,2 Mio. t Rohstahl hat die Elektrostahlherstellung einen Anteil von etwa 30 % an der Rohstahlherstellung. Bei einem Strombedarf der Elektrostahlbranche von rund 10,6 TWh/a beträgt der spezifische Strombedarf 792 kWh/t. Bei einer jährlichen Produktionskapazität von 15,7 Mio. t Elektrostahl lag die Auslastung bei circa 84 %. Die installierte Leistung der Elektrolichtbogen-Öfen (Elektroöfen) beträgt 1566 MW, wobei der Lastverlauf eines Elektroofens diskontinuierlich ist. Aus der Hochrechnung ergibt sich die Bandlast zu 741 MW, welche dem negativen Lastmanagement-Potenzial entspricht.

Speicherung in der Chlorproduktion erhöht die Flexibilität beim Stromverbrauch

Im Jahr 2010 wurden 4,5 Mio. t Chlor hergestellt. Der Strombedarf der Chlorelektrolysen wird mit 11,6 TWh berechnet. Daraus ergibt sich ein spezifischer Stromeinsatz von 2,6 MWh/t. Es ergeben sich auf Branchenebene eine Bandlast von 787 MW und ein möglicher Teillastbetrieb bei 303 MW. Somit ergibt sich ein negatives Lastmanagement-Potenzial von 484 MW. Bei Lastabwurf ist sogar mit einem negativen Lastmanagement-Potenzial von 787 MW zu rechnen. Außerdem sind die Speichermöglichkeiten der Chlortanks (8 GWh) zu erwähnen. Von der insgesamt zur Verfügung stehenden Bandlast (787 MW) sind besonders die 255 MW Bandlast mit zusätzlich nachgelagerten Dichlorethan-Tanks hervorzuheben. Diese Tanks (30 GWh) könnten eine zusätzliche Option bieten, negatives Lastmanagement-Potenzial flexibler zu nutzen.

In der Zementbranche wurden rund 30 Mio. t Zement hergestellt. Bei einem Strombedarf von 3,7 TWh ergibt sich ein spezifischer Stromeinsatz von 123,1 kWh/t. Wegen der diskontinuierlichen Auslastung der Zementmühlen beschränkt sich das positive Lastmanagement-Potenzial von 313 MW auf Werktage (tagsüber) und das negative Lastmanagement-Potenzial auf Werktage (nachts) beziehungsweise Wochenenden. Die Speicherreichweite der Zementsilos liegt zwischen zwei und fünf Tagen und ist abhängig von der Zementsorte und dem Speicherfüllstand. Die Hochrechnung dieser Werte auf Branchenebene ergibt eine Zementsilo-Speicherkapazität im Umfang von etwa 29 GWh.

Wasserwirtschaft kann beim Lastmanagement ebenfalls eine wichtige Rolle spielen

Auch die Wasserwirtschaft kann beim Lastmanagement eine bedeutende Rolle spielen: Durch die energetische Nutzung des Klärgases in den BHKW konnten im Jahr 2010 etwa 1,1 TWh Strom gewonnen werden. Bei einer installierten Leistung aller BHKW von rund 200 MW ergibt sich eine Jahresvolllast-Stundenzahl von 5500 h. Das technische Lastmanagement-Potenzial wird bei der Lasterhöhung des Fremdstrombezugs gesehen, indem die BHKW (200 MW) je nach Standort und Speicherfüllstand bis zu 6 h ausgeschaltet werden, um den Leistungsbezug aus dem Elektrizitätsnetz zu erhöhen. Die maximale Speicherkapazität beträgt 1,2 GWh. Bei voller Ausnutzung des positiven Lastmanagement-Potenzials würde sich die Leistungsspitze des Fremdstrombezugs von 410 auf 610 MW erhöhen.

Die Hochrechnung des technischen Lastmanagement-Potenzials hat ergeben, dass in der stromintensiven Industrie (inklusive der Wasserwirtschaft) ein maximales positives Lastmanagement-Potenzial von 0,5 GW und ein maximales negatives Lastmanagement-Potenzial von 4,4 GW vorhanden sind. Die Produktspeicherkapazitäten betragen rund 77 GWh. Dabei ist zu bemerken, dass es die primäre Aufgabe von Produktspeichern ist, eine unterbrechungsfreie Produktion zu ermöglichen. Eine ausführlichere Dokumentation der hier vorgestellten Ergebnisse ist in der VDE-Studie „Demand Side Integration“ zu finden.

* Alexander von Scheven und Martin Prelle sind wissenschaftliche Mitarbeiter am Institut für Elektrische Energiesysteme, Fachgebiet Regenerative Energien, der Technischen Universität Darmstadt in 64283 Darmstadt

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