煉鋁業儲存能源 德國最大鋁廠提供虛擬電池 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

煉鋁業儲存能源 德國最大鋁廠提供虛擬電池

建立於 2017/04/11
摘錄自2017年4月7日財經新報報導

煉鋁業耗用大量能源,過去一向被視為電網的沉重負擔,不過,許多學者專家很早就提出,煉鋁大量耗電的流程若能智慧調控,反而能成為「虛擬電池」,充當電網的穩定力量。如今德國最大鋁廠三鋁(TRIMET Aluminium)即將把這項理論付諸實行,為德國電網提供高達 112 萬度電力儲存容量的虛擬儲存資源。虛擬儲存可說是能源儲存的能源效率最高的一種儲存方式,由於不涉及真正的儲存能源與釋放,虛擬儲存的「儲存效率」可高達 90~95%。

每煉出一噸的鋁,要耗費 1.4 萬度電力,可見其用電之鉅,三鋁身為用電大戶,先前就已經配合德國電力網路的需求反應計畫,當電力尖峰供給緊繃時,暫時將煉鋁爐離線,減輕負載。如今更進一步,將以虛擬電池系統和電網供需更緊密結合。

三鋁與北萊茵西伐利亞洲的伍珀塔爾大學技術合作,開發可調控供電卻能維持煉鋁電解槽能源平衡的技術,讓電力供應的改變不會影響電解槽內部磁場平衡,如今規劃投入2年期的工業級前導示範計畫,斥資3600萬歐元,在其埃森煉鋁廠一條生產線上,改造120座煉鋁爐成為可上下調整用電量25%的虛擬電池。

改造後的煉鋁爐因應電力網路的供需,隨時可調撥調整使用,不僅成為電網穩定的一大利器,本身也能緩衝電網的意外波動,可說一箭雙鵰。此次前導計畫改裝完成後,其虛擬儲存的能力,相當於一座中等規模的抽蓄水力發電廠。三鋁表示,若把德國四大煉鋁廠都改裝成虛擬電池,將擁有相當於德國三分之一抽蓄水電的儲能能力。

三鋁如今仍是家族企業,業務也還在成長,2015~2016財務年度生產77.5萬噸鋁,較前一年增產5%,每年用電量高達1000億度規模,三鋁為了加入保護地球的行列,積極進行多種環保節能與綠能措施,包括回收95%的生產廢料再製,並在漢堡的煉鋁廠興建3架風力發電機。進行這次前導計畫的埃森廠,每年生產30萬噸鋁塊,也是當地最大工業雇主,虛擬電池成為埃森用來爭取 2017 年歐洲綠能首都的示範計畫。

煉鋁爐過去啟發了液態金屬電池的研發,美國新創事業Ambri就是從煉鋁爐得到靈感,因為煉鋁的過程等於儲存大量電力,而反轉煉鋁的過程,則可以放出所儲存的電力,使煉鋁槽本身就相當於高能量密度電池,Ambri因此有了液態金屬電池的靈感,不過液態金屬電池使用上有諸多限制,例如不可搖晃,否則內部金屬分層若被打破,會引起短路而起火或爆炸,因而無法用在地震帶,又必須讓金屬處於熔融態,不僅提高製造與維護上的成本,也有潛在危險。

Ambri 雖然積極嘗試各種不同的金屬配方,以降低成本,但是至今仍未能推出具有經濟效益的產品。如今倒是煉鋁業本身先把煉鋁爐做為虛擬電池應用,比起設置液態金屬電池裝置為電網及能源儲存設施,直接使用虛擬電池技術,更為經濟實惠。

三鋁的努力,可給我們一個啟示,隨著各種需求反應、虛擬電池等等智慧技術的發展,用電大戶並非只能是電網的沉重負擔,也可以成為電網的穩定力量。調節電網需求,並非一味追求擴增總發電容量,與需求端更緊密的連結,讓電網更智慧化調控,更有效率的應用資源,會是快速、省錢,又有效的辦法。