Steuerbarer Wärmeaustauscher

Werkstoffe
Energietechnik
Herstellung

Während sich die geringe Dichte und die sehr guten Recyclingeigenschaften von Aluminium positiv auf die Gesamtbilanz auch im Vergleich zu anderen Leichtbauwerkstoffen auswirken, schlägt der hohe Energieaufwand zur Herstellung von Primäraluminium in der Ökobilanz negativ zu Buche. Daher ist ein zentraler Ansatzpunkt zur Steigerung der Ressourceneffizienz im Aluminiumleichtbau in der Reduktion des Einsatzes von Primäraluminium durch vermehrte Nutzung von Sekundäraluminium zu sehen. Bei einer Erhöhung des Gesamtbedarfs an Aluminium ist zu bedenken, dass das Angebot an Sekundäraluminium die Nachfrage u. U. nicht decken und somit die Nachfrage nach Primäraluminium trotz einer hohen Recyclingquote steigen kann. Das Standardverfahren zur Herstellung von Primäraluminium durch Schmelzflusselektrolyse erfordert eine konstante Zufuhr großer Mengen elektrischer Energie. Zwar kann der Energiebedarf für diesen Prozess physikalisch-chemisch nicht verringert werden, jedoch ist es der Firma TRIMET in Kooperation mit Wissenschaftler*innen der Bergischen Universität Wuppertal gelungen, diesen Prozess auch unter flexibler Energiezufuhr aufrechtzuerhalten. Dazu wurde ein steuerbarer Wärmetauscher entwickelt, der eine flexible Ofensteuerung ermöglicht. Mit diesem System wird die Energiebilanz im Ofen auch bei fluktuierender Stromzufuhr konstant gehalten. Ein in der Zelle integrierter Aluminiumsee mit zehn Tonnen flüssigem Aluminium dient als Puffer, so dass der anschließende Gießereiprozess nicht gestört wird. Als zusätzlicher Nutzen können derartig ausgerüstete Elektrolyseöfen als „virtuelle Batterie“ und damit als Energiespeicher zum Ausgleich von Fluktuationen im Stromnetz dienen. Damit trägt diese Technik auch zur Integration volatiler erneuerbarer Energiequellen und zur Versorgungssicherheit im Rahmen der Energiewende bei.

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