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26. April 2022

Flexibilität im Energiesystem durch die „Elektrifizierung der Industrie“

Die österreichische Beteiligung am IEA IETS Task 19 „Elektrifizierung der Industrie“ hielt im Rahmen des von Österreich geleiteten Subtasks „Systemeffekte“ am 26. April 2022 einen international besetzten Online-Workshop ab. Dabei konnten wir es sogar so einrichten, dass es gleichzeitig als NEFI Technology Talk geführt wurde und somit der österreichischen Community zugänglich war. Der erste aus einer Reihe von zwei Workshops fokussierte die Frage, welche Flexibilität eine elektrifizierte Industrie für das Energiesystem bereitstellen kann. Neun internationale Projekte, drei davon aus der NEFI Vorzeigeregion, wurden vorgestellt. Im Oktober 2022 wird unter der Fragestellung, welche (verbleibende) Flexibilitätsanforderungen die Industrie an das System stellt, der zweite Workshop als Side Event zur NEFI Konferenz abgehalten (https://www.nefi.at/conference/).

Aus den Vorträgen:

Die Begrüßung erfolgte durch Bernhard Gahleitner (AIT/NEFI, AT), dem IETS Task 19 Manager Jonathan Moncada (NL, TNO) und den Leiter des IETS TCP, Thore Berntsson (SE, Chalmers). Moderiert wurde der Workshop vom Leiter der österreichischen Beteiligung am IETS Task 19, Simon Moser (Energieinstitut an der JKU Linz, AT).

Rob Kreiter (TKI Energie en Industrie, NL) stellte fest, dass insbesondere Maßnahmen mit geringen Investitionskosten wie hybride E-Boiler no-regret-Maßnahmen darstellen und auch viel Flexibilität bieten können; längerfristige Maßnahmen mit hohen Investitionskosten bräuchten aber eine verlässliche und konstante Stromversorgung.

Colin McMillan (NREL, US) stellte für die USA fest, dass zukünftig selbst ohne der Annahme von Maßnahmen zur Klimawandelvermeidung 9% der industriellen CO2-Emissionen durch Elektrifizierung und einhergehend Effizienzsteigerungen vermieden werden.

Sophie Knöttner (AIT, AT) illustriert zuerst, dass sogenannte Redispatch-Maßnahmen heute üblicherweise von konventionellen Kraftwerken erbracht werden. Durch bessere Koordination zwischen Übertragungsnetzbetreibern, Verteilnetzbetreibern und den industriellen Prozessen können letztere in erheblich ausgeweitetem Maße für den Redispatch eingesetzt werden.

Konstantin Metzger (FFE, DE) analysiert, welche neuen Technologien Flexibilitätspotenziale haben und wann die Änderungen erfolgen. Die Flexibilität der Industrie steigt auf ca. 8 GW positives (Strommehrverbrauch) und ca. 6 GW negatives (Reduktion der Stromnachfrage) Flexibilitätspotenzial in Deutschland bis 2040.

Sabrina Dusek (AIT, AT) stellt Hochtemperaturwärmepumpen vor, welche für die Dampferzeugung und somit in industriellen Prozessen eingesetzt werden können. Im Vergleich zu E-Boilern lassen sich deutlich höhere Effizienzen erreichen und Abwärme nutzen.

Jasper Walden (DLR, DE) beschreibt ein System mit Windkraft, Speichern und industriellen Prozessen und wie die lokale Nutzung zu höheren CO2-Einsparungen beitragen kann. Er stellt fest, dass auch bei Nutzung von CO2-intensivem deutschem Netzstrom das vorgeschlagene System deutliche CO2-Einsparungen erbringt.

Vanessa Zawodnik (MU Leoben, AT) beschreibt eine Digital-Twin-Methodik und betont die Notwendigkeit eines grundlegenden Verständnisses der Prozesstechnik, um tatsächliche Lastverschiebungspotenziale abzuleiten.

Andrea Ramirez (TU Delft, NL) führt zunächst in das Thema Elektrifizierung als Methode zur Bereitstellung von Rohstoffen ein (die eine Nutzungskonkurrenz zur direkten und indirekten Elektrifizierung darstellen) und veranschaulicht dann die Prozessintegration der Elektrifizierung und die sich daraus ergebenden Flexibilitätspotenziale.

Sara Bargi (RISE, SE) stellte im abschließenden Vortrag fest, dass die indirekte Elektrifizierung über Wasserstoff viel energetisches und wirtschaftliches Effizienzpotenzial bietet, wenn auch die (vermeintlichen) Nebenprodukte der Elektrolyse wie Wärme und Sauerstoff effektiv genutzt werden können.