可以存儲電力的熔鋁池
在有陽光和風的日子裡,全速發展可再生能源的德國可以生產出廉價甚至免費的電力。但在天氣陰沉的時候,價格會暴漲。系統目前還沒有可以存蓄大量可再生能源的專用儲能設備。德國最大的鋁生產商Trimet鋁業公司正在試驗這樣一種方案:用巨大的熔化金屬池做蓄能電池。
煉鋁是一個電力消耗極大的工藝。鋁土礦轉化為熔融氧化鋁後,再提煉出金屬鋁,這個過程中,每生產一噸金屬鋁,Trimet需要消耗1.4萬千瓦時的電,也就是約500歐元。Trime去年用電解法生產了50萬噸鋁,乘上這個數字,這家位於德國西部城市埃森的工廠消耗的電力和金錢十分驚人。
Trimet用電解法把氧化鋁變成金屬鋁,這種工藝需要用電流來刺激一種化學反應。在一個容器內用正負電極將化合物分解為鋁和氧。液態鋁沉在容器底部,氧在頂部,這樣一來電極和鋁連接,形成一個巨大的電池,Trimet可以在電價低的時候用它存儲來自電網的電。在電力需求高峰期,公司還可以把電轉售出去。
Trimet可以在電價高的時候將電解反應減慢,從而暫時減少電力消耗,將29萬千瓦的熔爐的耗電量降低多達25%。Trimet能源管理主管浩克(Heribert Hauck)說,最終工廠在兩天內存蓄的能量可以高達336萬千瓦時的鋁當量——相當於30萬戶家庭一天的用電。「這個結果可以轉移到整個生產過程中,不需要做任何改變,」他說。
主要生產於中國、俄羅斯、加拿大和美國的鋁,一直以來都是噴氣式飛行器機身的首要部件,隨著汽車和消費電子產品對鋁的應用日趨普遍,它的消耗量在增長。僅美國廠家一年就要生產約1000億隻鋁制飲料罐。夫琅禾費系統和革新研究所(Fraunhofer Institute for Systemand Innovation Research,ISI)智慧電網小組負責人柯羅巴沙(Marian Klobasa)說,將生產過程變成一個實際上的電池,對產業來說「是個有趣的選項」。如果電力市場的不穩定性增加,「這樣做就有了商業上的依據,經濟上是值得的」,柯羅巴沙說。
柯羅巴沙說,Trimet在試驗的原理,也許也適用於其他高能耗的工業流程,包括水泥、紙和化學藥劑的生產。生產紙、塑膠、織物、顏料、藥物和消毒劑所需的氯,也是用電解法來生產的。柯羅巴沙說,在生產過程中使用類似的手段,也許會成為穩定電力市場的一個「必要的杠杆」。——TinoAndresen、Rachel Morison 譯 經雷