Rio Tinto schließt Demand-Response-Vereinbarung mit Anbietern erneuerbarer Energien in Neuseeland ab

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Die Herstellung von Aluminium verbraucht viel Strom. Die Schmelzhütte von Rio Tinto in Tiwai Point auf der Südinsel Neuseelands verbraucht bis zu 572 Megawatt Dauerleistung, die größtenteils aus einem nahegelegenen Wasserkraftwerk stammt. Die Schmelzhütte ist Neuseelands größter Stromverbraucher und deckt etwa 13 Prozent des gesamten jährlichen Stromverbrauchs des 5,1 Millionen Einwohner zählenden Landes ab. Eine neue Vereinbarung zur Laststeuerung mit lokalen Anbietern von Ökostrom kommt dem Unternehmen und der umliegenden Gemeinde zugute.

Weltweit verursacht die Produktion von Aluminium jährlich etwa 2 Prozent der Kohlendioxid-Emissionen. Kanarische MedienEtwa 70 Prozent dieser Emissionen entstehen bei der Stromerzeugung für den Betrieb von Schmelzöfen, in denen Aluminiumoxid durch sehr hohe Temperaturen und elektrochemische Reaktionen in ein fertiges Produkt umgewandelt wird.

Die Schmelzhütte in Tiwai Point produziert jährlich etwa 330.000 Tonnen Aluminium, sollte aber im Dezember geschlossen werden – aufgrund der gestiegenen Stromkosten. Wasserkraft ist wunderbar, wenn es genügend Wasser gibt, um Turbinen anzutreiben, aber Neuseeland leidet seit Jahren unter Dürreperioden, was bedeutet, dass die Versorgung mit Wasserkraft zu verschiedenen Zeiten im Jahr zurückgegangen ist. Wir alle wissen, was mit den Preisen passiert, wenn die Versorgung knapp wird. Die Schließung der Schmelzhütte würde etwa 1.000 Menschen arbeitslos machen.

Letzten Monat unterzeichnete Rio Tinto einen innovativen Stromabnahmevertrag mit einer Laufzeit von 20 Jahren mit drei neuseeländischen Energieerzeugern. Gemäß den Vertragsbedingungen werden die Unternehmen einen ​„diversifizierten Mix“ aus erneuerbarer Energie aus Wasserkraft, Erdwärme, Solar- und/oder Windkraft zu einem Preis liefern, der für die Laufzeit des Vertrags garantiert ist. Bislang ist das nichts Ungewöhnliches.

Das Demand-Response-Teil des Puzzles

Was Ist Ungewöhnlich ist, was Rio Tinto mitbringt. Die neuen Verträge enthalten innovative Demand-Response-Bestimmungen, die Rio Tinto verpflichten, seinen Strombedarf nach Bedarf zu reduzieren, um die Stromversorgung für alle Verbraucher in diesem Teil Neuseelands zu gewährleisten. Die meisten CleanTechnica Leser sind mit dem Konzept der Nachfragereaktion vertraut. Ein Hausbesitzer könnte zustimmen, die Temperatur im Inneren um zwei Grad zu erhöhen, wenn im Netz zu wenig Strom vorhanden ist. Andere Strategien der Nachfragereaktion umfassen das Abschalten elektrischer Warmwasserbereiter oder das Verzögern des Startzeitpunkts für das Aufladen eines Elektroautos. Wenn sich genügend Menschen zu ähnlichen Maßnahmen bereit erklären, kann die Spitzennachfrage ausreichend gesenkt werden, um Stromausfälle oder Unterbrechungen der Versorgung zu vermeiden.

Aber nichts davon kommt dem Effekt einer Stromverringerung von vielen Megawatt auch nur nahe. Im Rahmen des Vertrags können Meridian Energy und Contact Energy die Schmelzhütte auffordern, ihre Nachfrage um 25 bis 185 MW zu reduzieren. „Das Maß an flexibler Nachfrage, das die [the smelter] wird dazu beitragen, dass das Stromnetz noch stärker auf erneuerbare Energien umsteigt und wir gleichzeitig in Zeiten geringer Wasserreserven weniger auf Kohle und Gas angewiesen sind“, sagte Neal Barclay, CEO von Meridian Energy, in einer Erklärung vom 31. Mai.

Die Vereinbarung sieht auch finanzielle Anreize für die Schmelzhütte in Tiwai Point vor, ihren Stromverbrauch zu drosseln – und damit ihre Aluminiumproduktion während der Trockenzeit zu reduzieren, wenn der Wasserfluss in den nahegelegenen Seen die Leistung des Wasserkraftwerks verringert. Dies wiederum wird in Zeiten mit geringem Angebot und hoher Nachfrage erneuerbare Ressourcen für andere Teile des Landes freisetzen und die Notwendigkeit verringern, während einer Dürre fossile Kraftwerke hochzufahren. Darüber hinaus wird sichergestellt, dass den neuseeländischen Haushalten und Unternehmen bei Bedarf ausreichend Strom zur Verfügung steht, sagten die Unternehmen.

Demand Response verlängert die Lebensdauer einer Schmelzhütte

Melissa Lott, Professorin an der Climate School der Columbia University in New York, hat sich bereits mit der Schmelzhütte Tiwai Point beschäftigt und verfolgt ihre Entwicklung weiterhin, da die Anlage eine überragende Rolle im Energiesystem und der Gesamtwirtschaft Neuseelands spielt. Die 53 Jahre alte Schmelzhütte stand schon mehrmals kurz vor der Schließung. Die neuen Verträge stellen sicher, dass sie noch zwei weitere Jahrzehnte geöffnet bleibt.

Lott sagte, die Vereinbarung zur Nachfragereaktion sei ​„große Neuigkeit“ mit potenziell weitreichenden Auswirkungen für Aluminiumproduzenten in den USA und weltweit. „Sie zeigt, dass ein Industriepartner tatsächlich ein wichtiges Werkzeug in seinem Werkzeugkasten hat“, um die Nachfrageflexibilität zu erhöhen, sagte sie Kanarische Medien. Für Industrieunternehmen heißt es: ​„Wenn Sie uns den richtigen finanziellen Anreiz oder den richtigen Vertrag geben, machen wir es.“ Eine solche Flexibilität bei der Nachfragereaktion großer Stromverbraucher ​„könnte tatsächlich dazu beitragen, die Gesamtsystemkosten für Verbraucher und Haushalte niedrig zu halten, was wirklich wichtig ist“, fügte sie hinzu. Außerdem könnten Netzbetreiber so den Zustrom variabler erneuerbarer Quellen wie Wind und Sonne besser bewältigen und ihre Abhängigkeit von Ersatzstrom reduzieren, der auf thermischer Stromerzeugung aus Kohle oder Methangas basiert.

Nachfragereaktion in Australien und Island

In Australien nimmt Alcoa an einem Programm teil, das eine seiner Schmelzöfen in eine Notstromquelle verwandeln kann. Im Jahr 2021 kündigte die australische Regierung an, dass sie vier Jahre lang bis zu 14,8 Millionen Dollar pro Jahr zur Verfügung stellen werde, um die Teilnahme des Unternehmens an dem Programm zu finanzieren. Zuverlässigkeits- und Notfallreserve-Händlerprogramm. Diese Vereinbarung erkennt ​„die Fähigkeit der Schmelzhütte an, bei Bedarf rasch die Last abzuwerfen, um das Stromnetz in Zeiten hoher Belastung vor unerwarteten Unterbrechungen zu schützen“, sagte Alcoa damals.

Bisher wurde das Unternehmen ​„mehrfach“ aufgefordert, an dem Programm teilzunehmen, sagte ein Sprecher von Alcoa kürzlich. Die Teilnahme beinhaltet einen Produktionsstopp in den Elektrolyseanlagen – den Reihen tiefer, rechteckiger Stahlbehälter, in denen aus Aluminiumoxid geschmolzenes Aluminium hergestellt wird. „Wir können bei Bedarf jede der beiden Elektrolyseanlagen der Schmelze jeweils etwa eine Stunde lang offline nehmen, um die Belastung des Netzwerks zu verringern“, sagte der Sprecher. ​„Eine Verringerung der Belastung über längere Zeiträume kann zu Betriebsinstabilitäten führen und Schäden an den Elektrolyseanlagen verursachen.“

Island ist mit reichlich Wasserkraft gesegnet und verfügt über drei Aluminiumhütten, die zusammen 80 Prozent der jährlichen Stromversorgung des Landes verbrauchen. Doch die Infrastruktur zur Erzeugung und Verteilung von Elektrizität ist derzeit voll ausgelastet, und die Nachfrage dürfte in den nächsten Jahrzehnten mit dem Wirtschaftswachstum weiter steigen, so Landsnet, Islands staatlicher Übertragungsnetzbetreiber. „Heute produzieren wir die gleiche Menge an Strom, die wir heute produzieren. [amount of energy] wie wir verbrauchen, und wir haben keinen übrig“, sagte Svandís Hlín Karlsdóttir, Executive Vice President bei Landsnet, kürzlich in einem Interview im Büro des Unternehmens in Reyjkavík. ​„Wir müssen etwas Neues hinzufügen, um die kommende Nachfrage decken zu können.“ Island erwägt den Bau von Wind- und Solarparks und den Ausbau seiner geothermischen Kapazitäten. Gleichzeitig entwickelt Landsnet Pilotprojekte mit Aluminiumproduzenten, um zu erkunden, wie die riesigen Anlagen dazu beitragen könnten, die Belastung des nationalen Stromnetzes auszugleichen. ​„Wir brauchen eine Nachfragesteuerung“, sagte Hlín Karlsdóttir.

Reduzierung der Industrieemissionen

Auf dem Papier scheint es ganz einfach, die Emissionen von Aluminium einzudämmen. Statt die Schmelzöfen mit Strom aus Kohlekraftwerken zu betreiben, könnte man einfach auf erneuerbare Energien umsteigen. Doch die Schmelzöfen sind nicht die einzigen, die nach kohlenstofffreier Energie schreien. Städte, Rechenzentrumsbetreiber und andere Hersteller wollen alle ein Stück vom Kuchen. Insbesondere bei der Wasserkraft belasten weitverbreitete Dürren die Versorgung in vielen Ländern zusätzlich, darunter auch in China, dem weltgrößten Aluminiumproduzenten.

Deals wie der mit Alcoa in Australien und der mit Rio Tinto in Neuseeland zeigen, wie sich große Industrieunternehmen ihrer eigenen Rolle beim Ausgleich des größeren Netzes und der damit verbundenen potenziellen Geldverdienmöglichkeiten zunehmend bewusst werden, sagte Chris Bataille, außerordentlicher wissenschaftlicher Mitarbeiter am Center for Global Energy Policy der Columbia University. Kanarische Medien„Wenn Wind- und Solarenergie auf und ab gehen und wenn Batterien sich leeren und füllen, wenn sie [smelters] „Wenn die Regierung in der Lage ist, die Nachfrage in beliebiger Weise anzupassen, um das Netz zu stabilisieren, könnte dies für sie einen weiteren geschäftlichen Nutzen haben“, sagte er. Die Vereinbarung über Tiwai Point sei ​„ein Schritt in die richtige Richtung für Neuseeland“, aber es müsse noch mehr getan werden, um den außerordentlichen Energiebedarf der Schmelzhütte mit den umfassenderen Anforderungen des Netzes in Einklang zu bringen. „Das Endziel ist, eine Industrie zu schaffen, die ihren Bedarf je nach Bedarf erhöhen oder senken kann, da im System erneuerbare Energien verfügbar sind“, sagte er.

Die Nachfragesteuerung auf industrieller Ebene ist eine Idee, die im Industriesektor immer mehr an Bedeutung gewinnt, um die Nachfrage von großen Stromverbrauchern wie Rechenzentren, KI-Systemen, Lagerhäusern und sogar Stahlrecyclingöfen zu steuern. Es wird entscheidend sein, Wege zu finden, wie Schmelzhütten das Stromnetz unterstützen und nicht überlasten können, da die weltweite Aluminiumproduktion in den kommenden Jahren steigt, was größtenteils auf die Nachfrage aus der Branche für saubere Energie zurückzuführen ist.

Das wegnehmen

Und hier liegt das Problem. Die Leute tun so, als stünde bereits genügend erneuerbarer Strom zur Verfügung, um den Bedarf aller Menschen überall und jederzeit zu decken. Das ist nicht der Fall und es wird noch Jahrzehnte dauern, bis es so weit ist. Auch der Aufbau der Infrastruktur, um erneuerbare Energien von dort, wo sie verfügbar sind, dorthin zu bringen, wo sie benötigt werden, wird Jahrzehnte dauern. Die gute Nachricht ist, dass Unternehmen wie Alcoa und Rio Tinto anfangen, darüber nachzudenken, wie sie die Versorgung mit erneuerbarer Energie so steuern können, dass das Netz unterstützt wird, anstatt es bis zum Zerreißen zu belasten. Jetzt müssen auch Rechenzentren das Gleiche tun, denn sie nähern sich dem Punkt, an dem sie genauso viel oder mehr Strom verbrauchen wie Industrien wie die Aluminium-, Stahl- und Zementindustrie.

Wir können nicht alle so viel saubere Energie haben, wie wir wollen. Wir müssen lernen, zusammenzuarbeiten, um das, was wir haben, gerecht zu verteilen. Dies zu lernen, wird ein wichtiger Teil der Bewältigung der Klimakrise sein, die wir Menschen verursacht haben, indem wir uns weigerten, zusammenzuarbeiten und uns so viel wie möglich vom Kuchen für uns selbst zu sichern. Neue Ideen wie diese könnten enorme Gewinne abwerfen – wenn wir sie lassen.