灵活性的奇迹--氯-碱电解成为储电柜中的王牌

作者:Anke Geipel-Kern 文章来源:PROCESS德文版 发布时间:2014-09-01

“15min从0到100”,氯-碱电解就是这样一个灵活性的奇迹,因此也最适合作为电力需求侧管理的电力供应方式。总部位于德国Marl市的PVC生产厂Vestolit公司促进了能源市场的整合,本刊采访了公司负责人一探究竟。

最新技术水平的电解工艺,在欧洲得到公认的最高能源利用效率的氯乙烯设备,欧洲最大的全集成式PVC生产设备,仅这些“最”就可以让Martin Trennhaus先生舒服地坐在老板椅上踏实地展望未来了。但Trennhaus先生天生就是一个不愿放松自己的敬业者,在德国Marl市的Vestolit公司里他不仅仅是一个只管数字的监督员,而且也是一个能源管理员,也在为堵住能源管理中的漏洞而忙碌着。

氯-碱电解每年要消耗大约80MW的电力,仅从电解设备的生产来讲这些电力足够了,而且也把设备最后一点节能改进的潜力都挖掘出来。到处的原材料和能源都很便宜,若“EEG可再生能源法规定的分摊费用不减少,我们产品在国际市场上是没有竞争力的。”Trennhaus先生接受采访时说道。

每年他们生产的PVC多达400000t。从这种塑料材料中人们又制造出了壁纸、地板、门窗型材,或者防水油布,也可以生产出汽车的底部护板,因此这种材料是人们生产、生活中不可或缺的材料,对这一材料的需求有增无减。

不仅因为美洲和亚洲竞争对手的成长,而且对能源的有效利用也是关系到Vestolit公司生存的重要问题,若没有7年前做出的决定——用现代化的渗透膜电解设备来替代老式的汞电解设备,Trennhaus先生现在肯定不会如此高枕无忧。

物有所值的投资

对已经运营45年的老厂投资1亿欧元,这是非常值得的杰作。新设备的储电柜能够节约大约1/4的能源消耗,也成为现在储能设备辩论中的一张王牌。“我们已经能够在15min内把电解设备的用电量降下来,在一段时间内按照部分负载的工作状况让电解设备运行,然后再增加到正常生产的用电量,并且保证在这一生产过程中不降低电解设备的生产能力,不降低电解产品质量。”

电解厂的这种生产灵活性能够实现按电力需求侧管理的生产运行,也是所有氯-碱电解生产厂家都想摸到的牌。至少有调查研究证明,有PVC生产厂家委托科隆大学的能源经济研究所EWI计算德国的电解设备给德国电网的稳定性带来了多大的负担。科隆大学能源经济研究所EWI的调查研究表明,德国电解设备消耗的能源占15%~18%,Trennhaus先生解释说道。若将现有的渗透膜电解设备(共计850MW)都改用电力需求侧管理的供电方式运行,则能够明显降低电网保持可用的储备功率,也就可以少建若干火力发电厂了。

利用“绿色”技术减少用电量

对于Vestolit公司来讲,利用“绿色”电力已经不是什么新想法了。Trennhaus先生和公司经理Michael Tr?ger博士看到EWI研究所最新且引起争论的研究报告中提出的想法是,促成电力市场的奖励机制,对灵活用电的企业给予奖励,就像对待发电者一样对待电力用户。这包括了发电、蓄电和耗电大户型工业企业能够从中获益的按需供电管理。

Trennhaus先生的想法还更加超前了一步,不排除给投资者一定的奖励。他强调说:“电解技术的发展和更高灵活性的电解设备运行是有可能实现的,模块化的电解设备结构使我们能够很方便地再增加两个储电柜,使设备能力达到100MW。这样做的投资大约在1500~2000万欧元,这远比建造一座常规火力发电厂要便宜得多。”他还补充了一点,“设备没有固定费用。不管我们用8个或10个电解池,所需的人力都是一样的。”

一个有着众多魅力、多重收益的想法。用电峰值时高价电的账单不会出现在电解厂里,这样典型的午间和晚间用电峰值时段也就不再是峰值时段了。“绿色”电力供应逆转了这种用电高峰,例如光伏太阳能发电设备在太阳最高的中午时分发出的电力往往是最多的。在有风的时候,风力发电设备可以发电。可再生能源的发电能力是难以事先计划好的。但无论如何得到的结果是,最高电价和最低电价之间的差值缩小了,也鼓励那些耗电大户类的设备在用电峰时段从电网中获取电力能源。

Trennhaus先生说:“如果我们今天关停了电解设备,那我们就失去了氯气。而只有当股市电价高于氯的价格时,我们关停设备才有账可算。但电价几乎不可能高于氯价。”

EDC=灵活性

因此,在考虑用电高峰时段是否停止生产时,距现在较远的历史事实便值得借鉴。他解释说:“氯的生产能力非常大,也就是说每年电解260000t二氯乙烷EDC还满足不了电解氯生产的需要。因此在码头仓库里贮藏着7000t的桶装二氯乙烷EDC,以便随时满足PVC生产的需求。正是这种化学品使得Marl人的脑子转得更快、更加灵活。在电网电力充足时开足马力电解氯,同时把生产出来的二氯乙烷保存到仓库里,但电网电力不充足时,储电柜节流供电,仓库中存储的二氯乙烷用于PVC生产。电力能源变成化学品取代了能源变成蒸汽或者抽水蓄能发电站——利用这种方式可以保证二氯乙烷的储备。尽管这种比较有点不妥,因为二氯乙烷不可能变回电力能源,但渗透膜电解设备的灵活运行却减去了电网的电力负荷。

不管怎样,Vestolit公司已经点燃了能源存储争论之火,并把新的理念也带到了这场大讨论之中。

能源市场需要新的理念

Vestolit公司能源管理员Martin Trnnhaus先生认为,当框架条件合适时,需求侧能源管理是能源市场灵活性的一个里程碑,且有着众多的优点。

PROCESS:Vestolit公司在电解生产中采用了电力的分钟储备技术,请您介绍一下这种分钟储备技术?

Martin Trnnhaus:在德国必需保证电网的标准频率是50Hz。当电力用户突然大量用电或者停止用电时,电力系统就要进行用电量调节,平衡电网的波动。平衡电网波动的用电量调节分若干等级,一次调节的时间为30s,二次调节的时间为5min,三次调节,也就是分钟储备的时间是15min。我们从2005年起就参加了分钟储备,也就是说在需要避开用电峰值时我们会降低电解生产。

PROCESS:从经济的角度来讲值得吗?

Martin Trnnhaus:渐渐地不值得了。9年前我们报名参加了分钟储备,但随着电力市场的开放,这种营销服务已经没有太大的吸引力了。对于每年4千万欧元的电费来讲它所带来的经济效益并不显著。

PROCESS:因此Vestolit公司致力于打造电力需求侧管理的电力市场?

Martin Trnnhaus:不仅仅是因为省的钱太少。从经济的角度考虑是更有意义的。科隆大学能源经济研究所WIE的报告说的非常清楚。需求侧管理是最有效的未来型能源管理系统。它没有能源损失,投资需求也是非常清楚的。

PROCESS:这个市场未来是否会很广阔?

Martin Trnnhaus:在德国需要一定的,通过招标方式获得的灵活性电力储备。Vestolit公司届时将参加投标,如果我们做得足够好,那必将会有所收益。

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