چالش های انرژی در صنعت فولاد و نقش استراتژیک BESS

صنعت فولاد در حال تغییر عمیقی است که توسطنوسانات هزینه های انرژی، فشار کاهش کربن و الکتریکی شدن فرآیندهای تولیدبه عنوان یکی از بخش های صنعتی پر انرژی در سراسر جهان، تولید فولاد به طور فزاینده ای در حال تبدیل شدن بهسیستم های ذخیره انرژی باتری (BESS)به عنوان یک عامل اصلی برای بهره وری عملیاتی، انعطاف پذیری شبکه و انتقال کم کربن.

1شدت انرژی تولید فولاد

تولید فولاد حدود۷-۹% مصرف جهانی انرژی صنعتیتولید فولاد مدرن به هر دو مورد وابسته است:فرهای بلندوکوره های قوس الکتریکی (EAF):

• کوره های قوس الکتریکیمعمولا مصرف می کنند۴۰۰٫۶۰۰ کیلو واتس برق در هر تن فولاد، با مشخصات بار بسیار پویا و نوسان پذیر.

• فرآیند های فرن بالانیاز به گرما با دمای بالا، که به طور سنتی توسط زغال سنگ و گاز طبیعی تامین می شود، که منجر به هزینه های انرژی بالا و انتشار کربن می شود.

این ترکیببار پایه بالا، تقاضای اوج و عملکرد مداومایجاد چالش های قابل توجهی برای ثبات شبکه و کنترل هزینه.

2ترکیب انرژی منطقه ای و نوسان هزینه

ترکیب انرژی برای تولید فولاد از منطقه به منطقه متفاوت است:

• در بسیاری از بازارهای در حال توسعه، کارخانه های فولاد همچنان به شدت وابسته بهانرژی زغال سنگ و گاز، که عملیات را در معرض نوسانات قیمت سوخت قرار می دهد.

• در مناطق توسعه یافته، فولاد سازان به طور فزاینده ای به سمتتولید مبتنی بر EAF با استفاده از برقاز جملهمنابع انرژی تجدید پذیر.

با این حال، بدون ذخیره سازی کافی انرژی، وقفه ای بودن انرژی تجدید پذیر استفاده موثر از آن را در تولید فولاد محدود می کند.

3فشار حداکثر بار و محدودیت های شبکه

کارخانه های فولاد اغلبافزایش تقاضای برق، به ویژه در مراحل راه اندازی کوره، ذوب و جعل. این اوج ها منجر به:

• هزینه های تقاضای بالاتر و تعرفه های زمان استفاده

• افزایش خطر مجازات شبکه یا کاهش شبکه

• اختلال تولید احتمالی

سیستم های ذخیره انرژی باتریفراهم کردن یک بافر حیاتی، که امکانتراز بار و تراز اوجبرای ثبات تامین انرژی.

چگونه سیستم های ذخیره سازی انرژی باتری تولید فولاد را تغییر می دهند

1. تراشیدن اوج و تراشیدن بار

BESS برق را در دوره های خارج از اوج ذخیره می کند و در طول اوج تقاضا تخلیه می کند، که این امکان را فراهم می کند:

• کاهش قیمت برق

• وابستگی کمتر به شبکه

• مشخصات قدرت صاف تر برای تجهیزات انرژی فشرده

مطالعات صنعتی نشان می دهد که تولیدکنندگان فولاد می توانند10~30% صرفه جویی در هزینه های برقاز طریق استفاده بهینه از ذخیره سازی انرژی، بسته به مکانیسم های قیمت گذاری محلی.

2حمایت از برق سازی فرآیندهای با دمای بالا

در حالی که فولاد سازان در حال کشفبرق رسانی به فرآیندهای گرما فشرده، BESS تأمین برق پایدار و مداوم را با ذخیره برق تجدید پذیر و ارسال آن بر اساس تقاضا تضمین می کند.

3مدیریت بار کوره

کوره های قوس الکتریکی نوسانات ناگهانی و قابل توجهی در قدرت ایجاد می کنند. BESS این اثرات را با:

• جذب اوج های بار کوتاه مدت

• افزایش ثبات شبکه

• کاهش مجازات های مربوط به افزایش تقاضا

4حداکثر استفاده از انرژی های تجدید پذیر در محل

کارخانه های فولاد به طور فزاینده ایانرژی خورشیدی PV و بادی در محلبرای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای. BESS امکان:

• ذخیره سازی انرژی اضافی از منابع تجدید پذیر

• ارسال در دوره های غیر تولید

• افزایش میزان مصرف شخصی

5استفاده از زمان استفاده و قیمت گذاری پویا

در بازارها باقیمت گذاری الکتریکی پویا، BESS به تولید کنندگان فولاد اجازه می دهد:

• هزینه در دوره های قیمت پایین

• تخلیه در ساعات اوج قیمت

• بهینه سازی استراتژی های تامین انرژی

6افزایش انعطاف پذیری و تداوم انرژی

بهبود BESSانعطاف پذیری عملیاتی، تضمین ادامه تولید در طول:

• قطع شبکه

• عدم ثبات ولتاژ

• شرایط از راه دور یا شبکه ضعیف

7امکان ایجاد مدل های انرژی غیرمتمرکز و انعطاف پذیر

با ذخیره سازی انرژی، کارخانه های فولاد می توانند در:

• به اشتراک گذاری انرژی محلی یا میکرو شبکه ها

• خدمات فرعی شبکه

• صادرات انرژی ذخیره شده مازاد

8کاهش استرس ترانسفورم و زیرساخت ها

با عمل به عنوان یک آب کش انرژی، BESS فشار بر ترانسفورماتورها و زیرساخت های الکتریکی را کاهش می دهد، طول عمر دارایی را افزایش می دهد و هزینه های نگهداری را کاهش می دهد.

9حمایت از انطباق مقررات و کاهش کربن

ذخیره سازی انرژی انعطاف پذیری مورد نیاز برای پاسخگویی بهاهداف کاهش کربن، دستورات کارایی و مقررات انرژی صنعتی در حال ظهوربه روش مقرون به صرفه.

10بهبود قابل پیش بینی عملیاتی

BESS امکان پیش بینی و کنترل بهتر مصرف انرژی را فراهم می کند و قرار گرفتن در معرض موادنوسان قیمت و عدم قطعیت تولید.

11ادغام سیستم های بازیابی گرما

برق تولید شده ازبازیافت گرما مصرفیمی تواند در BESS ذخیره شود و در عملیات کارخانه مجدداً استفاده شود، که باعث افزایش بیشتر بهره وری انرژی کلی می شود.

ذخیره انرژی: یک دارایی استراتژیک برای صنعت فولاد

فراتر از صرفه جویی در هزینه ها و کاهش انتشارات،سیستم های ذخیره انرژی باتری به یک جزء زیرساخت استراتژیک تبدیل می شوندBESS از طریق امکان برقسازی، انعطاف پذیری شبکه، ادغام انرژی های تجدید پذیر و انعطاف پذیری عملیاتی، از انتقال صنعت فولاد به سمتتولید کم کربن، کارآمد و آماده برای آینده.

با تکامل سیستم های انرژی، ذخیره سازی انرژی نقش تعیین کننده ای در تغییر نحوه تولید، مدیریت و مصرف برق در کارخانه های فولاد خواهد داشت.