10. Januar 2024 | Grüner Wasserstoff aus Südafrika: Damit beschäftigen sich neun Fraunhofer-Institute und die Fraunhofer Academy im Verbundprojekt “HySecunda”. Ziel ist, optimale Lösungen für die Herstellung, Speicherung und Zertifizierung des Gases zu finden, damit das Land sein Export-Potenzial entfalten kann. Dazu fördert das Konsortium auch den Aufbau von Kapazitäten in der Region sowie die Produktion wasserstoffbasierter Luftfahrtreibstoffe.
Sonne und Wind sind in dem Land an der Südspitze des Kontinents reichlich vorhanden; Wasser lässt sich über regenerativ betreibbare Entsalzungsanlagen aus dem Ozean gewinnen. Beste Voraussetzungen also für die Produktion grünen Wasserstoffs. Nicht nur in Deutschland und Europa hoffen daher viele Akteure, dass das Land eine wichtige Rolle als Wasserstoffproduzent einnehmen könnte. Die Voraussetzung: Effiziente Verfahren zur Zertifizierung sowie geeignete Infrastrukturen für die Wasserstoffproduktion, -verteilung und -speicherung zu möglichst wettbewerbsfähigen Gestehungskosten.
In HySecunda wollen die Fraunhofer-Institute sowie die Fraunhofer-Academy in drei Jahren skalierbare Lösungen entwickeln, um diese Infrastrukturen bereitzustellen. Außerdem soll u.a. ein auf die Bedarfe der Southern African Development Community (SADC-Region) zugeschnittenes Aus- und Weiterbildungskonzept den Aufbau lokaler Personalkapazitäten ermöglichen. Zudem will man in Kooperation mit dem Industrieprojekt HyShiFT, an dem unter anderem Linke und Enertrag beteiligt sind, die Produktion nachhaltiger Luftfahrtreibstoffe (SAF) vorantreiben. Für die Zusammenarbeit der beiden Projekte gebe es “komplementäre Kompetenzen und Ansätze”.
Das Kickoff-Meeting des Projektes fand am 29. und 30. November 2023 in Halle (Saale) statt. Mit einem Gesamtvolumen von ca. 15 Mio. € Fördermitteln ist es Teil des 7. Energieforschungsprogramms des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.
Gruppenfoto vom Kickoff-Treffen des gesamten Konsortiums in Halle (Saale) (© Fraunhofer IMWS)
Zertifizierung und Capacity Buildung
Das Fraunhofer IEE aus Kassel ist unter der Leitung von Jochen Bard, dem Forschungsbereichsleiter für Energieverfahrenstechnik, federführend im Themenblock “Zertifizierung und Markt”. Angestrebt ist, Lösungen für die Zertifizierung von grünem Wasserstoff und seiner Derivate für den Imports nach Deutschland und Europa zu finden.
Daneben erarbeitet das Fraunhofer IEE im Block “Capacity Buildung” das Wasserstoff-Aus- und Weiterbildungskonzept für die SADC-Region. Dabei könne das Institut auf Erfahrungen in früheren Capacity-Buildung-Projekten zum Thema PtX und grüner Wasserstoff in der MENA- und SADC-Region zurückgreifen. Zusammenfassend erklärt Prof. Mario Ragwitz, Co-Sprecher des Strategischen Forschungsfelds Wasserstofftechnologien in der Fraunhofer-Gesellschaft:
“Wir wollen Fraunhofer-Kompetenzen einbringen, um einerseits einen Beitrag zur Energiesicherheit in Deutschland und Europa zu leisten und andererseits langfristige Kooperationen mit der SADC-Region aufzubauen, durch die Wertschöpfung vor Ort möglich wird”.
Vier technologische Schwerpunkte
Die technologischen Schwerpunkte der Fraunhofer-Forschungen in Südafrika lassen sich in vier Kategorien einteilen:
Entwicklung neuartiger Sensorik, die beispielsweise ein besseres Aufspüren von Lecks in Tanks und Leitungen sowie ein frühzeitiges Erkennen von Korrosions- und Alterungsvorgängen möglich machen soll.
Neuartige, kombinierte Sauerstoff-/Wasserstoff-Barriereschichten. Solche Schichten verhindern das Eindringen von Sauerstoff und Wasserstoff in jeweils andere Teile der Elektrolysezelle oder in die Umgebung. Verbesserte Lösungen steigern somit die Lebensdauer und Sicherheit der eingesetzten Komponenten.
Kostengünstigere Beschichtungen für Bipolarplatten (BPP). Die Platten dienen als leitfähige Trennwände zwischen den einzelnen Zellen. Wegen der extremen Anforderungen an die Komponenten (Temperatur, Druck, elektrische Spannung, korrosive Bedingungen) werden BPP meist aus Titan, Graphit, Stahl oder Edelstahl gefertigt und die Oberfläche zusätzlich mit Edelmetallen wie Gold oder Platin beschichtet. Hier will das Konsortium kostengünstigere Lösungen erproben, die den extremen Betriebsbedingungen gewachsen sind und die nötige Langzeitstabilität bieten.
Optimierte Lösungen für poröse Transportschichten (PTL). Diese unterstützen den effizienten Transport von Gasen, Flüssigkeiten und Ionen in der Elektrolysezelle und werden zwischen der Elektrode und der Bipolarplatte platziert. Optimierte PTL-Lösungen können die Effizienz der Reaktion erheblich steigern.
Neben der Fraunhofer Academy sind folgende Institute an HySecunda beteiligt:
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- Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
- Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE
- Fraunhofer-Institut für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG
- Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
- Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
- Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
- Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES
- Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI
- Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Südafrika: Deutschlands wichtigster Handelspartner in Afrika
Südafrika ist der wichtigste deutsche Wirtschaftspartner in Afrika. Im Dezember 2022 hatte Wirtschaftsminister Robert Habeck dies mit der Unterzeichnung eines Abkommens im Bereich erneuerbare Energien bekräftigt.
Mehr als 400 deutsche Unternehmen sind in Südafrika tätig und beschäftigen über 65.000 Mitarbeiter. Darunter finden sich die großen deutschen Automobilhersteller, aber auch Unternehmen aus der Medizintechnik und dem Energiesektor. Die Wasserstoffindustrie könnte nun eine weitere wichtige Dimension der wirtschaftlichen Zusammenarbeit darstellen.
Weitere Informationen zu Wasserstoff aus Südafrika finden Sie in diesem lesenswerten Artikel der GTAI
