Grüner Wasserstoff aus Afrika

Das Ergebnis des Projekts „H2Atlas Africa“ ist ein Atlas, der die Regionen Afrikas und ihre Potenziale für grünen Wasserstoff aufzeigt. Die Karte dient als Werkzeug für Interessen­gruppen, Wissenschaftler und Entscheidungs­träger, um zu bestimmen, welche Standorte für den Aufbau entsprechender Infra­strukturen relevant sein könnten. Der nun am Forschungs­zentrum Jülich präsentierte Abschluss­bericht des Projektes zeigt, dass Afrika enormes Potenzial hat, um den eigenen Energiebedarf mit erneuer­baren Quellen zu decken und sich darüber hinaus als führender Exporteur von grünem Wasserstoff zu etablieren. 

Ziel des Projekt, das zur „Go Green Go Africa“-Initiative des Bundesforschungs­ministerium (BMBF) gehört, ist die Unterstützung einer nachhaltigen und wirt­schaftlichen Entwicklung des afrikanischen Kontinents durch eine Wasserstoff­wirtschaft. Afrika kann so seine Bedeutung als Exporteur von grünem Wasserstoff auf den inter­nationalen Energiemärkten stärken. Der lokale Energiebedarf wird dabei priorisiert und eine nachhaltige Wasser­versorgung in grünen Wasserstoff­projekten von Anfang an berücksichtigt. 

Dafür arbeitet das Forschungs­zentrum Jülich mit Partnern in West-, Süd- und Ostafrika zusammen, um sicherzustellen, dass alle relevanten Interessen­gruppen einbezogen werden und alle lokalen Daten in die Forschung einfließen. Die größten Potenziale für grünen Wasserstoff pro Fläche bestehen in der Sahara und in der Nama-Karoo Ökoregion im südlichen Afrika. Allerdings haben auch Regionen mit geringeren Flächen­potenzialen sehr bedeutende Quali­fikationen für die Erzeugung von grüner Energie und grünem Wasserstoff.

Zudem hat das Forschungs­zentrum Jülich diese Woche einen hochmodernen Teststand für Elektrolyseure zur Produktion von grünem Wasserstoff eingeweiht. Damit werden Industrie-Stacks untersucht, die mit fortgeschrittener Sensorik fortlaufend beobachtet werden. Die Anlage des Projekts „Deriel“, das von Siemens Energy koor­diniert wird, ist Teil des Wasserstoff-Leitprojektes H₂Giga des BMBF. Sie soll einen wichtigen Beitrag leisten, um Elektro­lyseure „made in Germany“ noch effizienter und langlebiger zu machen.

PEM-Elektrolyseure, die am neuen Teststand erforscht werden sollen, verwenden eine Protonaustausch­membran. Elektrolyseure dieses Typs sind mit schnellen Lastwechseln dynamisch betreibbar, und damit besonders gut für den Betrieb mit erneuerbaren Energien geeignet. Die neue Testanlage in Jülich ist für Elektro­lyseure realer Größe auf industrieller Skala ausgelegt, und mit modernster Sensorik ausgestattet. „Erstmalig wurde dem Forschungszentrum Jülich ein Teststand für PEM-Elektrolysestacks im Megawatt­bereich zur Verfügung gestellt“, sagt Projekt­koordinator Günter Schmid von Siemens Energy.

„Mit der Erforschung und Weiter­entwicklung der Wasser­elektrolyse im Megawatt­maßstab setzen wir weltweit neue Maßstäbe im Miteinander von Wissenschaft und Wirtschaft“, sagt Rüdiger A. Eichel vom Forschungs­zentrum Jülich. „Die gemeinsame Forschung hilft beiden Seiten: Unternehmen wie Siemens Energy können den wissen­schaftlichen Vorsprung in innovative Produkte umwandeln. Gleichzeitig lernt die Wissenschaft viel über die grund­legenden Vorgänge – und zwar im realen System, nicht nur an Modellen.“ 

Neben der aufwendigen Sensorik am laufenden Elektrolyseur untersucht „Deriel“ Materialproben aus dem Realbetrieb zusätzlich mit Computer­tomografie, Elektronen­mikroskopie, Kernspinresonanz­spektroskopie und Raman-Spektroskopie. Digitale Zwillinge simulieren zudem den kompletten Prozess – von der elektro­chemischen Reaktion im Innern über Strömungen und Temperaturen bis hin zur Gesamtanlage.

FZJ / JOL