Die Republik Südafrika ist vor allem für ihren Rohstoffreichtum bekannt. Doch Südafrika ist auch ein Industriestandort. Wie in vielen anderen Ländern dieser Welt werden auch hier zahreiche Projekten gefördert, die sich um die praktische Umsetzung der nachhaltigen Wasserstofftechnologien bemühen.
Zwar fehlt es selbst für Elektrofahrzeuge völlig an einer geeigneten Infrastruktur und noch viel mehr in Bezug auf mobile Anwendungen für Wasserstoff. Doch erste Anwendungen für den stationären Einsatz von Wasserstoff gibt es: Im August 2020 wurde als erste Großanlage ein Militärkrankenhaus mit einer siebenteiligen Brennstoffzellen-Einheit für die primäre Stromversorgung ausgerüstet.
Daran beteiligt sind die Unternehmen HyPlat, Bambili Energy, Power Cell Sweden, Horizon Fuel Cell Technologies und Element 1 (Wasserstoff-Generatoren, Betrieb mit Methanol) aus den USA. Die sieben FC-Einheiten werden mit zwei unterschiedlichen „Brennstoffen“ betrieben: Methanol und reiner Wasserstoff für die PEM-Fuelcells. Lieferanten für den Betrieb der Anlagen sind die Chemieunternehmen Air Products, Protea Chemicals und Sasol.
Zwar hat Südafrika gute Voraussetzungen für die Herstellung von Grünem Wasserstoff. Wegen der großen Transportwege zu den Abnehmermärkten kommen allerdings der Transport per Spezialschiff oder Pipeline nicht in Frage. Daher hat man sich früh schon darum bemüht, Wasserstoff direkt vor Ort in transportablere Formen zu bringen, so zum Beispiel Dünger (NH3) oder synthetische Treibstoffe. Auch die Herstellung von Vorprodukten wie Stahl mittels Wasserstoffeinsatz ist denkbar.
Sasol, ein 1950 in Südafrika gegründetes Chemie- und Erdölunternehmen, verfügt über jahrzehntelange Erfahrungen mit dem Fischer-Tropsch-Verfahren, womit aus Synthesegas (CO und H2) langkettigere Kohlenwasserstoffe hergestellt werden. Unter anderem wird mit dieser Technik - mit einem hohen CO2 Austrag - südafrikanische Kohle zu Motorenbenzin veredelt. Zusammen mit Enertrag und Linde plant Sasol eine Anlage, die im Gegensatz dazu mittels Wind- und Solarstrom erzeugten Wasserstoff zu jährlich etwa 50.000 Tonnen Kerosin umwandeln soll (Verbrauch des weltweiten Luftverkehrs ca. 50 Tonnen pro Sekunde).
Auch die extrem großen Bergwerksmaschinen (Minenlaster) haben einen sehr hohen Treibstoffverbrauch. Diesen fossilen Kraftstoff mit nachhaltiger erzeugtem zu ersetzen hat sich u.a. das Unternehmen Anglo American vorgenommen. Zusammen mit Komatsu (Fahrzeug) und Ballard Power (Fuelcell) sowie First Mode als Systemintegrator soll zunächst ein einzelnes Fahrzeug auf emissionsarmen Treibstoff umgestellt werden. Williams Advanced Engineering liefert Elektromotoren, Umrichter und Batterie, NPROXX liefern die Druckbehälter am Fahrzeug und der Tankstelle. Eine 3,5 MW Elektrolyseeinheit versorgt dabei die Wasserstofftankstelle.
Ähnliche Vorhaben gibt es auch im rohstoffreichen Australien, so zum Beispiel bei den Firmen Fortescue (2 GW H2-Elektrolyseur) oder Albemarle.
Erwähnenswert ist auch die Firma Hydrox Holdings aus dem Großraum Johannesburg, die eine membranlose Elektrolysetechnik entwickeln. Die Divergent Electrode Flow Trough (DEFT) Technik vermeidet den Schwachpunkt der trennenden Membran und erhöht die Lebensdauer der Elektrolyseanlage. Allerdings befindet sich die Entwicklung derzeit noch im prä-industriellen Stand.
© Gerald Friederici, 10.02.2022
Abschätzung des Hydrogen Council für den Wasserstoffbedarf 2050: bis zu 660 Millionen Tonnen Wasserstoff (2021: 90 Mio Tonnen H2 -Produktion, nahezu vollständig aus fossilen Energieträgern). Das entspricht einer theoretisch benötigten Elektrolyse-Leistung von 9.000 GW (~5kW/Nm³). Aktuell gibt es weltweit Fertigungskapazitäten von etwa 6 GW, die jedoch nicht abgerufen werden (Installierte Elektrolyse-Kapazität 1Q/2022: 300 MW).
Der Markt ist in der frühesten Phase des Hochlaufs und muß sich noch formieren. Den wesentlichen Anteil der Elektrolyseleistung werden die beiden Technologien "PEM-Elektrolyse" und "Alkalische Elektrolyse" für sich in Anspruch nehmen.
(Februar 2022)