Grüner Wasserstoff und seine Nebenprodukte gelten als Schlüsseltechnologien für eine klimaneutrale Industrie sowie für den internationalen Energiehandel. Für die Länder der Entwicklungsgemeinschaft des südlichen Afrika (SADC, Southern African Development Community) eröffnen sich damit neue wirtschaftliche Perspektiven als Exportregionen. Gleichzeitig stellen die teils stark voneinander abweichenden Nachhaltigkeits- und Zertifizierungsvorgaben der Importländer eine zentrale Herausforderung dar. Sie beeinflussen maßgeblich, ob und unter welchen Bedingungen PtX-Produkte Zugang zu internationalen Märkten erhalten können.
Von Energiesicherheit bis SADC-Entwicklung
„Mit HySecunda tragen wir gleichermaßen zur Energiesicherheit in Deutschland und Europa und zur wirtschaftlichen Entwicklung im südlichen Afrika bei“, erklärt Dr. Christoph Nolden vom Fraunhofer IEG. „Das Projekt ist ein Baustein für den internationalen Markthochlauf von grünem Wasserstoff und seinen Derivate.“ Das Fraunhofer IEG koordiniert die Modellierungsarbeiten zur Systemanalyse im Block „Szenarien für den Hochlauf und Wechselwirkungen zu Zertifizierungsschemata“. Dabei werden regionale erneuerbare Energien, einzelne Power-to-X-Projekte sowie der Wasserstoff-Weltmarkt detailliert modelliert.
Des Weiteren berücksichtigt das Fraunhofer IEG Aspekte wie beispielsweise Wasserverfügbarkeiten und Landnutzung. Grundlage dafür ist ein techno-ökonomisches Energiesystemmodell, das die Entwicklung der Stromerzeugungskapazitäten, der Power-to-X-Produktionskapazitäten sowie der aus- und aufzubauenden Infrastrukturen (nationale und länderübergreifende Netze, Exportmöglichkeiten wie Häfen, CO2- und Wasserversorgung) abbildet.
Das Whitepaper ist im Rahmen des vom BMFTR geförderten Projekts „HySecunda“ entstanden. In dem Verbundprojekt arbeiten neun Fraunhofer-Institute interdisziplinär für einen internationalen Markthochlauf von grünem Wasserstoff und seinen Derivaten in der SADC-Region. Der erfolgreiche Hochlauf einer internationalen Wasserstoffwirtschaft erfordert jedoch mehr als technologischen Fortschritt allein. Mit HySecunda verfolgt das Projektteam deshalb einen systemischen Ansatz, der Technologieentwicklung, regulatorische Rahmenbedingungen und Kapazitätsaufbau integriert zusammenführt. Werden diese drei Dimensionen gemeinsam gedacht, können nachhaltige Wertschöpfung, internationale Marktintegration und belastbare Wasserstoffpartnerschaften entstehen.
Importmärkte im Vergleich: Regeln und Anreize für PtX-Exporte
Im Rahmen des Projekts wurde ein Whitepaper mit dem Titel „Navigating PtX Certification Challenges: Qualitative Assessment of Sustainability Requirements and Cost Dynamics for Exports from the SADC Region“ veröffentlicht. Der Fachbeitrag bietet einen umfassenden qualitativen Überblick über politische, rechtliche und ökonomische Rahmenbedingungen für PtX-Exporte aus der SADC-Region. Dabei werden vier potenzielle Importregionen – die Europäische Union, das Vereinigte Königreich, Südkorea und Japan – hinsichtlich ihrer jeweiligen Zertifizierungsschemata, rechtlichen Anforderungen und Marktanreizmechanismen analysiert.
Untersucht werden unter anderem die Erneuerbare-Energien-Richtlinie der EU (RED III) sowie Instrumente wie H2Global, atmosfair fairfuel, das britische RTFO-System und verschiedene Quoten für nachhaltige Flugkraftstoffe. Der Vergleich zeigt, welche regulatorischen Anforderungen für Produzenten in der SADC-Region besonders relevant sind und wie stark die Erwartungen zwischen den Importmärkten variieren.
Zielmarkt als Designfaktor
Ein zentrales Ergebnis der Analyse ist, dass sich die Nachhaltigkeitskriterien in den untersuchten Importregionen deutlich unterscheiden und in der EU am striktesten und detailliertesten ausgestaltet sind. „Diese unterschiedlichen Anforderungen wirken sich unmittelbar auf das technische Systemdesign, die Auslegung der PtX-Produktionsanlagen sowie auf die Investitions- und Betriebskosten aus“, erklärt Dr. Elena Timofeeva, Forscherin am Fraunhofer IEG und Mitautorin des Whitepapers. „Für Projektentwickler bedeutet dies, dass eine frühzeitige Festlegung auf einen Zielmarkt erforderlich ist, um Anlagen zertifizierungskonform und wirtschaftlich auslegen zu können.“
Darüber hinaus fasst das Whitepaper politisches Feedback zu den EU-PtX-Kriterien sowie Ergebnisse aus Stakeholder-Diskussionen zur PtX-Zertifizierung in der SADC-Region zusammen. Aufbauend auf den qualitativen Erkenntnissen sind im Projekt HySecunda bis zum Jahresende weiterführende quantitative Analysen geplant, die den Einfluss der Nachhaltigkeitsanforderungen auf Kostenstrukturen und Systemkonfigurationen von PtX-Anlagen vertiefend untersuchen sollen.
Sowohl in der EU als auch auf anderen potenziellen Absatzmärkten müssen Wasserstoff und dessen Derivate bestimmten Nachhaltigkeitskriterien entsprechen. Eine Zertifizierung belegt die Erfüllung dieser Kriterien und sichert so Investitionen ab. In diesem Rahmen wirkt das Fraunhofer IEG an der Entwicklung der DIN-Norm DIN 35809 „Nachhaltigkeitskriterien für Wasserstoff und Wasserstoffderivate“ mit. Die Norm soll Grundsätze, Kriterien und Indikatoren definieren, um eine umfassende Bewertung der ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeitsaspekte der Erzeugung, des Transports und der Speicherung von Wasserstoff und seinen Derivaten zu ermöglichen.
Das HySecunda-Projekt zielt darauf ab, den Aufbau einer Wasserstoff-Exportwirtschaft in der Region zu untersuchen, zu unterstützen und zu begleiten. Dies geschieht in den drei Projektblöcken „Capacity Building“, „Markt- und Systemanalyse inklusive Zertifizierung“ sowie „Technologieentwicklung“. In Block I werden Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen entwickelt und Schulungen durchgeführt, um die Verfügbarkeit des benötigten Fachpersonals für den Aufbau der Wasserstoffexportwirtschaft sicherzustellen. In Block II werden Szenarien für den Hochlauf analysiert und entwickelt sowie Wechselwirkungen zu Zertifizierungsschemata untersucht. Block III umfasst die Technologieentwicklung von Elektrolyseuren, die Verbesserung von Oberflächen und eingesetzten Materialien sowie von Produktionsverfahren, um die Effizienz und Langlebigkeit von Komponenten zu steigern und die Kosten zu senken. Im Rahmen des Clusters Fraunhofer CINES arbeiten die Fraunhofer-Institute IMWS, ISC, IEE, IST, IWES, IKTS, ISE, ISI und IEG im Projekt HySecunda zusammen. Externe Partner sind Linde, ITM Linde Electrolysis, SASOL und Enertag.
