Grüner Wasserstoff und seine Derivate gelten als Schlüsseltechnologien für eine klimaneutrale Industrie und den internationalen Energiehandel. Für Länder der Entwicklungsgemeinschaft des südlichen Afrika SADC (Southern African Development Community) eröffnen sich damit neue wirtschaftliche Perspektiven als Exportregionen. Gleichzeitig stellen die teils stark divergierenden 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.
»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 seiner Derivate.« Das Fraunhofer IEG koordiniert die Modellierungsarbeiten zur Systemanalyse in Block »Szenarien für den Hochlauf und Wechselwirkungen zu Zertifizierungsschemata«. Es modelliert detailliert regionale erneuerbare Energien, einzelne Power-to-X-Projekte sowie den Wasserstoff-Weltmarkt. Des Weiteren berücksichtigt das Fraunhofer IEG Aspekte wie bspw. Wasserverfügbarkeiten und Landnutzung. Den Rahmen dafür bildet ein techno-ökonomisches Energiesystemmodell, das die übergeordnete Entwicklung von Stromerzeugungskapazitäten, von Power-to-X-Produktionskapazitäten sowie von 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 mehr als technologische Innovationen allein. Mit HySecunda verfolgt das Projektteam deshalb einen systemischen Ansatz, der Technologieentwicklung, regulatorische Rahmenbedingungen und Capacity Building integriert zusammenführt. Wenn diese drei Dimensionen gemeinsam gedacht werden, können nachhaltige Wertschöpfung, internationale Marktintegration und belastbare Wasserstoffpartnerschaften entstehen.
Im Rahmen des Projekts wurde nun 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. Analysiert werden vier potenzielle Importregionen – die Europäische Union, das Vereinigte Königreich, Südkorea und Japan – mit Blick auf ihre jeweiligen Zertifizierungsschemata, rechtlichen Anforderungen und Marktanreizmechanismen. 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.
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 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 weiterführende quantitative Analysen geplant, die bis zum Jahresende 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. 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 ökologischer, sozialer und wirtschaftlicher Nachhaltigkeitsaspekte von Erzeugung, Transport und Speicherung von Wasserstoff und seinen Derivaten zu ermöglichen.
Das HySecunda-Projekt hat zum Ziel, den Aufbau einer Wasserstoff-Exportwirtschaft in der Region zu untersuchen, zu unterstützen und zu begleiten. Dies geschieht auf den drei Gebieten Capacity Building (Projektblock I), Markt- und Systemanalyse inkl. Zertifizierung (Projektblock II) sowie Technologieentwicklung (Projektblock III). In Block I werden Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen entwickelt und Schulungen durchgeführt, die die Verfügbarkeit von benötigtem Fachpersonal zum Aufbau der Wasserstoffexportwirtschaft sicherstellen sollen. In Block II werden Szenarien für den Hochlauf analysiert und entwickelt sowie Wechselwirkungen zu Zertifizierungsschemata untersucht. Block III umfasst die Technologieentwicklung von Elektrolyseuren zu Verbesserungen von Oberflächen, von eingesetzten Materialien sowie Produktionsverfahren zur Steigerung von Effizienz und Langlebigkeit von Komponenten und zur Senkung von Kosten. Die Fraunhofer Institute IMWS, ISC, IEE, IST, IWES, IKTS, ISE, ISI und IEG arbeiten im Projekte HySecunda im Rahmen des Clusters Fraunhofer CINES zusammen. Beteiligte externe Partner sind Linde, ITM Linde Electrolysis, SASOL und ENERTRAG SE
• Zum Whitepaper:
https://publica.fraunhofer.de/entities/publication/222b810d-018e-494d-9bb3-5e5d0d52d6a7 (publica.fraunhofer.de)
• Projektwebseiten HySecunda:
https://www.ieg.fraunhofer.de/de/projekte/hysecunda.html
hysecunda.fraunhofer.de
