Die erste Anlage für grünen Wasserstoff in Santa Catarina ist bereits in Betrieb und befindet sich im Photovoltaiklabor der Bundesuniversität Santa Catarina (UFSC) im Sapiens Parque in Florianópolis. Wasserstoff gilt aufgrund der nachhaltigen Art seiner Herstellung als Kraftstoff der Zukunft und wird im neuen Laborblock produziert, in den 14 Millionen R$ investiert wurden. Der Raum wird diesen Freitag eröffnet, 25. Augustum 10:30 Uhr, unter Beteiligung eines Vertreters des Ministeriums für Bergbau und Energie (MME), der Ministerrätin und Leiterin der Brasilien-Deutschen Zusammenarbeit für nachhaltige Entwicklung, Petra Schmidt, und Vertretern der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ), deutsches Unternehmen, das Kooperationsprojekte in Brasilien umsetzt.

Diese Kooperation ist Teil des H2Brasil-Projekts, das Teil der deutsch-brasilianischen Zusammenarbeit für nachhaltige Entwicklung ist und von der GIZ in Partnerschaft mit dem MME umgesetzt wird. Ziel des Projekts ist es, den Ausbau des Marktes für grünen Wasserstoff (H2V) im Land zu unterstützen.

„Grüner Wasserstoff leitet eine neue wirtschaftliche, soziale und ökologische Entwicklungsagenda in Brasilien ein. Das Nationale Wasserstoffprogramm (PNH2) ist ein grundlegender Meilenstein in Brasiliens Strategie, die Energiewende weltweit anzuführen. Neben mehr Energiesicherheit trägt eine sauberere Produktion mit geringem Kohlenstoffgehalt auch zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bei, im Einklang mit den internationalen Umweltverpflichtungen Brasiliens“, sagte Minister Alexandre Silveira.

Der Minister betonte, dass es sich bei der PNH2 um eine kollektive Konstruktion mit dem Beitrag öffentlicher und privater Einrichtungen, Institutionen und Verbände handelt, die mit dem Sektor verbunden sind. Ihm zufolge ist die Energiewende eine Priorität für die Regierung von Präsident Lula, und Partnerschaften im Energiebereich mit anderen Ländern, insbesondere Deutschland, werden in diesem Prozess von grundlegender Bedeutung sein. Im März dieses Jahres unterzeichneten die beiden Länder ein Dokument, in dem die brasilianisch-deutsche Energiepartnerschaft für die Zusammenarbeit bei Studien im Bereich kohlenstoffarmer Wasserstoff bekräftigt wurde.

„Partnerschaften mit Unternehmen runden das Finanzierungsmodell für die im Labor durchgeführte wissenschaftliche und technologische Forschung und die Ausbildung qualifizierter Arbeitskräfte ab. Die technologische Präsentation sowie die wissenschaftliche und technologische Entwicklung sind die Hauptaktivitäten in diesem Bereich“, erklärt Professor Ricardo Rüther, Koordinator des Labors, das eine Pioniergeschichte in der Erzeugung von Solarenergie vorweisen kann.

Die Anlage verfügt über ein maximales Erzeugungspotenzial von 4,1 Nm3/h (Normalkubikmeter pro Stunde) grünen Wasserstoffs und eine maximale Produktion von 1 kg/h Ammoniak. Die tägliche Produktion wird von der Sonneneinstrahlung und damit von der täglichen Photovoltaik-Erzeugung abhängen. Sowohl Ammoniak als auch grüner Wasserstoff spielen eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung des Amazonas, da sie im Einklang mit den globalen Erwartungen an die Energieproduktion und -erzeugung nachhaltig produziert werden.

Der einzuweihende Raum verfügt über Labore in den unteren Etagen, Klassenzimmer und Forscher in den oberen Etagen sowie eine solarimetrische Station auf der Terrasse – wo die Messung solarer Parameter möglich ist. Darüber hinaus wurde es mit einer weiteren Innovation gebaut: Die Solarpaneele sind das Dach selbst und die Wandverkleidung, im Gegensatz zu den beiden anderen Laborblöcken, wo sie auf dem Dach installiert wurden. Oben im Gebäude gibt es sogar einen Aussichtspunkt, von dem aus man die Ausrüstung besichtigen kann.

Der Direktor des H2Brasil-Projekts, Markus Francke, erinnert daran, dass die von UFSC durchgeführte Arbeit die Forschung zu Energiespeicherung, Elektromobilität und der Produktion von grünem Ammoniakdünger erweitern wird, der für die Dekarbonisierung der Landwirtschaft in Brasilien wichtig ist. „Für uns bei der GIZ, einem Unternehmen, das die Projekte der deutsch-brasilianischen Zusammenarbeit für nachhaltige Entwicklung technisch umsetzt, sind diese Initiative und diese Partnerschaft ein gutes Beispiel für das Potenzial unserer gemeinsamen Arbeit. Wir fügen hier viele verschiedene Dimensionen hinzu, wie Bildung, Innovation, wissenschaftliche Produktion, wirtschaftliche Entwicklung und Klimaschutz und viele Akteure. „Diese Summe an Anstrengungen und diese klare Zielsetzung werden uns zu den besten Ergebnissen führen“, betont er.

Im Rahmen der Einweihung können die Anwesenden neben dem Kennenlernen des Gebäudes auch die H2V-Speicherung in Flaschen vorführen. „Alle Inputs werden im Gebäude selbst erzeugt, das heißt, es ist nicht auf externe Inputs angewiesen“, erklärt der UFSC-Professor. Die Inputs sind Regenwasser und Solarstrom, die beide von den Dächern und Wänden des Labors stammen.

wegweisende Technologie

Wasserstoffgas, das das Adjektiv „grün“ aufgrund der Nachhaltigkeit der Produktion mittels Elektrolyse ausschließlich unter Verwendung von Wasser und erneuerbarer Energie erhält, wurde von den wichtigsten Ländern der Welt erforscht. Nach Angaben des internationalen Beratungsunternehmens Bloomberg New Energy Finance ist die Photovoltaik-Solarerzeugung in der Lage, kostengünstigen grünen Wasserstoff anzubieten, was UFSC sofort in den Mittelpunkt des Interesses der Partner gerückt hat.

Professor Rüther erklärt, dass grüner Wasserstoff derjenige ist, der durch die Nutzung einer erneuerbaren Energiequelle im Wasserelektrolyseprozess gewonnen wird, der ihn vom Sauerstoff in diesem Molekül trennt. „Man kann Wasserstoff für viele verschiedene Dinge nutzen, von der Verwendung in einer Brennstoffzelle über die Rückumwandlung in Elektrizität bis hin zur Verwendung als Kraftstoff. Raketen werden zum Beispiel alle mit Wasserstoff angetrieben.“ In der Praxis muss die Energie, die zur Gewinnung des Gases mit dem „grünen“ Siegel aufgewendet wird, ursprünglich aus der Sonne oder dem Wind stammen.

Um die Produktion von grünem Wasserstoff zu gewährleisten, sei laut Rüther eine reichliche Produktion von Solarenergie notwendig. Ein Teil dieser Energie wird aus der Pilot-Solaranlage mit bifazialen Modulen stammen, die in der Lage ist, Energie mit direkter Sonnenstrahlung und vom Boden reflektierter Strahlung zu erzeugen, einer Partnerschaft zwischen Laboratório Fotovoltaica und CTG Brasil, einem multinationalen Unternehmen im Energiebereich. Der andere Teil stammt aus der Abdeckung von Sonnenkollektoren auf dem Dach. „Wir haben unsere Solarerzeugungskapazität verdreifacht und diese zusätzliche Solarerzeugungskapazität wird zur Produktion von Wasserstoff genutzt“, erklärt Ruther.

Einer der Reaktoren ist für die Produktion von grünem Ammoniak (NH3) verantwortlich, einem Produkt, das üblicherweise als Düngemittel verwendet wird. Dies ist möglich durch die Kombination von durch Sonnenenergie erzeugtem Wasserstoff in Reaktion mit Stickstoff. Alle diese Technologien fördern Innovationen, die der Branche als Vorzeigeobjekt für die Machbarkeit und Anwendung der Technologie dienen. „Neben der Bedeutung für Forschung und Entwicklung im Land und im Land kommt diesem Projekt auch eine wichtige Rolle bei der Ausbildung von Humanressourcen zu. An dieser Arbeit werden rund 30 Forscher direkt beteiligt sein“, erklärt Rüther.

Der Amazonas steht auch im Mittelpunkt des Interesses der am Projekt beteiligten Wissenschaftler und gewährleistet das Engagement der an der Universität produzierten Wissenschaft für die wichtigsten Probleme der Welt. In Brasilien hat der Einsatz von grünem Wasserstoff direkte Auswirkungen auf die Dekarbonisierung des Amazonas. In der Region gibt es isolierte Systeme, die fossile Brennstoffe als Quelle nutzen und so Umweltschäden verursachen.

„Der Vorschlag besteht darin, das alles zu testen, Wasserstoff aus Sonnenenergie herzustellen, hier in unserer kontrollierten Umgebung, und das Wissen voranzutreiben“, betont Rüther. „Die Idee besteht darin, diese Erfahrung und dieses Wissen zu nutzen und sie in Hunderten von Mini-Grids im gesamten Amazonasgebiet zu reproduzieren, um diesen lokalen Bedarf zu decken“, schließt er.