Solar Fuels für Äthiopien: Aufbau eines Kompetenzzentrums für Power-to-X

Projektziele

• Einrichtung eines Lehrgangs zur P2X-Theorie und zu praktischen Experimenten am Departement für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen (MScE) der ASTU. Der Lehrgang vermittelt die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse und deckt alle erforderlichen Grundlagen ab.
• Planung, Aufbau und Inbetriebnahme einer Methanol-Syntheseanlage im Labormassstab an der ASTU. Diese Anlage unterstützt die P2X-Forschung, insbesondere die Optimierung von Betriebsparametern sowie die Entwicklung und Bewertung von Katalysatoren.
• Entwicklung und Akquise weiterer Projektvorschläge zur Stärkung des Kompetenzzentrums an der ASTU.

Das übergeordnete Ziel des Projekts wird in der Linderung der Energiearmut im ländlichen Äthiopien durch die Bereitstellung sauberer, erschwinglicher und nachhaltiger Brennstoffe sowie die Einführung der P2X-Technologie zur Dekarbonisierung aller relevanten Sektoren in Äthiopien gesehen.

Zur Erreichung dieses Ziels wird ein Kompetenzzentrum für P2X-Technologie am MScE der ASTU in Adama eingerichtet. Dieses Kompetenzzentrum soll regelmässig ausgebildete Spezialisten hervorbringen, international wettbewerbsfähige Forschung im Bereich P2X betreiben und geeignete institutionelle Rahmenbedingungen fördern.

Vorprojekt

Die Entwicklung des Projekts «Solar Fuels» wurde im Frühjahr 2020 initiiert. Zunächst wurde eine standortunspezifische Machbarkeitsstudie für eine P2X-Anlage durchgeführt. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden verschiedene Projektoptionen skizziert und verglichen. Als vielversprechendste Option wurde der Aufbau eines Kompetenzzentrums für P2X-Technologie an der ASTU identifiziert und weiter ausgearbeitet. Im Anschluss daran wurde das Fundraising für die Planungsphase des Projekts «Solar Fuels» gestartet, das Anfang 2022 erfolgreich abgeschlossen werden konnte.

Planungsphase (Abgeschlossen)

Die Planungsphase zur Errichtung einer Forschungs- und Demonstrationsanlage wurde Anfang 2022 begonnen und Ende 2022 erfolgreich abgeschlossen. Während dieser Phase wurde festgestellt, dass Power-to-Methanol der vielversprechendste P2X-Ansatz für den äthiopischen Kontext ist. Anschliessend wurde eine Machbarkeitsstudie für eine Power-to-Methanol-Demonstrationsanlage auf dem Campus der ASTU erstellt. Parallel dazu wurden erste Konzepte für einen P2X-Lehrplan am MScE ASTU sowie ein Forschungsplan für die geplante Anlage entwickelt.

Die Finanzierung der Umsetzungsphase, deren Kosten auf 2 bis 2,4 Mio. CHF geschätzt wurden, konnte jedoch nicht erfolgreich gesichert werden. Mitte 2023 wurde daher beschlossen, die Umsetzungsphase neu zu strukturieren. Insbesondere wurde entschieden, die geplante Forschungs- und Demonstrationsanlage vom Demonstrationsmassstab auf den Labormassstab zu reduzieren. Der Schwerpunkt des Projekts bleibt weiterhin auf Bildung und Forschung gerichtet. Obwohl der Demonstrationseffekt für die P2X-Technologie dadurch geringer ausfällt, wird das Ziel, ein Kompetenzzentrum an der ASTU zu etablieren, weiterhin verfolgt.

Umsetzungsphase

Mit dem angepassten Ansatz wird das Projekt in kleineren Schritten vorangetrieben, wobei das Ziel der Etablierung eines Kompetenzzentrums für P2X-Forschung an der ASTU bestehen bleibt.

Zu den ersten Schritten der Umsetzungsphase gehört die Entwicklung und Einführung eines neuen Lehrgangs für die P2X-Technologie am MScE ASTU, der sowohl theoretische als auch praktische Elemente umfasst. Zudem wird die Entwicklung und Inbetriebnahme einer Methanol-Syntheseanlage im Labormassstab geplant, die dank moderner Messgeräte auch Spitzenforschung ermöglicht. Darüber hinaus werden weitere Massnahmen zur Stärkung der Kapazitäten des MScE ASTU im Bereich P2X entwickelt und finanziert.

Langfristig wird erwartet, dass das Kompetenzzentrum für P2X-Technologie ein zentraler Treiber für die Umsetzung der P2X-Technologie in Äthiopien wird. Dies soll einerseits durch die kontinuierliche Ausbildung von Fachkräften, die Entwicklung- und Evaluierung von Umsetzungskonzepten im kommerziellen Massstab für äthiopische Anwendungsfälle, anderseits durch die Bewusstseinsbildung für diese Schlüsseltechnologie der Energiewende, erreicht werden. Darüber hinaus wird darauf hingearbeitet, geeignete institutionelle Rahmenbedingungen zu schaffen.

Figure 1 Wirkungslogik