HyTrA

Die Ausgangssituation

Südafrika steht vor großen Herausforderungen bei der sicheren und klimafreundlichen Energieversorgung. Häufige Stromausfälle, eine veraltete Infrastruktur und ein hoher Anteil fossiler Energien gefährden Wirtschaft und Umwelt. Zwar wächst der Anteil erneuerbarer Energien, doch reicht er nicht aus, um Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Der Ausbau dezentraler Stromerzeugung ist ein wichtiger Baustein für eine stabile und klimafreundliche Energieversorgung und wird politisch gezielt gefördert.

Der Lösungsansatz

Das Projekt HyTrA (Hydrogen Tryout Areal) entwickelte ein modulares Microgrid, das Photovoltaik, Batteriespeicher und Wasserstofftechnologie kombiniert. Herzstück ist das HyGrid, ein robustes und kostengünstiges System speziell geeignet für Märkte wie Südafrika. Es vereint Elektrolyse, Wasserstoffspeicherung und Brennstoffzellen und ermöglicht so eine CO₂-neutrale, netzunabhängige Stromversorgung.

Außerdem entstand mit dem HyWindow ein digitaler Zwilling, der den Betrieb virtuell abbildet, Prozesse optimiert und Schulungen ermöglicht. Ergänzend schaffte HyFrame den sozioökonomischen Rahmen für Wissenstransfer, Akzeptanz und lokale Wertschöpfung.

Die Ziele und Maßnahmen

Ziel war die praktische Demonstration wasserstoffbasierter Microgrids in Südafrika sowie die Schaffung einer Grundlage für ihre Verbreitung und Übertragung. Am Standort Kapstadt wurde auf dem Gelände des Industriepartners Alu-Cab ein Demonstrator errichtet und in Betrieb genommen. Das System ersetzt den dort üblichen Dieselgenerator und versorgt Teile der Produktion stabil und emissionsfrei.

HyWindow überwachte Energieflüsse und Systemzustände in Echtzeit, unterstützte die Optimierung und diente als Schulungsplattform für Fachkräfte und Studierende. Innerhalb von HyFrame organisierte das Projekt Workshops, Trainings und Innovationsformate mit Partnern wie der Universität Stellenbosch und dem Hasso-Plattner-Institut in Kapstadt.

Zusätzlich konzipierte das Projekt mobile, kostengünstige H₂-Microgrids für autarke Versorgung und die Erhöhung der Versorgungssicherheit in Industrieunternehmen. Es ermittelte lokale Anforderungen und Einsatzfelder und gewann einheimische Firmen dafür, Komponentenfertigung, Montage und Installation zu übernehmen, um kollaborative Wertschöpfungsketten aufzubauen.

Die Ergebnisse

HyTrA zeigte die technische Zuverlässigkeit und wirtschaftliche Tragfähigkeit wasserstoffbasierter Microgrids unter realen Bedingungen. Der Demonstrator versorgt Alu-Cab stabil, leise und CO₂-neutral.

Das digitale Referenzsystem HyWindow beschleunigte Betrieb und Wartung, ermöglichte Remote-Services und stärkte Ausbildung und Qualifizierung. HyFrame verankerte die Technologie in Industrie, Politik und Bildung, erhöhte die Akzeptanz und legte den Grundstein für lokale Wertschöpfung.

Handlungsempfehlungen adressieren die Skalierung in strukturschwachen Regionen, geeignete regulatorische Anreize sowie technologieoffene Finanzierungsmodelle wie Leasing und Power-Purchase-Agreements. Perspektiven betreffen effizientere Speicher, Materialforschung, sektorübergreifende Integration wie Abwärmenutzung und E-Mobilität sowie eine stärkere Einbindung in europäische Forschungsverbünde.