Klimafreundliche Düngemittel für Deutschland und Südafrika
13.05.2025
Synthetische Stickstoffdünger sorgen für hohe Erträge in der Landwirtschaft, tragen aber auch erheblich zum Klimawandel bei. Wie lässt sich ihre Produktion dekarbonisieren? Welche politischen Rahmenbedingungen können die Umstellung auf grüne Technologien fördern? Und wie wird die Düngemittelindustrie zu einem zentralen Handlungsfeld der Deutsch-Südafrikanischen Energiepartnerschaft? Das untersucht die südafrikanische Chemieingenieurin Sibusisiwe Khuzwayo während eines einjährigen Fellowships im Rahmen des Bundeskanzler-Stipendienprogramms der Alexander-von-Humboldt-Stiftung.
Stickstoff-Dünger verursacht rund fünf Prozent der globalen Treibhausgas-Emissionen. Sein chemischer Grundstoff ist Ammoniak, das nach dem sogenannten Haber-Bosch-Verfahren aus Wasserstoff und Stickstoff hergestellt wird, unter Temperaturen von bis zu 500 Grad Celsius und hohem Druck. Dieser energieintensive Prozess verursacht erhebliche Emissionen von Treibhausgasen, vor allem CO2. Deutlich klimafreundlicher wäre der Einsatz von Wasserstoff, der aus einer Elektrolyse mit Strom aus erneuerbaren Quellen hergestellt wurde. Dann darf das Ammoniak das Label „grün“ tragen.
Mit Theorie und Praxis vertraut
„Grünes Ammoniak wird von der Just Energy Transition Partnership zwischen Deutschland und Südafrika, die 2021 beschlossen wurde, als strategische Priorität benannt. Die Umsetzung dieses Ziels steht allerdings noch ganz am Anfang. Während meines Fellowships will ich eine technisch-ökonomische Analyse durchführen, um die Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit der klimafreundlichen Umstellung der Produktion einzuschätzen“, erläutert Khuzwayo. Auf der Grundlage dieser Analyse will sie auch Empfehlungen zu Geschäftsmodellen und regulatorischen Rahmen erarbeiten.
Durch zwei Uni-Abschlüsse und mehrjährige Berufserfahrung bringt die Ingenieurin sowohl theoretische wie praktische Erfahrungen mit ans RIFS: Nach einem Bachelor-Abschluss an der Wits University in Johannesburg arbeitete sie fünf Jahre lang in der Bergbauindustrie in Südafrika. Während dieser Zeit entstand ihr Interesse an Nachhaltigkeit: „Während meiner Zeit in dem Bergbauunternehmen war ich an zahlreichen technologischen Entwicklungen beteiligt, die zur Optimierung metallurgischer Kreisläufe beitrugen, die Energieeffizienz erhöhten und die prozessbezogenen Gesamtemissionen reduzierten. Ich fand das eine spannende und sinnvolle Aufgabe, die ich gerne mit einem noch stärkeren wissenschaftlichen Hintergrund angehen wollte.“ Diesen erwarb sie durch ein Master-Studium in Chemieingenieurwesen am Imperial College London.
Klimaneutral und sozial gerecht
In der ersten Phase ihres Projektes sichtet Khuzwayo die Studienlage und führt Interviews mit Vertretern von Industrieunternehmen wie den SKW Stickstoffwerken Piesteritz in Sachsen-Anhalt oder dem norwegischen Chemiekonzern Yara, der auch in Deutschland und Südafrika tätig ist. Die Ausgangsbedingungen in beiden Ländern seien sehr unterschiedlich, betont die RIFS-Stipendiatin. Zum Beispiel habe Südafrika eine veraltete Netzinfrastruktur, aber ein hohes Potenzial für erneuerbare Energien. Von einem Düngemittel-Nettoimporteur könne sich das Land, auch durch Förderung im Rahmen der Just Energy Transition Partnership mit Deutschland, zu einem Exporteur von grünem Wasserstoff und seinen Derivaten wie Ammoniak entwickeln.
Obwohl ihre Expertise im technischen Bereich liegt, ist es Khuzwayo wichtig, auch soziale Fragen im Auge zu behalten. „Eine wirklich gerechte Energiewende kann nicht in einem Kontext stattfinden kann, in dem Millionen von Südafrikanerinnen und Südafrikanern noch immer keinen zuverlässigen Zugang zu Strom haben.“ Die Verbesserung der Energieversorgung müsse parallel zur Dekarbonisierung der Industrie erfolgen.
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