Solarturm erstmals für Prozesswärme im Einsatz

Neben Stickstoff und Kalium sind Phosphate Hauptbestandteil von Düngemitteln und damit essentiell für die Nahrungsmittelversorgung der Menschen. Doch die Herstellung und Aufbereitung ist mit zahlreichen Herausforderungen verbunden – dazu gehört etwa die energieintensive Phosphatproduktion.

Marokko ist einer der größten Phosphatproduzenten weltweit – der Staatskonzern OCP (Office Chérifien des Phosphates) ist mit einem Jahresumsatz von vier Milliarden Euro Weltmarktführer. Bisher wird diese Energie durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe bereitgestellt. OCP hat sich jedoch das Ziel gesetzt bis 2030 auf ausschließlich grüne Energiequellen umzustellen. Gemeinsam mit OCP und weiteren Partner*innen aus Wirtschaft und Wissenschaft in Marokko und Deutschland entwickelt das Solar-Institut Jülich der FH Aachen (SIJ) jetzt ein Verfahren, wie Sonnenenergie anstelle fossiler Energieträger bei der Gewinnung von Phosphat eingesetzt werden kann. Innerhalb des Projekts "SoPhosM – System zur bedarfsgerechten Bereitstellung solarer Prozesswärme für den Trocknungsprozess von Phosphat in Marokko" wird eine Anlage gebaut, die 100.000 Tonnen Phosphatschlamm pro Jahr trocknen soll. Dadurch können 1.000 Tonnen Heizöl eingespart werden. In weniger als drei Jahren soll die Anlage in Marokko ihren Betrieb aufnehmen. 

Die Forschenden nutzen dafür eine Technologie, die seit 2005 am Solar-Institut Jülich entwickelt und im Solarturm Jülich erstmals umgesetzt wurde: Beweglich gelagerte Spiegel – sogenannte Heliostaten – lenken das Sonnenlicht auf einen Receiver. Dieser besteht aus porösem keramischem Material, das indirekt mithilfe der Heliostaten mit Sonnenenergie erhitzt wird. Der Receiver wird von Luft durchströmt, die zwischen 600 und 800 Grad Celsius heiß wird. 

Wuppertal Institut übernimmt Potenzialanalyse und Nachhaltigkeitsbewertung

Das Wuppertal Institut ist innerhalb des SoPhosM-Projekts für die Potanzialanalyse und Nachhaltigkeitsbewertung verantwortlich. Die Forscherinnen untersuchen etwa das Potenzial zur Nutzung solarer Prozesswärme in der marokkanischen Industrie. Zudem analysieren sie sozialökologische Nachhaltigkeitsaspekte.

Dr. Julia C. Terrapon-Pfaff, Co-Leiterin des Forschungsbereichs Energiewende International am Wuppertal Institut, erklärt: "Mithilfe unserer Analyse können wir die Chancen und Herausforderungen ableiten, die mit der industriellen Anwendung von solarer Prozesswärme einhergehen. Zudem nehmen wir auch die Rahmenbedingungen für die breitere Anwendung in den Blick unserer Untersuchung." Die Berücksichtigung sozialer, ökologischer und ökonomischer Belange bereits in dieser frühen Phase der Technologieentwicklung soll sicherstellen, dass bei einem späteren Ausbau positive Effekte realisiert und negative Effekte vermieden werden und so eine nachhaltige Entwicklung in Marokko gefördert wird. "Vor dem Hintergrund wollen wir entsprechende Entwicklungspfade identifizieren, die die positiven Auswirkungen maximieren – dazu gehören beispielsweise Beschäftigung und lokale Entwicklung."

Das Projekt wird mit 1,6 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Neben OCP und weiteren marokkanischen Forschungspartner*innen wie der Mohammed VI Polytechnic University (UM6P), dem Green Energy Park (GEP) und dem Institute Research Energy Solar And Energy Nouvelles (IRESEN) sind von deutscher Seite neben dem Wuppertal Institut auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie die Technologie-Entwickler und -Hersteller Kraftanlagen Energies & Services, Schlaich Bergermann Partner (sbp) und Hilger GmbH am Projekt beteiligt.