Nicht nur, dass das Projekt SafeWaterAfrica die Trinkwasserversorgung in Südafrika und Mosambik verbessert und die Umwelt schützt. Für die Technologien zur Wasseraufbereitung sind zuallererst afrikanische Unternehmen verantwortlich, die Wirtschaft und Beschäftigung in den Ländern stärken. Für diesen ökologischen und auch ökonomischen Erfolg ist das Projekt unter Federführung des Braunschweiger Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST mit dem Solar Impulse Efficient Solution Label ausgezeichnet worden.

Demonstrationsanlage in Südafrika: Gesamtansicht mit den Solarmodulen zur Versorgung mit dem benötigten Strom  (Foto: Dr.-Ing. Jan Gäbler, Fraunhofer IST)

Pro Tag 20.000 Liter Trinkwasser nach WHO-Standard

Das Projekt SafeWaterAfrica hat es möglich gemacht: In Südafrika und Mosambik können zwei Demonstratoranlagen aus dem Wasser von Flüssen täglich jeweils 10.000 Liter Trinkwasser erzeugen – und das in einer Qualität, die dem Standard der Weltgesundheitsorganisation (WHO) entspricht. In der Nähe von Johannesburg sorgen seit September 2018 Solarzellen und Batterien für ein energieautarkes Wasseraufbereitungssystem, das sich aus verschiedenen Reinigungs- und Filterstufen zusammensetzt und den CO2-Ausstoß senkt.

Seit April 2019 ist die zweite Anlage in Ressano Garcia in Betrieb. Das Fraunhofer IST hat insbesondere seine Expertise in der Wasserdesinfektion eingebracht. Zum Einsatz kommen elektrochemische Zellen mit Diamantelektroden, die vom Wasser durchströmt werden. An die Elektroden wird eine niedrige Spannung angelegt, wodurch sich Ozon bildet. Dieses Ozon ist im Wasser gelöst und tötet die Keime ab. Das Fraunhofer IST hat die Technologie entwickelt und verfügt über eine der weltweit größten Anlagen zur Diamantbeschichtung. Sie ist imstande, eine 0,5 Quadratmeter große Elektrodenfläche mit einer dünnen Diamantauflage zu versehen.

Partner aus Afrika haben größten Anteil am Projekt

In dem Projekt, gefördert durch das EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation Horizont 2020, hat eine Reihe von Partnern zusammengearbeitet. Der größte Teil von ihnen kommt aus Afrika. Nur zwei Schlüsseltechnologien der Wasseraufbereitungsanlage stammen aus Europa, darunter die Technologie des Fraunhofer IST. Die beiden Demonstratoren sind so ausgereift, dass sie in Zukunft in weiteren Ländern zum Einsatz kommen können und dort wirtschaftlich betrieben werden können.

Dass SafeWaterAfrica sowohl für die Umwelt als auch für die Wirtschaft ein Gewinn ist, hat die Solar Impulse Foundation veranlasst, das Projekt mit dem Solar Impulse Efficient Solution Label auszuzeichnen. Die Schweizer Stiftung, gegründet von Umweltvisionär und Forscher Bertrand Piccard, honoriert effiziente technische Lösungen, die den Klimawandel nachhaltig bekämpfen und auch wirtschaftlich tragfähig sind.

Label der Solar Impulse Foundation beflügelt Umsetzung

Das Solar Impulse Efficient Solution Label gibt dem Projekt einen kräftigen Schub. »Wir freuen uns sehr über die Auszeichnung des Projekts SafeWaterAfrica. Die damit verbundene Öffentlichkeit möchten wir nutzen, um die Umsetzung vor Ort weiter voranzutreiben«, berichtet Dr. Lothar Schäfer, stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer IST und Koordinator von SafeWaterAfrica. Südlich der Sahara haben 40 Prozent der Bevölkerung, d. h. mehr als 100 Millionen Menschen keinen Zugang zu sauberem Wasser. Das Wasseraufbereitungssystem aus dem Projekt SafeWaterAfrica verbessert die Lebensverhältnisse und die Gesundheitssituation. »Das Besondere an den Anlagen ist, dass es sich nicht wie sonst oft um Lösungen für Afrika handelt«, betont Dr. Lothar Schäfer. »Die Entwicklung ist Made-in-Africa: Bei der Konzeption und beim Aufbau haben unsere afrikanischen Partner den wesentlichen Beitrag geleistet. Der Betrieb der beiden Anlagen erfolgte ausschließlich durch Personal vor Ort in Südafrika und Mosambik.«

Made-in-Africa-Ansatz sorgt für hohe Akzeptanz

Für den Erfolg hat dieser hohe Eigenanteil eine große Bedeutung. Die Erfahrung zeigt, dass in Afrika viele Projekte scheitern, wenn die Menschen an Planung und Umsetzung nicht beteiligt sind. Damit die Anlagen zur Trinkwasseraufbereitung Akzeptanz finden, verfolgt SafeWaterAfrica den Made-in-Africa-Ansatz. Die Maxime lautet: Afrikanische Unternehmen leisten so viel Entwicklungsarbeit, Komponentenbau und Installation wie möglich. Um die Ausbildung zu fördern, waren zwei afrikanische Hochschulen in das Projekt eingebunden. Während der mehrmonatigen Feldtests bedienten studentische und wissenschaftliche Mitarbeitende die Anlagen und werteten die Versuche aus.

In den vergangenen drei Jahren hat die Solar Impulse Foundation mehr als 1000 technologische Innovationen mit ihrem Label weltweit gewürdigt. Im Sinne des Stiftungsgründers Bertrand Piccard sollen sie für Regierungen und Unternehmen wichtige Werkzeuge sein, um gemeinsam den Klimawandel zu bekämpfen. Das Wasseraufbereitungssystem aus dem Projekt SafeWaterAfrica ist jetzt eine dieser ausgezeichneten Lösungen.

Um ökologische Herausforderungen zu bewältigen und gleichzeitig wirtschaftliches Wachstum zu ermöglichen, hat Bertrand Piccard über die Stiftung Solar Impulse die Herausforderung gestartet, 1000 profitable Lösungen zum Schutz der Umwelt auszuwählen, um die Entscheidungsträger in Regierungen und Unternehmen zu überzeugen, ihre Umweltziele zu erreichen und eine ehrgeizige Energiepolitik, die notwendig ist, um diese Lösungen auf den Markt zu bringen. Das Ziel: den Übergang zu einer kohlenstofffreien und nachhaltigen Wirtschaft zu beschleunigen.

Das Solar Impulse Efficient Solution-Label und die Stiftung Solar Impulse

Als eines der ersten Labels für Unternehmen mit positiven Auswirkungen, das Umweltschutz und finanzielle Rentabilität miteinander verbindet, wird das Solar Impulse Efficient Solution-Label nach einer Bewertung durch externe, unabhängige Experten vergeben. In Zusammenarbeit mit renommierten Institutionen müssen Lösungen, die sich für das Label bewerben, eine neutrale, auf verifizierten Standards basierte, Methodik durchlaufen. Dieses Label dient als Auszeichnung für saubere und rentable Lösungen. Die Stiftung Solar Impulse hat sich zum Ziel gesetzt, die Umsetzung von sauberen und rentablen Lösungen zu beschleunigen. Darüber hinaus unterstützt die Stiftung Entscheidungsträger in Unternehmen und Regierungen dabei, ihre Umweltziele zu erreichen und eine ehrgeizigere Energiepolitik zu verfolgen, die notwendig ist, um diese Lösungen auf den Markt zu bringen.

English Version: 

The SafeWaterAfrica project not only improves drinking-water supplies in South Africa and Mozambique and protects the environment: The technologies for water treatment are the responsibility of first and foremost African companies, which strengthen the economy and employment in these countries. For this both ecological and economic success, the project under the leadership of the Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST in Braunschweig has been awarded the Solar Impulse Efficient Solution label.

20,000 liters of drinking water per day in accordance with WHO standard

The SafeWaterAfrica project made it possible: In South Africa and Mozambique, two demonstrator plants can each produce 10,000 liters of drinking water per day from river water – and in a quality that complies with the World Health Organization (WHO) standard. Near Johannesburg, solar cells and batteries have been providing an energy-autonomous water-treatment system since September 2018, which is composed of various purification and filtration stages and reduces CO2 emissions. The second plant, in Ressano Garcia, has been in operation since April 2019.

The Fraunhofer IST has contributed in particular its expertise in water disinfection. The technology uses electrochemical cells with diamond electrodes through which the water flows. A low voltage is applied to the electrodes, causing ozone to form. This ozone is dissolved in the water and kills the germs. The Fraunhofer IST developed the technology and has one of the world’s largest facilities for diamond coating. It is capable of applying a thin diamond coating to a 0.5 square meter electrode surface.

Partners from Africa have the largest share in the project

A host of partners have collaborated on the project, which is funded by the EU’s Horizon 2020 framework program for research and innovation. The majority of the partners are from Africa. Only two key technologies of the water-treatment plant originate from Europe, including the technology from the Fraunhofer IST. The two demonstrators are now so mature that they can be used in other countries in the future and can be operated there economically.

The fact that SafeWaterAfrica is a gain for both the environment and the economy has prompted the Solar Impulse Foundation to award the project the Solar Impulse Efficient Solution label. The Swiss foundation, founded by environmental visionary and researcher Bertrand Piccard, rewards efficient technical solutions that sustainably combat climate change and are also economically viable.

Solar Impulse Foundation label spurs on implementation

The Solar Impulse Efficient Solution label provides the project with a powerful boost. “We are very happy about the award for the SafeWaterAfrica project. We would like to utilize the publicity it brings in order to further advance the implementation at local level,” reported Dr. Lothar Schäfer, Deputy Director of the Fraunhofer IST and coordinator of SafeWaterAfrica. South of the Sahara, 40 percent of the population – i.e. more than 100 million people – have no access to clean water. The water-treatment system from the SafeWaterAfrica project improves living conditions and the health situation. “What is special about the plants is that they are not solutions for Africa, as is often the case,” emphasized Dr. Lothar Schäfer. “The development is “Made in Africa”: In the design and construction, our African partners provided the major contribution. The operation of the two plants was carried out exclusively by local personnel in South Africa and Mozambique.”

“Made in Africa” approach ensures high level of acceptance

This high level of own contribution has played a major role in the success. Experience shows that many projects fail in Africa if the local communities are not involved in the planning and implementation. To ensure that the drinking-water treatment plants are accepted, SafeWaterAfrica follows the “Made in Africa” approach. The maxim is that African companies perform as much development work, component construction and installation as possible. In order to promote training, two African universities were involved in the project. During the field tests, which lasted several months, student and academic staff operated the systems and evaluated the tests.

In the past three years, the Solar Impulse Foundation has honored more than 1000 technological innovations with its label worldwide. In the spirit of the foundation’s founder Bertrand Piccard, they are intended to be important tools for enabling governments and companies to work together to combat climate change. The water-treatment system from the SafeWaterAfrica project is now one of these award-winning solutions.

To address environmental challenges while enabling economic growth, Bertrand Piccard has launched, through the Solar Impulse Foundation, the challenge of selecting 1000 profitable solutions to protect the environment in order to convince decision-makers in governments and businesses to achieve their environmental targets and adopt more ambitious energy policies, which are necessary to pull these solutions to market. Our aim: to accelerate the transition to a carbon-free and sustainable economy.

About the Solar Impulse Efficient Solution Label and the Solar Impulse Foundation

One of the first labels for positive impact businesses bringing together protection of the
environment and financial viability, the “Solar Impulse Efficient Solution” Label is attributed
following an assessment performed by external independent experts. In collaboration with
renowned institutions, solutions applying for the label must go through a neutral methodology based on verified standards. This label serves as an award for clean and profitable solutions. The Solar Impulse Foundation is dedicated to accelerating the implementation of clean and profitable solutions. Moreover, the Foundation is helping decision-makers in businesses and governments to achieve their environmental targets and adopt more ambitious energy policies, which are necessary to pull these solutions to market.