Die aktuelle Kolumne

Resiliente und nachhaltige Ernährungssysteme stärken

Elektrolyse basierter Dünger als vielversprechende Innovation in Afrika

Stamm, Andreas / Christine Bosch / Fernanda Nan
Die aktuelle Kolumne (2026)

Bonn: German Institute of Development and Sustainability (IDOS), Die aktuelle Kolumne vom 30.03.2026

Bonn, 30. März 2026. Die Blockade der Straße von Hormus verdeutlicht die Anfälligkeit von globalen Düngemittel-Lieferketten für Störungen. Wasserstofftechnologien ermöglichen die lokale Produktion mit erneuerbaren Energien.

Im März 2026 schloss der Iran nach Angriffen durch Israel und die USA die Straße von Hormus. Dies kann erhebliche Auswirkungen auf die Weltwirtschaft haben, da die Meerenge zentral für den Öl- und Gastransport ist und die Preise steigen würden. Weniger Beachtung fanden bislang die Nahrungsmittelproduktion und die Ernährungssicherheit im Globalen Süden, insbesondere in Asien und Subsahara-Afrika, aber auch in Brasilien. Das sich abzeichnende Problem ist eng mit der Düngemittelversorgung verknüpft, insbesondere mit Stickstoffpräparaten. Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) sind essenzielle Makronährstoffe, wobei Stickstoffdünger weltweit, auch in Afrika, die größte Bedeutung haben. Die globalen Lieferketten für Phosphor und Kalium greifen auf Lagerstätten in Marokko und Kanada zurück, während Stickstoffdünger nicht aus natürlichen Vorkommen stammen. Früher wurden Quellen wie Gülle, Kompost, Guano und chilenischer Salpeter genutzt, um Nutzpflanzen mit Stickstoff zu versorgen. Diese waren jedoch knapp und reichten für die wachsende Weltbevölkerung nicht aus. 

Eine entscheidende Innovation stellte das früh im 20. Jahrhundert entwickelte Haber-Bosch-Verfahren (HBV) dar. Heute werden rund 98 % des Ammoniaks so hergestellt, was enorme Ertragssteigerungen ermöglicht hat. Dabei wird Ammoniak (NH₃) aus Wasserstoff (H₂) und Stickstoff (N₂) hergestellt. Während Stickstoff relativ einfach aus der Luft abgeschieden werden kann, ist dies für Wasserstoff nicht möglich, da seine Konzentration in der Atmosphäre sehr gering ist. Stattdessen dominiert die Dampfreformierung von Methan (Steam Methane Reforming, SMR), bei der Erdgas unter hohem Druck und hoher Temperatur mit Wasserdampf umgesetzt wird. Dabei wird Wasserstoff (H₂) gewonnen und CO₂ freigesetzt. Nahezu die gesamte Ammoniakproduktion ist weiterhin von Erdgas und dem traditionellen HBV abhängig, was zwei Probleme verursacht: Erstens müssen die Treibhausgasemissionen der konventionellen Stickstoffdüngerproduktion deutlich reduziert werden. Zweitens ergeben sich sehr lange Lieferketten: Von weltweit lediglich rund 500 NH₃-Anlagen, die an Gasfelder oder Pipelines gebunden sind, gelangen die Produkte über Importhäfen zum landwirtschaftlichen Betrieb. Wie anfällig diese Strukturen sind, lässt sich derzeit beobachten. Auch wirken sich Schwankungen der Erdgaspreise unmittelbar auf die Preise von Düngemitteln aus. 

Geringer Düngemitteleinsatz in Afrika

Der weltweite Düngemitteleinsatz stieg von 55 kg/ha im Jahr 1972 auf 134 kg/ha im Jahr 2022 – mit erheblichen regionalen Unterschieden. Im Jahr 2022 wurden in Ostasien durchschnittlich 321 kg/ha, in Lateinamerika 187 kg/ha und in der EU 124 kg/ha ausgebracht. In Subsahara-Afrika hingegen blieb der Düngemitteleinsatz mit durchschnittlich 18 kg/ha sehr gering (1972: 10 kg/ha). Daten der FAO zeigen, dass Afrika die geringste Ernährungssicherheit aller Weltregionen aufweist, unter anderem aufgrund von Konflikten, Naturkatastrophen, dem Klimawandel und der COVID-19-Pandemie. Aber auch der geringe Düngemitteleinsatz verschärft die Ernährungsunsicherheit. Eine unzureichende Nährstoffversorgung verringert Erträge, Nährstoffgehalt und die für die Bodengesundheit wichtige Biomasse. Zugleich kann sinkende Bodenfruchtbarkeit zur Ausweitung landwirtschaftlicher Flächen und zur Entwaldung beitragen.

Zwei Erklärungen der Afrikanischen Union (AU) griffen dieses Problem auf: Die Abuja-Erklärung (2006) setzte ein Ziel von 50 kg/ha bis 2015, das jedoch deutlich verfehlt wurde. Der Entwurf der Nairobi-Erklärung (2024) bekräftigte dieses Ziel, integrierte es jedoch in umfassendere Strategien zur Bodengesundheit und bezog mineralische und organische Düngemittel ein. 

Technologische Innovationen für die lokale Ammoniakproduktion und eine geringere Abhängigkeit von Lieferketten 

Ein vielversprechender Ansatz ist die dezentrale, klimaneutrale Produktion von Ammoniak auf Basis eines elektrifizierten HBV, das mit erneuerbaren Energien betrieben wird. Diese Technologien haben bereits einen hohen Reifegrad erreicht; eine erste Anlage wurde auf einem exportorientierten Großbetrieb in Kenia installiert. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass solche Lösungen in wenigen Jahren wettbewerbsfähig werden und erheblich zur Ernährungssicherheit beitragen könnten, insbesondere in „unterdüngten“ afrikanischen Ländern. 

Eine weitere Technologie, die sich derzeit noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, ist die Rückgewinnung von Ammoniak aus Abwasser. Dieser Ansatz ist auch für die Bewältigung eines weiteren Problems in vielen afrikanischen Ländern relevant: der Eutrophierung von Gewässern infolge übermäßiger Stickstoffeinträge in Oberflächen- und Grundwasser, ein Problem, das durch das rasante Bevölkerungswachstum weiter verschärft wird.

Kleinere Ammoniakprojekte, etwa im Rahmen öffentlich-privater Partnerschaften, könnten zusammen mit Genossenschaften oder ländlichen Gemeinden umgesetzt werden. Entwicklungsprogramme könnten diese Innovationen im Sinne der Nairobi-Erklärung mit Initiativen zur landwirtschaftlichen Entwicklung und zur Bodengesundheit verbinden. Darüber hinaus ist elektrolysebasiertes Ammoniak zwar ein nahezu klimaneutrales Produkt, dessen Handhabung, Transport und Lagerung jedoch weiterhin anspruchsvoll und potenziell gefährlich sind. Dies erfordert entsprechende Maßnahmen zum Kapazitätsaufbau sowie zur Standardisierung und Qualitätssicherung.

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Dr. Andreas Stamm ist Geograph und wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsabteilung "Transformation der Wirtschafts- und Sozialsysteme” des German Institute of Development and Sustainability (IDOS).

Dr. Christine Bosch ist Agrarökonomin und derzeit Postdoktorandin in der Abteilung „Sozialer und institutioneller Wandel in der landwirtschaftlichen Entwicklung“ am Hans-Ruthenberg-Institut der Universität Hohenheim.

Fernanda Nan ist eine internationale Wirtschaftsexpertin mit Spezialisierungen in Recht, Nachhaltigkeit, Compliance- und Prüfungsstandards, Circular Economy Agribusiness und Energie. Sie ist Gastdozentin für das Seminar „Accountability, Ethics, and Governance“ an der Hochschule Osnabrück in Deutschland und unterrichtet „Global Sustainability Business“ an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Universität Montevideo (UM).