Düngemittelproduktion in wasserarmen Regionen: Lehren aus dem Golf
Düngemittelhersteller in der Golfregion und im gesamten Nahen Osten und Nordafrika müssen in ihren Werken mit akuter Wasserknappheit umgehen. Dieser Artikel beschreibt ihre Vorgehensweise, aktuelle Forschungsergebnisse und reale Projekte zu den damit verbundenen Abwägungen und welche Erkenntnisse sich auf die Planung von Werken in Regionen mit eingeschränkter Frischwasserversorgung übertragen lassen. Eine Übersicht über die einzelnen Länder finden Sie in unserem [Link einfügen]. Düngemittelübersicht Naher Osten.
Warum Wasser und Dünger miteinander verbunden sind
Der Nahe Osten und Nordafrika zählen zu den wasserärmsten Regionen der Welt, beherbergen aber gleichzeitig einige der größten exportorientierten Düngemittelindustrien, die auf billigem Erdgas basieren. Eine Studie aus dem Jahr 2026, veröffentlicht in der Fachzeitschrift “Water Resources and Industry”, stellt fest, dass 16 der 25 Länder mit „extrem hohem Wasserstress“ in dieser Region liegen. Das bedeutet, dass sie mehr als 801.300 Tonnen ihres erneuerbaren Wasservorrats verbrauchen. Saudi-Arabien verfügt über weniger als 100 Kubikmeter erneuerbares Wasser pro Person und Jahr, Jordanien etwa 61.
Das führt zu einem Paradoxon. Dünger trägt zur Nahrungsmittel-Selbstversorgung bei, seine Herstellung verbraucht jedoch viel Wasser. Die Studie nennt Schätzungen, wonach für die Produktion einer Tonne Harnstoff bis zu 24 Kubikmeter Frischwasser zusätzlich zum Erdgas benötigt werden. Auch eine Anlage zur Herstellung von grünem Wasserstoff benötigt Reinstwasser für die Elektrolyse.
Um dies zu verdeutlichen, modelliert die Studie eine hypothetische, dekarbonisierte Harnstoffanlage mit einer Jahresproduktion von 1,27 Mio. Tonnen:
- 641,4 m³/h Trinkwasser für das Werk selbst
- 213,8 m³/h Trinkwasser werden benötigt, um die 160,35 m³/h Reinstwasser zu erzeugen, die die Elektrolyseure benötigen.
- Insgesamt 855,2 m³/h, was die Autoren auf 1.000 m³/h Trinkwasserversorgung aufrunden
Die Region verfügt bereits über fast die Hälfte der weltweiten Entsalzungskapazität, daher ist Entsalzung die naheliegende Wahl. Die eigentliche Frage ist, wie die Anlage und ihre Wasserversorgung optimal aufeinander abgestimmt werden können.
Lektion 1: Bauen Sie die Wasserversorgung in das Gelände ein.
Etablierte Anlagen in der Golfregion behandeln Wasser als Betriebsmittel, das parallel zu den Prozessanlagen geplant wird, und nicht als nachträglich zugeführten Input. Drei bestehende Anlagen in Saudi-Arabien und den Vereinigten Arabischen Emiraten zeigen unterschiedliche Vorgehensweisen:
| Website | Wasserquelle | Modell |
|---|---|---|
| Ma'aden, Ras Al-Khair (Saudi-Arabien) | Prozesswasser aus einer der weltweit größten Entsalzungsanlagen mit einem natürlichen, technischen Abwasserbehandlungssystem (NEWT). | Industriestadt mit gemeinsamer Entsalzungsanlage; das aufbereitete Wasser wird in der Produktion und zur Bewässerung vor Ort wiederverwendet. |
| Ma'aden, Wa'ad Al Shamal (Saudi-Arabien, im Norden) | Rohwasser, aufbereitet durch Ultrafiltration und zweifache Umkehrosmose | Vor-Ort-Aufbereitungsanlage zur Herstellung von demineralisiertem Wasser für die Düngemittelanlage und die Kesselanlagen |
| Fertil, Ruwais (VAE) | Meerwasser, entsalztes Wasser und Strom aus einem Kraftwerk von ADNOC. | Gemeinsamer Energieversorger für das Industriegebiet |
Standorte im Landesinneren wie Wa'ad Al Shamal zeigen, dass der gleiche Ansatz auch ohne Meerwasserzufuhr funktioniert, solange die Aufbereitungsanlagen auf den Bedarf des Werks an demineralisiertem Wasser ausgelegt sind.
Lektion 2: Sole als Ressource betrachten, aber die Wirtschaftlichkeit prüfen.
Die Gewinnung von mehr Wasser und Mineralien aus Sole macht ein Projekt nicht automatisch attraktiver. Weltweit fallen bei der Meerwasserentsalzung täglich über 142 Millionen Kubikmeter Sole an, deren Entsorgung etwa 5–331 Tonnen der gesamten Entsalzungskosten ausmacht. Eine Lösung ist die Mindestmengenableitung (MLD), bei der die Sole weiter konzentriert und Mineralien wie Magnesiumhydroxid und Natriumchlorid gewonnen und verkauft werden.
Die Studie aus dem Jahr 2026 testete dies für ihre hypothetische Harnstoffanlage an einem Standort an der marokkanischen Mittelmeerküste. Verglichen wurden eine konventionelle Meerwasserentsalzungsanlage (SWRO), eine Basisanlage mit maschineller Tiefenreinigung (MLD) und eine optimierte MLD-Anlage, die das Abwasser des Magnesiumkristallisators recycelt.
| Konventionelle SWRO | Basis MLD | Maximierter MLD | |
|---|---|---|---|
| Gesamte Wasserrückgewinnung | 60.4% | 71.4% | 96.7% |
| Soleableitung im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren | Ausgangswert | 22,7% niedriger | 88% unteres |
| Energie pro m³ Wasser | 3,8 kWh | 12,0 kWh | 12,2 kWh |
| Nettobarwert | 72,1 Millionen US-Dollar | 137,7 Millionen US-Dollar | 75,0 Millionen US-Dollar |
| Interner Zinssatz | Über 24% | Etwa 14,51 TP3T (inkrementell) | Etwa 9,71 TP3T (inkrementell) |
Drei Punkte stechen hervor:
- Die optimierte Anlage reduzierte den Soleabfluss am stärksten, verbrauchte aber etwa dreimal so viel Energie wie die konventionelle Anlage, und ihr Ertrag lag nur geringfügig über dem angenommenen Diskontsatz von 8,75%.
- Es würde dem Basisszenario für die MLD nur dann entsprechen, wenn die Kosten für die Soleentsorgung etwa 1,57 USD pro m³ betragen oder wenn die Finanzierungskosten von 8,751 TP3T auf 6,891 TP3T sinken würden. Typische Kosten für die Oberflächenentladung liegen bei 0,05–0,30 USD pro m³.
- Die beste Wahl hängt daher ebenso sehr von den Einleitungsbestimmungen und den Kapitalkosten wie von der Ingenieursleistung ab.
Es handelt sich hierbei um ein Modellprojekt, nicht um ein Projekt aus der Golfregion. Die Zahlen veranschaulichen daher die Abwägungen und geben keine Prognose für ein bestimmtes Kraftwerk ab.
Die gleiche Denkweise gilt für Prozessabwasser. In Laborversuchen mit realem Abwasser aus einer Phosphatdüngeranlage in Jordanien, Durch eine zweistufige Neutralisation mit Natriumhydroxid wurde der Fluoridgehalt um etwa 941 µg/l reduziert und die Wasserhärte nahezu vollständig beseitigt. Mittels Umkehrosmose ließe sich anschließend etwa die Hälfte des Volumens als aufbereitetes Wasser gewinnen, wobei die Sole potenziell in die Produktion zurückgeführt werden könnte.
Lektion 3: Die Nachfrage verlagert sich hin zu wassersparenden Produkten
Wasserknappheit verändert nicht nur die Herstellungsmethoden, sondern auch das Angebot an Produkten. Saudi-Arabien, Die Anbaufläche für Gewächshausgemüse erreichte laut dem nationalen Statistikamt im Jahr 2024 rund 7.800 Hektar, gegenüber rund 5.900 Hektar im Jahr 2020. Diese Betriebe sind auf wasserlösliche und flüssige Düngemittel angewiesen, die über Bewässerungssysteme präzise Nährstoffverhältnisse liefern. VAE, Fertigation und Hydrokultur begünstigen wasserlösliche Stickstoffformulierungen, und Abu Dhabi strebt nun an, die Selbstversorgung mit Lebensmitteln bis 2040 von 301 TP3T auf 701 TP3T zu steigern. Jordanien, Es wird erwartet, dass nach Fertigstellung des Entsalzungsprojekts Aqaba–Amman mehr als die Hälfte des landwirtschaftlichen Wassers aus aufbereitetem Abwasser stammen wird.
Die saudische Regierung fördert außerdem Produkte mit verzögerter Wirkstofffreisetzung und Bio-Dünger, wobei Dattelpalmen laut einer Marktstudie den größten Anteil am Einsatz von Düngemitteln mit kontrollierter Wirkstofffreisetzung ausmachen.
Es besteht möglicherweise eine Verbindung zu Lektion 2. Forschungsgruppen und Pilotprojekte in den VAE arbeiten an der Gewinnung von Salzen und Mineralien aus Entsalzungssole. Meerwassersole enthält Kalium, das prinzipiell zu Kaliumchlorid oder Kaliumsulfat umgewandelt werden kann. Bislang produzieren diese Projekte jedoch Salze, Bicarbonat oder Bewässerungswasser anstelle von fertigem Dünger. Daher befindet sich die Entwicklung von Dünger aus Sole noch in einem frühen Stadium.
Das praktische Ergebnis ist ein geteiltes Produktsortiment. Wasserlösliche und Depot-Dünger werden in Gewächshäusern und Dattelpalmen eingesetzt, während granulierter NPK-, DAP- und Harnstoffdünger weiterhin für Feldfrüchte wie Weizen in Saudi-Arabien und anderen Ländern verwendet wird. Irak. Die beiden erfordern unterschiedliche Produktionswege.
Lektion 4: Wasser ist nicht die einzige Abhängigkeit, die bei der Planung berücksichtigt werden muss.
Die Störungen in der Straße von Hormus im Jahr 2026 zeigten, dass Exportrouten genauso wie die Wasserversorgung ausfallen können. Mitte Oktober 2026 waren die Düngemittellieferungen durch die Straße von Hormus nahezu zum Erliegen gekommen; ein Teil der Fracht wurde über das Rote Meer oder auf dem Landweg umgeleitet. Produzenten mit einer alternativen Route hatten mehr Möglichkeiten, beispielsweise die Küste Saudi-Arabiens am Roten Meer oder den Hafen von Aqaba in Jordanien. Wasser und Logistik sind beides Infrastrukturabhängigkeiten, die von Projektbeginn an eingeplant werden können.
Was dies für Granulier-, Trocknungs- und Mischanlagen bedeutet
Granulierung und Trocknung verbrauchen zwar nicht den größten Teil des Wassers in einer Düngemittelanlage, aber sie sind die Bereiche, in denen die Entscheidungen für die Trockenverarbeitung an die Wasser- und Energiegrenzen des Standorts stoßen. Die Tabelle zeigt allgemein, wo die Wasserbelastung liegt und wo die Anlagenauswahl relevant ist. Die tatsächlichen Werte hängen von der jeweiligen Anlagenauslegung ab.
| Prozessbereich | Typische Wasserexposition | Hebelkonstruktion | Bedeutung von Granulier-, Trocknungs- und Mischanlagen |
|---|---|---|---|
| Ammoniak- und Harnstoffsynthese, Versorgungsunternehmen | Ein großer Teil des Wassers eines Stickstoffkomplexes fließt durch Kesselspeisewasser und Kühlung. | Entsalztes Wasser, effiziente Kühlung, gemeinsame Versorgungseinrichtungen | Nicht direkt relevant |
| Nassprozess-Phosphorsäure- und DAP-Suspension | Saures Abwasser und Wäscherwasser | Abwasserbehandlung und -wiederverwendung, wie in der Jordanier Forschung | Indirekt; die Granulation folgt diesem Schritt. |
| Granulierung (NPK und DAP) | Mäßig bis niedrig; Wasser oder Dampf in der flüssigen Phase, plus Wäscherwasser | Steuerung der flüssigen Phase und des Recyclings; Rückführung von Wäscherwasser | Direkt relevant |
| Trocknen und Kühlen | Geringer Wasserverbrauch, aber hoher Energieverbrauch und Abgasbehandlung | Staubabsaugung und Schrubben; Dimensionierung des Trockners entsprechend der Feuchtigkeitsbeladung | Direkt relevant |
| Wasserlösliche und spezielle Kristallisation | Ein anderer Prozessweg | Sole- und Mutterlaugenmanagement | Begrenzt; außerhalb des typischen Anwendungsbereichs der Trommelgranulation |
Bei körnigen Produkten, die in einer heißen, trockenen und staubigen Umgebung eingesetzt werden, stellen sich spezifische Konstruktionsfragen:
- Wie viel Wasser oder Dampf der Granulierschritt benötigt und wie sich dies auf die Rückführung auswirkt. Rückführungsquote und Umlaufmenge hängen von der Rezeptur und der Siebleistung ab und ergeben sich daher aus der Anlagenauslegung.
- Wie groß der Trockner für die jeweilige Feuchtigkeitsmenge sein muss.
- Wie der Kühler mit hohen Umgebungstemperaturen zurechtkommt.
- Wie Staub aufgefangen wird, ohne unnötigen Wasserverbrauch zu verursachen.
Ceylan Machine & Process ist in folgenden Bereichen tätig: Trommel- und Pfannengranulation, Trommeltrockner, Kühler, Sieb- und Zerkleinerungsanlagen sowie Dosier- und Mischsysteme für NPK-Anlagen. Diese Bereiche sind nicht der Hauptfaktor für den Wasserverbrauch einer Anlage. Vielmehr entscheiden hier die Entscheidungen der Anlage, abgestimmt auf die standortspezifischen Gegebenheiten, darüber, ob das Produkt die Spezifikationen ohne vermeidbare Nacharbeiten erfüllt.
Auf unseren Marktseiten erfahren Sie, wie diese Fragen in den einzelnen Ländern Anwendung finden: Saudi-Arabien, VAE, Irak Und Jordanien, mit einem Überblick über unsere Seite zum Nahen Osten.
