21.08.2026
RESEARCH IN PROGRESS: Wo lässt sich in der MENA-Region grüner Wasserstoff produzieren?
Abb. 1: Räumliche Einschränkungen, die bei der Ermittlung potenzieller Standorte für die hybride PtX-Produktion in der MENA-Region berücksichtigt wurden.
Wo lässt sich grüner Wasserstoff tatsächlich in großem Maßstab produzieren? In der gesamten Region des Nahen Ostens und Nordafrikas (kurz MENA für Middle East and North Africa) ist die Antwort darauf weitaus weniger offensichtlich, als es zunächst den Anschein haben mag. Zwar machen reichlich vorhandene Solar- und Windressourcen die Region attraktiv für die Produktion von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien und für Power-to-X (PtX), doch entscheiden viele andere Faktoren darüber, ob ein Standort tatsächlich für solche Projekte geeignet ist.
Der Kollegiat Siarhei Bartalevich im Boysen-TU Dresden-Graduiertenkolleg (Projekt E3) untersucht, wo in der MENA-Region die Produktion von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien und PtX ausgebaut werden könnte – und wie verschiedene ökologische, technische und sozioökonomische Einschränkungen die Standortwahl beeinflussen.
Von günstigen Bedingungen zu realen Einschränkungen
Auf den ersten Blick mag die Suche nach geeigneten Standorten einfach erscheinen: Gebiete mit hoher Sonneneinstrahlung, ausreichenden Windgeschwindigkeiten und günstigen Temperaturen sollten vielversprechende Kandidaten sein. Die Topografie, die vorhandene Infrastruktur und Umweltaspekte machen das Bild jedoch wesentlich komplexer. Siarhei Bartalevichs aktuelle Forschung berücksichtigt 22 verschiedene Einschränkungen. Dazu gehören Naturschutzgebiete, Siedlungen, Flughäfen, Straßen, Pipelines, Stromnetze, Flüsse, Hangneigung, Temperatur, Windgeschwindigkeit sowie weitere Umwelt- und Infrastrukturfaktoren. Kombiniert man diese Einschränkungen, verringert sich die Fläche, die potenziell für eine großflächige PtX-Erschließung geeignet ist, erheblich. In der aktuellen Analyse stehen nur noch rund 7,6 % des Untersuchungsgebiets für eine mögliche Erschließung zur Verfügung (vgl. auch Abb. 1 oben).
Kombination von Karten, Daten und Entscheidungsfindung
Zur Analyse dieses komplexen Problems kombiniert die Forschung von Siarhei Bartalevich Geografische Informationssysteme (GIS) mit Methoden der multikriteriellen Entscheidungsfindung. Bei der Analyse wird das Untersuchungsgebiet in ein Raster aus 1 × 1 Kilometer großen Zellen unterteilt. Bei rund sieben Millionen Zellen im gesamten Untersuchungsgebiet kann jeder Standort anhand derselben Kriterien bewertet werden.
Im ersten Schritt werden Gebiete identifiziert, die für großflächige Erschließung ungeeignet sind. Die verbleibenden Gebiete werden anschließend hinsichtlich ihrer Eignung für die Erzeugung erneuerbarer Energien und die Wasserstoffproduktion bewertet. Der Ansatz berücksichtigt zudem die potenziellen Vorteile einer Kombination von Solar- und Windressourcen. Hybridsysteme könnten die Nutzung sich ergänzender erneuerbarer Ressourcen ermöglichen und dadurch eine kontinuierlichere Wasserstoffproduktion unterstützen.
Erste Ergebnisse aus den Vereinigten Arabischen Emiraten (VAE)
Die aktuelle Analyse wird Schritt für Schritt entwickelt, beginnend mit den Vereinigten Arabischen Emiraten. Ein erster Test des Analytic Hierarchy Process (AHP) wurde anhand einer Auswahl von Ausschluss- und Bewertungskriterien mit gleicher Gewichtung durchgeführt. Die daraus resultierenden Karten ermöglichen es, Gebiete zu identifizieren, in denen sich relativ wenige Einschränkungen überschneiden (vgl. Abb. 2). Die vorläufige Analyse zeigt bereits mehrere Standortcluster auf, die potenziell für größere hybride erneuerbare Energiesysteme in Frage kommen könnten.
Abb. 2: Vorläufige Ermittlung von Gebieten in den VAE mit geringeren räumlichen Einschränkungen. Die Karte zeigt die Anzahl der Einschränkungen, die einzelne 1 × 1 km große Zellen betreffen.
Der nächste Schritt besteht darin, die verschiedenen Kriterien zu einer Gesamtbewertung der Eignung zusammenzufassen. Die vorläufigen Ergebnisse zeigen mehrere Gebiete, in denen sich Solar- und Windressourcen ergänzen und die räumlichen Einschränkungen vergleichsweise gering sind. Die endgültige Eignungskarte kann dabei helfen, Standorte zu identifizieren, die ein besonders vielversprechendes Gleichgewicht dieser verschiedenen Faktoren bieten (vgl. Abb. 3).
Abb. 3: Vorläufige Eignungsprüfung für hybridbetriebene Wasserstoffproduktionsanlagen in den VAE.
Wenn die Forschung nicht nach Plan verläuft
Im Verlauf der Forschung musste auch der ursprüngliche methodische Ansatz geändert werden. Zunächst wurde ein ökonometrischer Ansatz in Betracht gezogen, doch die verfügbaren Daten waren nicht detailliert genug und nicht regionenweit vergleichbar.
Stattdessen griff Herr Bartalevich auf räumliche und satellitengestützte Datensätze zurück und kombinierte Fernerkundung mit anderen georäumlichen Informationen. Dadurch konnten konsistentere, ortsspezifische Informationen für den gesamten MENA-Raum gewonnen werden, als dies mit herkömmlichen statistischen Daten möglich gewesen wäre. Die Arbeit mit räumlichen Daten mit einer Auflösung von 1 Kilometer bringt eigene Herausforderungen mit sich. Selbst kleine Unstimmigkeiten zwischen Rasterebenen können Tausende einzelner Zellen betreffen. Unterschiede in Auflösung, Projektion, räumlicher Ausdehnung und Werten für fehlende Daten müssen daher sorgfältig überprüft werden.
Fragen wie „Sind alle Rasterebenen perfekt aufeinander abgestimmt?“, „Wie soll mit fehlenden Daten umgegangen werden?“ und „Wie empfindlich reagieren die Ergebnisse auf Änderungen der Parameter?“ werden zu wichtigen Bestandteilen des Forschungsprozesses. Die technischen Details mögen in den endgültigen Karten weitgehend unsichtbar bleiben, können jedoch einen großen Einfluss auf die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse haben. Für den Kollegiaten bedeutet dies auch, einen reproduzierbaren PyGIS-Workflow für die Analyse zu entwickeln und zu pflegen.
Wie geht es weiter?
Der nächste Schritt der Forschung besteht darin, über gleichgewichtete Kriterien hinauszugehen und zu untersuchen, wie sich unterschiedliche Präferenzen auf die daraus resultierende Eignungsbewertung auswirken. Beispielsweise könnte ein Entscheidungsträger, dessen Hauptinteresse in der Kostenminimierung liegt, der Nähe zu Stromnetzen und Pipelines ein größeres Gewicht beimessen. Ein Fokus auf Investitionsrisiken könnte der Erreichbarkeit der Infrastruktur und einer geringeren Exposition gegenüber Konfliktgebieten mehr Gewicht verleihen. Eine stärkere Betonung der Nachhaltigkeit könnte der Vermeidung von Auswirkungen auf Wildtiere und natürliche Ressourcen Vorrang einräumen.
Die Forschung befasst sich daher mit einer auf den ersten Blick einfachen Frage: Wenn wir grünen Wasserstoff in sehr großem Maßstab produzieren wollen, wo können wir ihn dann tatsächlich ansiedeln und dabei Umweltauswirkungen, Risiken, Kosten und unterschiedliche Präferenzen der Interessengruppen in Einklang bringen?
Das Ziel besteht nicht einfach darin, eine weitere Karte zu erstellen. Aus Sicht von Investoren und Regierungen kann die Analyse dabei helfen, Standorte zu identifizieren, an denen Projekte für Wasserstoff aus erneuerbaren Energien und PtX-Projekte besonders vielversprechend sein könnten. Langfristig könnten solche Informationen Investitionsentscheidungen, die Infrastrukturplanung und die Entwicklung künftiger Strategien für erneuerbaren Wasserstoff unterstützen.