القدرة التنافسية للهيدروجين كتكنولوجيا رئيسية: استراتيجيات ومقاييس للاقتصاد الألماني

القدرة التنافسية للهيدروجين كتكنولوجيا رئيسية: استراتيجيات ومقاييس للاقتصاد الألماني

التحول إلى الاقتصاد المناخي يطرح تحديات هائلة. يعتبر الهيدروجين الأخضر تقنية رئيسية والعنصر الحاسم في انتقال الطاقة. ومع ذلك ، تظهر التحليلات الحالية أن تكلفة الهيدروجين لا تزال أعلى بكثير من تلك الموجودة في الوقود الأحفوري. ومع ذلك ، هناك تطورات واعدة: بحلول عام 2030 ، يمكن أن يكون الهيدروجين الأخضر تنافسيًا بالفعل في مجالات معينة من التطبيق إذا تم إنشاء الإطار السياسي الصحيح. وهذا يتطلب استثمارات مكثفة في مرافق الإنتاج والبنية التحتية والابتكارات التكنولوجية ، بينما في نفس الوقت يجب تأمين القيمة المضافة الأوروبية.

الوضع الحالي لاقتصاد الهيدروجين

أشار الخبراء إلى الهيدروجين كمصدر للطاقة المركزية للمستقبل و "قطعة مفقودة من اللغز لانتقال الطاقة". فهو يجمع بين أمن الطاقة والحياد المناخ والقدرة التنافسية في مفهوم. أدركت الحكومة الفيدرالية الألمانية هذا المعنى ونشرت استراتيجية الهيدروجين الوطنية (NWS) في يونيو 2020. تشكل هذه الاستراتيجية الأساس لإنشاء اقتصاد الهيدروجين في ألمانيا ، حيث يتم توليد الهيدروجين الأخضر ونقله واستخدامه أخيرًا. الهدف طموح: بحلول عام 2030 ، يتم إنشاء نباتات توليد الهيدروجين الأخضر مع إجمالي 10 جيجاوات ، وكذلك القدرات المرتبطة بتوليد الطاقة المتجددة.

تخطط ألمانيا لشبكة نواة الهيدروجين بعيدة المدى للبنية التحتية. بحلول 2027/28 ، سيتم بناء شبكة انطلاق تضم أكثر من 1800 كيلومتر وأنابيب هيدروجين تم إنشاؤها حديثًا ، ويتم إضافة حوالي 4500 كيلومتر في جميع أنحاء أوروبا. ينص التخطيط طويل الأجل على أن الشبكة يجب أن تنمو إلى 9،040 كيلومترًا بحلول عام 2032 وأن مواقع الهيدروجين المهمة في جميع الولايات الفيدرالية يجب أن تجمع: الموانئ ومواقع التوليد والمراكز الصناعية. في وقت مبكر من عام 2025 ، فإن أول 525 كيلومترًا من الشبكة يجب تشغيله ، مما يجعل المدى العالي لاقتصاد الهيدروجين أكثر وضوحًا.

على الرغم من هذه الخطط الطموحة ، لا يزال اقتصاد الهيدروجين في ألمانيا في البداية. السكتة الدماغية في السوق الحالية أبطأ مما كان يأمل. لم يتم تنسيق المنتجين والبنية التحتية للنقل والطلب بشكل كافٍ ، مما يكسر ركوب اقتصاد الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك ، تكون تكاليف الهيدروجين الأخضر أعلى بكثير من مصادر الطاقة التقليدية.

مناسب ل:

• الهيدروجين المتجدد: يدعو مدققو الاتحاد الأوروبي إلى التحقق من الواقع - الأهداف الطموحة في الاتحاد الأوروبي وتحدياتها وآفاقها

عوامل التكلفة وفجوة الأسعار في الهيدروجين

يمثل التكلفة الحالي واحدة من أكبر العقبات في السوق للهيدروجين الأخضر. هذه الفجوة في السعر هي مشكلة مركزية للمشترين والمستثمرين المحتملين.

عوامل مختلفة تساهم في ارتفاع التكاليف. في صفحة الإنتاج ، تكون التكاليف الرأسمالية للكهرباء وتكاليف الكهرباء في المقام الأول وتكاليف الكهرباء لعملية التحليل الكهربائي. ومع ذلك ، يمكن أن تنخفض تكاليف الإلكتروليس بشكل كبير: من 660-1.050/كيلوواط في 2020 إلى 230-380 دولار/كيلو وات في عام 2030 ، كما يتوقع تقرير ماكينزي نيابة عن مجلس الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك ، هناك تكاليف النقل والبنية التحتية بالإضافة إلى التكاليف التنظيمية والضرائب التي ترتفع السعر أيضًا.

لا ينبغي التقليل من جوانب النقل: بالنسبة للنقل من شمال إفريقيا إلى ألمانيا الغربية ، تقدر التكاليف بحوالي 0.5 دولار أمريكي/كجم. في حالة مسافات أطول عبر البحيرة ، يمكن أن تزداد تكاليف النقل بسبب التحويل اللازم في الهيدروجين السائل أو اتصال سوائل الناقل مثل LOHC أو الأمونيا إلى ما يصل إلى 2-3/كجم.

ومع ذلك ، هناك آفاق إيجابية لتطوير الأسعار على المدى الطويل. بعد عام 2035 ، يمكن أن تنخفض أسعار العميل النهائي للهيدروجين وتتعامل مع الغاز الطبيعي. تشمل المحركات الرئيسية لهذا النجاة تكاليف إنتاج الهيدروجين وارتفاع أسعار ثاني أكسيد الكربون كجزء من تجارة الانبعاثات. في عام 2045 ، يمكن أن تنخفض تكاليف التوريد للهيدروجين إلى حوالي 11 إلى 15 كيلو طن/كيلوواط ساعة. للمقارنة: حتى إذا لم يعد الغاز الطبيعي وفقًا لتصميم قانون الطاقة في البناء 2045 قد لا يتم استخدامه ، فإن أسعار العملاء الافتراضية ، وخاصة بسبب زيادة أسعار ثاني أكسيد الكربون ، ستزداد إلى 10 إلى 12 كيلو وات في الساعة.

التدابير السياسية لتعزيز القدرة التنافسية

من أجل زيادة القدرة التنافسية للهيدروجين الأخضر ، قدمت الحكومة الفيدرالية الألمانية أدوات سياسية مختلفة. تشكل استراتيجية الهيدروجين الوطنية الإطار الشامل وتحتوي على ما مجموعه 37 مقاييس لدعم رفع السوق لتقنيات الهيدروجين وإنشاء سلاسل القيمة المقابلة. ويشمل ذلك ، من بين أمور أخرى ، إنشاء شروط إطار قانونية تعزز التحول إلى الطاقات المتجددة والهيدروجين الأخضر وتعزيز توسع البنية التحتية.

من العوامل الحاسمة للقدرة التنافسية للهيدروجين الأخضر تسعير انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. مع سعر ثاني أكسيد الكربون البالغ 100 يورو/تي ثاني أكسيد الكربون ، فإن المزيد من تطبيقات الهيدروجين الأخضر تنافسية ، بما في ذلك حركة الطرق والسكك الحديدية ، ولكن أيضًا استخدام المواد في المصافي وإنتاج الصلب. حتى مع وجود أسعار ثاني أكسيد الكربون بين 35 و 50 دولارًا أمريكيًا/T CO2 ، يصل الهيدروجين الأزرق (من الغاز الطبيعي مع فصل ثاني أكسيد الكربون) إلى تكافؤ التسعير بالهيدروجين الرمادي (من الغاز الطبيعي دون فصل ثاني أكسيد الكربون).

في السنوات القليلة المقبلة ، ستعمل ألمانيا والاتحاد الأوروبي على تعزيز إنتاج الهيدروجين الأخضر بالإضافة إلى تحول الصناعة للإنتاج المحايد للمناخ مع عدة مليارات يورو. توفر حزمة التحفيز الاقتصادية في 3 يونيو 2020 أموالًا إضافية تبلغ 9 مليارات يورو. سوف يتدفق هذا التمويل إلى برامج مختلفة مثل برنامج الهيدروجين وتكنولوجيا خلايا الوقود الوطنية للبرنامج مع ما يصل إلى 1.4 مليار يورو في الفترة من 2016 إلى 2026 أو "جمهورية ألمانيا الهيدروجينية للمنافسة".

بالإضافة إلى ذلك ، وافقت وزارة الشؤون الاقتصادية الفيدرالية وحماية المناخ (BMWK) مع المفوضية الأوروبية بشأن الإطار التنظيمي لتعزيز محطات توليد الطاقة الهيدروجين. تمت صياغة ثلاثة مفاهيم للعطاء للأنظمة الجديدة: "العداء" ، الهجين وجاهز H₂. الهدف من ذلك هو كتابة 8.8 جيجاواط على محطات توليد الطاقة الجديدة التي يتم تشغيلها مع الهيدروجين من البداية وما يصل إلى 15 جيجا وات من محطات توليد الطاقة الهيدروجينية التي يمكن تشغيلها مؤقتًا مع الغاز الطبيعي حتى 2035 حتى يتم توصيلها بشبكة الهيدروجين.

الابتكارات التكنولوجية وإمكانات تخفيض التكاليف

يعتمد انخفاض تكاليف الإنتاج للهيدروجين الأخضر إلى حد كبير على الابتكارات التكنولوجية. في ورقة بيضاء ، يحدد Ramboll نقاط انطلاق مختلفة لتخفيض التكاليف في مجال تخطيط النظام ، بما في ذلك التحجيم ، والموضوعية ، وتطوير حلول موحدة. يجب استخدام تخفيض التكلفة في المكدس والنظام ومستوى النظام.

يعد السوق المرتفع نفسه عاملاً مهمًا لخفض التكاليف. ارتفاع كميات الإنتاج يمكن أن تحقق تأثيرات النطاق التي تؤدي إلى انخفاض تكاليف الوحدة. حتى الآن ، افترض المستثمرون والمطورين من تقنيات الطاقة من طاقة إلى X والهيدروجين الأخضر أن تكاليف إنتاج وتوفير الهيدروجين ستنخفض فقط عن طريق توسيع قدرة التحليل الكهربائي وزيادة الطلب. ومع ذلك ، لم تحدث هذه التوقعات المتفائلة لتقليل الاستثمارات (CAPEX) بعد. سبب مهم لذلك هو أن السكتة الدماغية في السوق أبطأ من المتوقع.

نقطة انطلاق أخرى لخفض التكاليف هي تحسين الكفاءة في التحليل الكهربائي. يلعب البحث والتطوير دورًا رئيسيًا هنا. وبالتالي ، تعزز الحكومة الفيدرالية على وجه التحديد البحوث الأساسية حول الهيدروجين الأخضر ، مع التركيز على البحوث المادية ودراسات النظام والتقنيات الرئيسية المحتملة للجيل التالي والمزيد.

توسع البنية التحتية والمفاهيم اللوجستية

يعد إنشاء بنية تحتية قوية للهيدروجين شرطًا أساسيًا للقدرة التنافسية لمصدر الطاقة هذا. من المتوقع أن تنمو شبكة نواة الهيدروجين المخطط لها إلى 9،040 كيلومترًا بحلول عام 2032 ، حيث يتم بناء حوالي 40 في المائة من الخطوط وتغيير أنابيب الغاز الطبيعي للآخر حوالي 60 في المائة. يهدف القطاع الخاص إلى تحمل تكاليف إجمالي حوالي 19 مليار يورو - مع دعم الدولة لتسجيل رسوم الشبكة.

يمثل "Last Mile" تحديًا خاصًا - مسألة كيف يمكن للمستهلكين الأصغر الذين ليسوا من سكان الشبكة الأساسية الحصول على وصول كابل إلى الهيدروجين الأخضر. في كثير من الحالات ، يتم حاليًا إنشاء حلول عزل الهيدروجين التي تعتمد على قدرات توليدها الخاصة بالهيدروجين ، والتي تستكملها شراء وتسليم الهيدروجين عبر شاحنة الخزان. هذه أساليب تعمل للمرحلة الأولية لاقتصاد الهيدروجين ، ولكن على المدى المتوسط ​​إلى الطويل ، يجب أيضًا أن يكون ممكنًا لهذه الحلول الجزيرة للاتصال بالشبكة النووية المخطط لها.

بالإضافة إلى النقل عبر خط الأنابيب ، هناك مفاهيم لوجستية أخرى للهيدروجين. يعد التحويل إلى الهيدروجين السائل (LH2) أو اتصال سوائل الناقل (LOHC أو الأمونيا) ضروريًا للنقل على مسافات طويلة عن طريق السفينة. ومع ذلك ، ترتبط هذه الإجراءات بتكاليف إضافية. إذا كان يمكن أن يحدث الاستخدام النهائي مباشرة مثل LH2 أو الأمونيا ، فإن تكاليف النقل تنخفض بشكل كبير.

مناسب ل:

• استراتيجيات إزالة الكربون: التحديات في إنتاج واستخدام الهيدروجين المتجدد لشركات الصلب والكيماويات

آليات السوق والحوافز للعملاء

من أجل تحفيز الطلب على الهيدروجين الأخضر ، هناك حاجة إلى آليات السوق المختلفة والحوافز للمشترين المحتملين. تكمن المشكلة المركزية حاليًا في أن الصناعة تتردد في الاستثمار في تقنيات الهيدروجين لأن الحوافز الاقتصادية مفقودة. يمكن أن تجعل قضية العمل المستدامة الاستثمارات أسهل وتخلق الطلب.

النهج الواعد هو عقود الكربون للفرق (CCFD) ، حيث تعوض الدولة الفرق بين سعر ثاني أكسيد الكربون الحالي وتكاليف تجنب ثاني أكسيد الكربون الفعلية لمشروع صديق للمناخ. تقدم الشركات هذه الأدوات للاستثمارات الطويلة على المدى الطويل في التقنيات المناخية.

آليات الحوافز المهمة الأخرى هي حصص للهيدروجين الأخضر في بعض القطاعات ، والمزايا الضريبية لمستخدمي الهيدروجين وعقود القبول طويلة المدى. يحدد تقرير McKinsey 22 تطبيقًا نهائيًا يمكن للهيدروجين أن يمثل الحل الأكثر تنافسية. ويشمل ذلك بشكل أساسي التطبيقات في قطاعي الصناعة وحركة المرور.

استراتيجيات التعاون والاستيراد الدولي

لن تتمكن ألمانيا من تغطية متطلبات الهيدروجين فقط عن طريق الإنتاج المحلي. لذلك ، فإن استراتيجيات الاستيراد والتعاون الدولي لها أهمية حاسمة. أكدت وزيرة الأبحاث الفيدرالية Bettina Stark-Watzinger أن ألمانيا لا يمكن أن تغطي الحاجة إلى الهيدروجين وحدها ، وبالتالي فإن استراتيجية الاستيراد مهمة كخطوة التالية.

وفقًا لدراسة أجرتها McKinsey ، يمكن أن يكون الهيدروجين المستورد تنافسية بحلول عام 2030. يقال إن الهيدروجين الأخضر من المملكة العربية السعودية في روتردام مقابل 3.1 دولار أمريكي/كجم ، حتى لخط أنابيب 1.9 دولار/كجم. يمكن أن تقدم مسارات الاستيراد هذه مساهمة مهمة في تغطية متطلبات الهيدروجين الألمانية.

ومع ذلك ، عند تصميم استراتيجيات الاستيراد ، يجب توخي الحذر لضمان عدم وجود تبعية حاسمة على بلدان الولادة الفردية. إذا تم الحصول على المكونات الأساسية أو أنظمة التحليل الكهربائي بأكمله من البلدان غير الفردية في الاتحاد الأوروبي في الاتحاد الأوروبي وألمانيا ، فهناك خطر حدوث مثل هذا التبعية التي قد تسير جنبًا إلى جنب مع فقدان سلاسل القيمة داخل الاتحاد الأوروبي.

تأمين القيمة الإضافية الأوروبية

خلال السكتة الدماغية في سوق الهيدروجين الخضراء ، يصبح الهيدروجين مصدرًا للطاقة الأولية لصناعة الطاقة المتجددة آمنة للإمداد. إلى جانب هذا ، يمكن أن يتطور سوق هائل لتقنيات الهيدروجين التي تصل إلى 5.4 مليون وظيفة جديدة في الاتحاد الأوروبي. لذلك من المهم إنشاء المتطلبات المسبقة التي يمكن للمصنعين الأوروبيين تأمينها من مركز السوق الرائد في المنافسة العالمية.

أحد التحديات هو أن المنافسين خارج الاتحاد الأوروبي يمكنهم حاليًا تقديم تقنيات الهيدروجين بنسبة تصل إلى 50 في المائة من المصنعين الأوروبيين. غالبًا ما يكون ذلك ممكنًا من خلال انخفاض تكاليف الأجور والطاقة أو بسبب آليات التمويل الحكومية الضخمة فيما يتعلق بحوافز السوق المحلية. من أجل تأمين القيمة الإضافية الأوروبية ، تدعو جمعية الهيدروجين الألمانية (DWV) إلى معايير المرونة في أدوات التمويل العامة للاتحاد الأوروبي.

أكد وزير الاقتصاد الفيدرالي روبرت هابيك أن الاستثمارات في الهيدروجين "تستثمر في مستقبلنا. في حماية المناخ ، في الوظائف المؤهلة وأمن إمداد الطاقة ". تحدد الاستراتيجية الوطنية للهيدروجين المسار للتعاون الوثيق مع الشركاء الأوروبيين والدوليين.

توصيات ملموسة للعمل للاقتصاد

من أجل تسريع السوق العالية من الهيدروجين الأخضر وزيادة قدرتها التنافسية ، يلزم إجراء تدابير محددة من جانب الاقتصاد والسياسة. في "Hyguide 2030" ، طورت جمعية الهيدروجين الألمانية (DWV) ما مجموعه 85 تدابير لدمج الإنتاج والتطبيق والطلب الذي يحركه السوق على منتجات الهيدروجين الخضراء في قطاعات الصناعة والكيمياء والتنقل والطاقة والحرارة.

التوصية المركزية هي تسريع عملية التخطيط والموافقة لمشاريع الهيدروجين. يجب تفكيك العقبات الحالية أمام المدى العالي لاقتصاد سوق الهيدروجين. نقطة أخرى مهمة هي مزيج من إنتاج البيت والواردات الاستراتيجية لضمان إمدادات كافية من الهيدروجين الأخضر.

بالنسبة للمرحلة الانتقالية ، ينبغي أيضًا اتباع نهج فتح التكنولوجيا ، والذي يتيح أيضًا استخدام الهيدروجين الأزرق (من الغاز الطبيعي مع فصل ثاني أكسيد الكربون) كحل مؤقت حتى يتوفر الهيدروجين الأخضر بكميات كافية وبأسعار تنافسية. سيكون استخدام الهيدروجين الأزرق لا غنى عنه حتى يصبح الهيدروجين الأخضر قادرًا على المنافسة.

إجراء مهم آخر هو تنسيق جميع الجهات الفاعلة على طول سلسلة قيمة الهيدروجين. يتعين على المنتجين ومشغلي الشبكات والمستهلكين والسياسة العمل بشكل وثيق معا ويجمعون معًا لتسريع المدى العالي لاقتصاد الهيدروجين.

وجهات نظر التنافسية للهيدروجين

الهيدروجين لديه القدرة على أن يصبح مصدر طاقة مركزي في اقتصاد محايد للمناخ. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، لا تزال ضربة السوق في البداية ، وتكاليف الهيدروجين الأخضر أعلى بكثير من البدائل الأحفورية. ومع ذلك ، هناك تطورات واعدة تشير إلى زيادة القدرة التنافسية في السنوات القادمة.

وفقًا لدراسة أجرتها McKinsey ، يمكن أن يكون الهيدروجين من طاقة الرياح في الاتحاد الأوروبي وكذلك الهيدروجين المستورد تنافسية بحلول عام 2030. بعد عام 2035 ، يمكن أن تنخفض أسعار العميل النهائي للهيدروجين وتتعامل مع الغاز الطبيعي. ومع ذلك ، يفترض هذا التطور الإيجابي أن الإطار السياسي موجه باستمرار نحو رفع السوق للهيدروجين والاستثمارات اللازمة في الإنتاج والبنية التحتية والتطبيقات.

يوفر إنشاء اقتصاد الهيدروجين في ألمانيا وأوروبا فرصًا هائلة للنمو الاقتصادي المستدام وإنشاء وظائف. في الوقت نفسه ، نواجه تحديات كبيرة ، وخاصة في المنافسة الدولية. من المهم تأمين القيمة المضافة الأوروبية والاستفادة في الوقت نفسه من مزايا اقتصاد الهيدروجين العالمي.

سيكون الهيدروجين الأخضر متاحًا بكميات كافية في وقت مبكر من عام 2030 إذا اتخذت الحكومة الفيدرالية جميع الخيارات للتشغيل الفوري لاقتصاد سوق الهيدروجين. بفضل نهج استراتيجي واضح مع أهداف ملموسة وقابلة للتحقق ، يجب على الحكومة الفيدرالية التركيز على الطاقات المتجددة والهيدروجين المنتجة منها. هذا يخلق التخطيط للأمن لجميع الجهات الفاعلة المعنية.

آلة العرض ثلاثية الأبعاد AI وXR: خبرة خمسة أضعاف من Xpert.Digital في حزمة خدمات شاملة، R&D XR، PR وSEM - الصورة: Xpert.Digital

تتمتع Xpert.Digital بمعرفة متعمقة بمختلف الصناعات. يتيح لنا ذلك تطوير استراتيجيات مصممة خصيصًا لتناسب متطلبات وتحديات قطاع السوق المحدد لديك. ومن خلال التحليل المستمر لاتجاهات السوق ومتابعة تطورات الصناعة، يمكننا التصرف ببصيرة وتقديم حلول مبتكرة. ومن خلال الجمع بين الخبرة والمعرفة، فإننا نولد قيمة مضافة ونمنح عملائنا ميزة تنافسية حاسمة.

المزيد عنها هنا:

• استخدم خبرة Xpert.Digital 5x في حزمة واحدة - بدءًا من 500 يورو شهريًا فقط

☑️ دعم الشركات الصغيرة والمتوسطة في الإستراتيجية والاستشارات والتخطيط والتنفيذ

☑️ إنشاء أو إعادة تنظيم الإستراتيجية الرقمية والرقمنة

☑️ توسيع عمليات البيع الدولية وتحسينها

☑️ منصات التداول العالمية والرقمية B2B

☑️ رائدة في تطوير الأعمال

كونراد ولفنشتاين

سأكون سعيدًا بالعمل كمستشار شخصي لك.

يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أدناه أو ببساطة اتصل بي على +49 89 89 674 804 (ميونخ) .

إنني أتطلع إلى مشروعنا المشترك.

تعد Xpert.Digital مركزًا للصناعة مع التركيز على الرقمنة والهندسة الميكانيكية والخدمات اللوجستية/اللوجستية الداخلية والخلايا الكهروضوئية.

من خلال حل تطوير الأعمال الشامل الذي نقدمه، فإننا ندعم الشركات المعروفة بدءًا من الأعمال الجديدة وحتى خدمات ما بعد البيع.

تعد معلومات السوق والتسويق وأتمتة التسويق وتطوير المحتوى والعلاقات العامة والحملات البريدية ووسائل التواصل الاجتماعي المخصصة ورعاية العملاء المحتملين جزءًا من أدواتنا الرقمية.

يمكنك معرفة المزيد على: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus