القدرة التنافسية للهيدروجين كتقنية رئيسية: استراتيجيات وتدابير للاقتصاد الألماني

القدرة التنافسية للهيدروجين كتقنية رئيسية: استراتيجيات وتدابير للاقتصاد الألماني

يمثل التحول إلى اقتصاد محايد مناخياً تحديات هائلة لألمانيا. ويُعتبر الهيدروجين الأخضر تقنية رئيسية وعنصراً حاسماً في عملية التحول الطاقي. ومع ذلك، تُظهر التحليلات الحالية أن تكاليف الهيدروجين لا تزال أعلى بكثير من تكاليف الوقود الأحفوري. لكن ثمة تطورات واعدة: فبحلول عام 2030، قد يصبح الهيدروجين الأخضر منافساً في بعض مجالات التطبيق إذا ما تم توفير الإطار السياسي المناسب. ويتطلب ذلك استثمارات ضخمة في مرافق الإنتاج والبنية التحتية والابتكارات التكنولوجية، مع ضمان خلق قيمة مضافة أوروبية في الوقت نفسه.

الوضع الحالي لاقتصاد الهيدروجين

يصف الخبراء الهيدروجين بأنه ناقل طاقة رئيسي للمستقبل و"الحلقة المفقودة في عملية التحول الطاقي". فهو يجمع بين أمن الطاقة، والحياد المناخي، والقدرة التنافسية في مفهوم واحد. وقد أدركت الحكومة الألمانية الاتحادية هذه الأهمية، فأصدرت الاستراتيجية الوطنية للهيدروجين في يونيو 2020. وتشكل هذه الاستراتيجية الأساس لبناء اقتصاد الهيدروجين في ألمانيا، حيث يُنتج الهيدروجين الأخضر ويُنقل ويُستخدم في نهاية المطاف. والهدف طموح: فبحلول عام 2030، سيتم بناء منشآت لإنتاج الهيدروجين الأخضر بقدرة إجمالية تبلغ 10 جيجاوات

تخطط ألمانيا لإنشاء شبكة بنية تحتية شاملة للهيدروجين. وبحلول عامي 2027/2028، من المقرر إنجاز شبكة أولية تضم أكثر من 1800 كيلومتر من خطوط أنابيب الهيدروجين المُحولة والمُنشأة حديثًا، مع إضافة ما يقارب 4500 كيلومتر أخرى في أنحاء أوروبا. وتتضمن الخطط طويلة الأجل توسيع الشبكة لتصل إلى 9040 كيلومترًا بحلول عام 2032، لتربط مراكز الهيدروجين الرئيسية في جميع الولايات الألمانية: الموانئ، ومواقع الإنتاج، والمراكز الصناعية. أول 525 كيلومترًا من الشبكة بحلول عام 2025، مما يجعل التوسع في اقتصاد الهيدروجين أكثر واقعية.

على الرغم من هذه الخطط الطموحة، لا يزال اقتصاد الهيدروجين في ألمانيا في مراحله الأولى. ويشهد السوق نمواً أبطأ من المتوقع. فالتوافق بين المنتجين والبنية التحتية للنقل والطلب غير كافٍ، مما يعيق تطور اقتصاد الهيدروجين. علاوة على ذلك، فإن تكلفة الهيدروجين الأخضر حالياً أعلى بكثير من تكلفة ناقلات الطاقة التقليدية.

مناسب ل:

• الهيدروجين المتجدد: مدققو الاتحاد الأوروبي يطالبون بتقييم واقعي – الأهداف الطموحة في الاتحاد الأوروبي، وتحدياتها وآفاقها

عوامل التكلفة وفارق السعر في الهيدروجين

تمثل التكلفة الحالية أحد أكبر العقبات أمام نمو سوق الهيدروجين الأخضر. وتشير الدراسات إلى أنه بحلول عام 2030، ستظل تكاليف إنتاج الهيدروجين الأخضر أعلى بمقدار 2.3 مرة من تكاليف إنتاج الوقود الأحفوري التقليدي. ويُعد هذا الفارق السعري مشكلة رئيسية للعملاء والمستثمرين المحتملين.

تساهم عدة عوامل في ارتفاع التكاليف. فعلى صعيد الإنتاج، تتمثل العوامل الرئيسية في التكاليف الرأسمالية لأجهزة التحليل الكهربائي وتكاليف الكهرباء اللازمة لعملية التحليل. ومع ذلك، من المتوقع انخفاض تكلفة أجهزة التحليل الكهربائي بشكل ملحوظ: من 660-1050 دولارًا أمريكيًا/كيلوواط في عام 2020 إلى 230-380 دولارًا أمريكيًا/كيلوواط في عام 2030، وفقًا لتقرير صادر عن شركة ماكينزي بتكليف من مجلس الهيدروجين. وتزيد تكاليف النقل والبنية التحتية، فضلًا عن التكاليف والرسوم التنظيمية، من ارتفاع السعر.

لا ينبغي الاستهانة بجانب النقل: تُقدّر تكلفة النقل من شمال أفريقيا إلى ألمانيا الغربية بحوالي 0.5 دولار أمريكي/كجم. أما بالنسبة للمسافات الأطول عبر البحر، فقد ترتفع تكاليف النقل إلى 2-3 دولارات أمريكية/كجم بسبب التحويل الضروري إلى هيدروجين سائل أو إضافة سوائل حاملة مثل الهيدروكربونات العضوية السائلة أو الأمونيا.

مع ذلك، توجد آفاق إيجابية لتطورات الأسعار على المدى الطويل. فبعد عام 2035، قد تنخفض أسعار الهيدروجين للمستهلك النهائي لتقترب من أسعار الغاز الطبيعي. ومن العوامل الرئيسية الدافعة لذلك انخفاض تكاليف إنتاج الهيدروجين وارتفاع أسعار ثاني أكسيد الكربون في إطار تجارة الانبعاثات. وبحلول عام 2045، قد ينخفض ​​سعر الهيدروجين إلى حوالي 11 إلى 15 سنتًا/كيلوواط ساعة. وبالمقارنة، حتى لو لم يعد مسموحًا باستخدام الغاز الطبيعي في عام 2045 وفقًا لمسودة قانون طاقة المباني، فإن الأسعار الافتراضية للمستهلك النهائي سترتفع إلى 10 إلى 12 سنتًا/كيلوواط ساعة، لا سيما بسبب ارتفاع أسعار ثاني أكسيد الكربون.

تدابير سياسية لتعزيز القدرة التنافسية

لتعزيز القدرة التنافسية للهيدروجين الأخضر، تبنت الحكومة الألمانية الاتحادية مجموعة من الأدوات السياسية. وتوفر الاستراتيجية الوطنية للهيدروجين الإطار العام، وتشمل 37 إجراءً لدعم نمو سوق تقنيات الهيدروجين وإنشاء سلاسل القيمة ذات الصلة. وتتضمن هذه الإجراءات، من بين أمور أخرى، وضع أطر قانونية تشجع التحول إلى الطاقات المتجددة والهيدروجين الأخضر، فضلاً عن دفع عجلة تطوير البنية التحتية.

يُعدّ تسعير انبعاثات ثاني أكسيد الكربون عاملاً حاسماً في تنافسية الهيدروجين الأخضر. فعند سعر 100 يورو/طن من ثاني أكسيد الكربون، تصبح تطبيقاتٌ أكثر بكثير للهيدروجين الأخضر قادرة على المنافسة، بما في ذلك النقل البري والسككي، فضلاً عن استخدامه كمادة خام في مصافي النفط وإنتاج الصلب. وحتى عند أسعار ثاني أكسيد الكربون التي تتراوح بين 35 و50 دولارًا أمريكيًا/طن، يصل سعر الهيدروجين الأزرق (المنتج من الغاز الطبيعي مع احتجاز الكربون وتخزينه) إلى مستوى سعر الهيدروجين الرمادي (المنتج من الغاز الطبيعي دون احتجاز الكربون وتخزينه).

ستقدم ألمانيا والاتحاد الأوروبي مليارات اليورو كتمويل على مدى السنوات القليلة المقبلة لزيادة إنتاج الهيدروجين الأخضر وتحويل الصناعة إلى إنتاج محايد مناخياً. وتتضمن حزمة التحفيز الاقتصادي التي أُقرت في 3 يونيو/حزيران 2020 مبلغاً إضافياً قدره 9 مليارات يورو. وسيُخصص هذا التمويل لبرامج متنوعة، منها البرنامج الوطني للابتكار في مجال الهيدروجين وتكنولوجيا خلايا الوقود، والذي سيُرصد له ما يصل إلى 1.4 مليار يورو بين عامي 2016 و2026، ومسابقة "أفكار جمهورية الهيدروجين في ألمانيا".

علاوة على ذلك، توصلت الوزارة الاتحادية للشؤون الاقتصادية والعمل المناخي (BMWK) إلى اتفاق مع المفوضية الأوروبية بشأن الإطار التنظيمي لتشجيع محطات الطاقة الهيدروجينية. وقد تم وضع ثلاثة مفاهيم لطرح مناقصات إنشاء محطات جديدة: "سبرينتر"، و"هايبرد"، و"جاهزة للهيدروجين". والهدف هو طرح مناقصات لإنشاء محطات طاقة جديدة بقدرة 8.8 جيجاواط ستعمل بالهيدروجين منذ البداية، بالإضافة إلى محطات طاقة هيدروجينية بقدرة تصل إلى 15 جيجاواط بحلول عام 2035 يمكن تشغيلها مؤقتًا بالغاز الطبيعي إلى حين ربطها بشبكة الهيدروجين.

الابتكارات التكنولوجية وإمكانية خفض التكاليف

يعتمد خفض تكاليف إنتاج الهيدروجين الأخضر بشكل كبير على الابتكارات التكنولوجية. في ورقة بحثية، تُحدد شركة رامبول نقاط انطلاق متعددة لخفض التكاليف في تصميم المصانع، بما في ذلك التوسع، والنمطية، وتطوير حلول موحدة. ينبغي تطبيق هذه التخفيضات على مستوى المكدس، والنظام، والمصنع ككل.

يُعدّ تسارع نمو السوق عاملاً أساسياً في خفض التكاليف. فزيادة حجم الإنتاج تُتيح تحقيق وفورات الحجم، مما يؤدي إلى انخفاض تكلفة الوحدة. وقد افترض المستثمرون ومطورو تقنيات تحويل الطاقة إلى منتجات أخرى (Power-to-X) والهيدروجين الأخضر سابقاً أن تكاليف إنتاج الهيدروجين وتوريده ستنخفض ببساطة من خلال توسيع قدرة التحليل الكهربائي والزيادة المتزامنة في الطلب. إلا أن هذه التوقعات المتفائلة بشأن خفض النفقات الرأسمالية لم تتحقق بعد. ويعود السبب الرئيسي في ذلك إلى أن تسارع نمو السوق يسير بوتيرة أبطأ من المتوقع.

يتمثل أحد الأساليب الأخرى لخفض التكاليف في تحسين كفاءة التحليل الكهربائي. ويلعب البحث والتطوير دورًا محوريًا في هذا الصدد. ولذلك، تموّل الحكومة الألمانية الاتحادية على وجه التحديد البحوث الأساسية في مجال الهيدروجين الأخضر، مع التركيز على أبحاث المواد، ودراسات الأنظمة، والتقنيات الرئيسية المحتملة للأجيال القادمة واللاحقة.

مفاهيم توسيع البنية التحتية والخدمات اللوجستية

يُعدّ تطوير بنية تحتية عالية الأداء للهيدروجين شرطًا أساسيًا لضمان تنافسية هذا الناقل للطاقة. ومن المتوقع أن يمتدّ خط أنابيب الهيدروجين الأساسي المخطط له إلى 9040 كيلومترًا بحلول عام 2032، حيث سيتم إنشاء حوالي 40% من الأنابيب حديثًا، بينما سيتم تحويل أنابيب الغاز الطبيعي القائمة لتغطية النسبة المتبقية البالغة 60%. وسيتحمل القطاع الخاص التكاليف الإجمالية، التي تبلغ حوالي 19 مليار يورو، بدعم حكومي من خلال وضع سقوف لرسوم الشبكة.

يكمن أحد التحديات الرئيسية في "الميل الأخير"، أي كيفية حصول المستهلكين الصغار غير المتصلين مباشرةً بالشبكة الأساسية على الهيدروجين الأخضر عبر خطوط الأنابيب. حاليًا، تظهر العديد من حلول الهيدروجين المعزولة، التي تعتمد على قدراتها الإنتاجية الخاصة، بالإضافة إلى شراء الهيدروجين وتوصيله بواسطة شاحنات الصهاريج. تُعد هذه الحلول فعّالة للمرحلة الأولى من اقتصاد الهيدروجين، ولكن على المدى المتوسط ​​والطويل، يجب ربط هذه الحلول المعزولة أيضًا بالشبكة الأساسية المخطط لها.

إلى جانب النقل عبر خطوط الأنابيب، توجد مفاهيم لوجستية أخرى للهيدروجين. ففي النقل البحري لمسافات طويلة، يلزم تحويله إلى هيدروجين سائل (LH2) أو مزجه مع سوائل ناقلة (مثل الهيدروكربونات العضوية السائلة أو الأمونيا). إلا أن هذه العمليات تنطوي على تكاليف إضافية. أما إذا أمكن استخدامه مباشرةً كهيدروجين سائل أو أمونيا، فإن تكاليف النقل تنخفض بشكل ملحوظ.

مناسب ل:

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

آليات السوق والحوافز للمشترين

لتحفيز الطلب على الهيدروجين الأخضر، يلزم توفير آليات سوقية وحوافز متنوعة للعملاء المحتملين. وتتمثل إحدى المشكلات الرئيسية حاليًا في تردد الصناعة في الاستثمار في تقنيات الهيدروجين بسبب نقص الحوافز الاقتصادية. ويمكن لنموذج أعمال مجدٍ أن يسهل الاستثمار ويخلق الطلب.

يُعدّ عقد فرق سعر الكربون (CCfD) أحد الأساليب الواعدة، حيث تعوّض الحكومة الفرق بين سعر ثاني أكسيد الكربون الحالي وتكاليف تجنّب انبعاث ثاني أكسيد الكربون الفعلية لمشروع صديق للمناخ. توفّر هذه الأدوات للشركات التي تخطط لاستثمارات طويلة الأجل في التقنيات الصديقة للمناخ ضمانًا لها.

تشمل آليات التحفيز المهمة الأخرى حصصًا للهيدروجين الأخضر في قطاعات محددة، وإعفاءات ضريبية لمستخدمي الهيدروجين، واتفاقيات شراء طويلة الأجل. ويحدد تقرير ماكينزي 22 تطبيقًا نهائيًا يمكن أن يكون الهيدروجين فيها الحل الأمثل من حيث التنافسية. وتشمل هذه التطبيقات، على وجه الخصوص، تطبيقات في الصناعة وقطاع النقل.

التعاون الدولي واستراتيجيات الاستيراد

لن تتمكن ألمانيا من تلبية احتياجاتها من الهيدروجين بالاعتماد على الإنتاج المحلي فقط. لذا، تُعدّ استراتيجيات الاستيراد والتعاون الدولي أمراً بالغ الأهمية. وقد أكدت وزيرة البحث العلمي الألمانية، بيتينا ستارك-فاتزينغر، أن ألمانيا لا تستطيع تلبية طلبها على الهيدروجين بمفردها، وأن استراتيجية الاستيراد تُشكّل بالتالي خطوةً هامةً تالية.

بحسب دراسة أجرتها شركة ماكينزي، قد يصبح الهيدروجين المستورد منافسًا للهيدروجين العادي بحلول عام 2030. ومن المتوقع أن يتوفر الهيدروجين الأخضر من السعودية في روتردام بسعر 3.10 دولار للكيلوغرام، وحتى بسعر 1.90 دولار للكيلوغرام عبر خط أنابيب من الجزائر. وقد تُسهم هذه الطرق الاستيرادية إسهامًا كبيرًا في تلبية احتياجات ألمانيا من الهيدروجين.

مع ذلك، عند تصميم استراتيجيات الاستيراد، يجب توخي الحذر لتجنب خلق تبعية حاسمة على دول موردة بعينها. فإذا استورد الاتحاد الأوروبي وألمانيا مكونات أساسية أو محطات تحليل كهربائي كاملة من دول غير أعضاء في الاتحاد، فإن هذه التبعية قد تنشأ، مما قد يؤدي إلى فقدان سلاسل القيمة داخل الاتحاد الأوروبي.

ضمان خلق القيمة الأوروبية

مع ازدياد نمو سوق الهيدروجين الأخضر، يُصبح الهيدروجين ناقلاً أساسياً للطاقة في اقتصاد الطاقة المتجددة الآمن. وقد يُفضي ذلك إلى تطوير سوق ضخمة لتقنيات الهيدروجين، مما يُوفر ما يصل إلى 5.4 مليون وظيفة جديدة في الاتحاد الأوروبي. لذا، من الضروري تهيئة الظروف الآن لتمكين المصنّعين الأوروبيين من تبوؤ مكانة رائدة في السوق العالمية.

يتمثل أحد التحديات في قدرة المنافسين من خارج الاتحاد الأوروبي حاليًا على تقديم تقنيات الهيدروجين بأسعار أقل بنسبة تصل إلى 50% من الشركات المصنعة الأوروبية. ويعود ذلك غالبًا إلى انخفاض تكاليف العمالة والطاقة، أو إلى الدعم الحكومي الضخم إلى جانب حوافز السوق المحلية. ولضمان استمرار القيمة المضافة الأوروبية، تدعو الجمعية الألمانية للهيدروجين (DWV) إلى وضع معايير للمرونة في أدوات التمويل العام للاتحاد الأوروبي.

أكد وزير الشؤون الاقتصادية الاتحادي روبرت هابيك أن الاستثمارات في الهيدروجين "استثمار في مستقبلنا - في حماية المناخ، وفي الوظائف التي تتطلب مهارات عالية، وفي أمن الطاقة". وتحدد الاستراتيجية الوطنية للهيدروجين مسار التعاون الوثيق مع الشركاء الأوروبيين والدوليين.

توصيات محددة لاتخاذ إجراءات من أجل الاقتصاد

لتسريع نمو سوق الهيدروجين الأخضر وتعزيز تنافسيته، يلزم اتخاذ تدابير ملموسة من قبل كل من الصناعة وصناع السياسات. وقد وضعت الجمعية الألمانية للهيدروجين (DWV) 85 إجراءً في "دليل الهيدروجين 2030" تهدف إلى تحفيز إنتاج وتطبيق منتجات الهيدروجين الأخضر، وتلبية الطلب السوقي عليها في القطاعات الصناعية والكيميائية والنقل والطاقة والتدفئة.

من أهم التوصيات تسريع عمليات التخطيط والموافقة على مشاريع الهيدروجين. يجب إزالة العقبات القائمة أمام نمو سوق الهيدروجين. ومن النقاط المهمة الأخرى الجمع بين الإنتاج المحلي والواردات الاستراتيجية لضمان إمداد كافٍ من الهيدروجين الأخضر.

خلال المرحلة الانتقالية، ينبغي اتباع نهج محايد تكنولوجياً، يسمح أيضاً باستخدام الهيدروجين الأزرق (المُستخلص من الغاز الطبيعي مع احتجاز ثاني أكسيد الكربون) كحل انتقالي إلى حين توفر الهيدروجين الأخضر بكميات كافية وبأسعار تنافسية. وسيكون استخدام الهيدروجين الأزرق ضرورياً إلى حين أن يصبح الهيدروجين الأخضر منافساً.

ومن التدابير المهمة الأخرى تنسيق جهود جميع الجهات المعنية على امتداد سلسلة قيمة الهيدروجين. يجب على المنتجين ومشغلي الشبكات والمستهلكين وصناع السياسات العمل معًا بشكل وثيق والعمل في اتجاه واحد لتسريع وتيرة نمو اقتصاد الهيدروجين.

آفاق تنافسية الهيدروجين

يتمتع الهيدروجين بإمكانية أن يصبح ناقلاً رئيسياً للطاقة في اقتصاد محايد مناخياً. مع ذلك، لا يزال نمو السوق في مراحله الأولى، وتكاليف الهيدروجين الأخضر أعلى بكثير من تكاليف بدائل الوقود الأحفوري. ومع ذلك، هناك تطورات واعدة تشير إلى زيادة القدرة التنافسية في السنوات القادمة.

بحسب دراسة أجرتها شركة ماكينزي، يُمكن أن يُصبح الهيدروجين المُنتج من طاقة الرياح البحرية في الاتحاد الأوروبي، بالإضافة إلى الهيدروجين المُستورد، مُنافسًا بحلول عام 2030. وبعد عام 2035، قد تنخفض أسعار الهيدروجين للمستهلك النهائي لتُقارب أسعار الغاز الطبيعي. ومع ذلك، فإن هذا التطور الإيجابي يعتمد على توافق الإطار السياسي باستمرار مع نمو سوق الهيدروجين، وعلى الاستثمارات اللازمة في الإنتاج والبنية التحتية والتطبيقات.

يُتيح تطوير اقتصاد الهيدروجين في ألمانيا وأوروبا فرصًا هائلة للنمو الاقتصادي المستدام وخلق فرص العمل. وفي الوقت نفسه، نواجه تحديات كبيرة، لا سيما في مجال المنافسة الدولية. ومن الضروري ضمان خلق قيمة مضافة أوروبية مع الاستفادة في الوقت نفسه من مزايا اقتصاد الهيدروجين العالمي.

سيتوفر الهيدروجين الأخضر بكميات كافية بحلول عام 2030 إذا انتهزت الحكومة الألمانية جميع الفرص المتاحة لتنشيط سوق الهيدروجين فورًا. ومن خلال نهج استراتيجي واضح بأهداف محددة وقابلة للتحقق، يجب على الحكومة الألمانية التركيز على الطاقات المتجددة والهيدروجين المُنتَج منها. وهذا من شأنه أن يُرسي اليقين في التخطيط لجميع الأطراف المعنية.

استفد من الخبرة الواسعة التي تقدمها Xpert.Digital في حزمة خدمات شاملة | البحث والتطوير، والواقع المعزز، والعلاقات العامة، وتحسين الرؤية الرقمية - 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

Konrad Wolfenstein

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