Конкурентоспособността на водорода като ключова технология: Стратегии и мерки за германската икономика

Конкурентоспособността на водорода като ключова технология: Стратегии и мерки за германската икономика

Преходът към климатично неутрална икономика изправя Германия пред огромни предизвикателства. Зеленият водород се счита за ключова технология и важен елемент от енергийния преход. Въпреки това, настоящите анализи показват, че цената на водорода все още е значително по-висока от тази на изкопаемите горива. Въпреки това има обещаващи развития: до 2030 г. зеленият водород би могъл вече да бъде конкурентоспособен в определени области на приложение, ако се установи правилната политическа рамка. Това изисква значителни инвестиции в производствени мощности, инфраструктура и технологични иновации, като същевременно се гарантира създаването на европейска стойност.

Настоящото състояние на водородната икономика

Водородът е описан от експерти като ключов енергиен носител на бъдещето и „липсващото парче от пъзела на енергийния преход“. Той съчетава енергийна сигурност, климатична неутралност и конкурентоспособност в една концепция. Германското федерално правителство призна това значение и публикува Националната стратегия за водорода (NWS) през юни 2020 г. Тази стратегия формира основата за изграждане на водородна икономика в Германия, в която зеленият водород се произвежда, транспортира и в крайна сметка се използва. Целта е амбициозна: до 2030 г. съоръжения за производство на зелен водород с общ капацитет от 10 гигавата , както и свързаните с тях мощности за производство на възобновяема енергия.

Германия планира изграждането на всеобхватна мрежа от водородна инфраструктура. До 2027/28 г. ще бъде завършена първоначална мрежа от над 1800 километра преустроени и новоизградени водородни тръбопроводи, като приблизително 4500 километра ще бъдат добавени в цяла Европа. Дългосрочните планове предвиждат мрежата да се разшири до 9040 километра до 2032 г., свързвайки ключови водородни центрове във всички германски провинции: пристанища, производствени обекти и индустриални центрове. Първите 525 километра от мрежата са планирани да заработят до 2025 г., което ще направи разрастването на водородната икономика по-осезаемо.

Въпреки тези амбициозни планове, водородната икономика в Германия е все още в начален стадий. Настоящото разрастване на пазара напредва по-бавно от очакваното. Производителите, транспортната инфраструктура и търсенето не са достатъчно съгласувани, което възпрепятства развитието на водородната икономика. Освен това, разходите за зелен водород в момента са значително по-високи, отколкото за конвенционалните енергийни носители.

Свързано с това:

• Възобновяем водород: Одиторите на ЕС изискват проверка на реалността – Амбициозните цели в ЕС, техните предизвикателства и перспективи

Разходни фактори и разлика в цените на водорода

Настоящата ценова ситуация представлява една от най-големите пречки пред пазарното навлизане на зеления водород. Проучванията прогнозират, че през 2030 г. производствените разходи за зелен водород ще бъдат все още 2,3 пъти по-високи от тези на конвенционалните изкопаеми горива. Тази разлика в цените е ключов проблем за потенциалните клиенти и инвеститори.

Няколко фактора допринасят за високите разходи. От страна на производството, основните фактори са капиталовите разходи за електролизатори и разходите за електроенергия за процеса на електролиза. Цената на електролизаторите обаче може да намалее значително: от $660-$1050/kW през 2020 г. до $230-$380/kW през 2030 г., според доклад на McKinsey, поръчан от Водородния съвет. Транспортните и инфраструктурни разходи, както и регулаторните разходи и такси, допълнително увеличават цената.

Транспортният аспект не бива да се подценява: Транспортът от Северна Африка до Западна Германия се оценява на около 0,5 щатски долара/кг. За по-дълги разстояния по море транспортните разходи могат да се увеличат до 2-3 щатски долара/кг поради необходимото преобразуване в течен водород или добавянето на носещи течности като LOHC или амоняк.

Въпреки това, има положителни перспективи за дългосрочно развитие на цените. След 2035 г. цените на водорода за крайните клиенти биха могли да паднат и да се доближат до тези на природния газ. Ключови фактори за това включват намаляващите разходи за производство на водород и покачващите се цени на CO2 в рамките на търговията с емисии. До 2045 г. цената на водорода би могла да падне до около 11 до 15 цента/kWh. За сравнение, дори ако природният газ вече не е разрешен за употреба през 2045 г. съгласно проекта за Закон за енергетиката на сградите, хипотетичните цени за крайните клиенти биха се повишили до 10 до 12 цента/kWh, особено поради нарастващите цени на CO2.

Политически мерки за насърчаване на конкурентоспособността

За да повиши конкурентоспособността на зеления водород, германското федерално правителство въведе различни политически инструменти. Националната стратегия за водорода предоставя всеобхватната рамка и обхваща общо 37 мерки за подкрепа на пазарното навлизане на водородните технологии и за установяване на съответните вериги за създаване на стойност. Те включват, наред с други неща, създаването на правни рамки, които насърчават прехода към възобновяеми енергийни източници и зелен водород, както и стимулират разширяването на инфраструктурата.

Решаващ фактор за конкурентоспособността на зеления водород е ценообразуването на емисиите на CO2. При цена на CO2 от 100 евро/тон CO2, значително повече приложения на зеления водород стават конкурентни, включително автомобилен и железопътен транспорт, както и използването му като суровина в рафинерии и производство на стомана. Дори при цени на CO2 между 35 и 50 щатски долара/тон CO2, синият водород (произведен от природен газ с улавяне и съхранение на въглерод) достига ценови паритет със сивия водород (произведен от природен газ без улавяне и съхранение на въглерод).

Германия и ЕС ще предоставят милиарди евро финансиране през следващите няколко години, за да увеличат производството на зелен водород и да трансформират индустрията към климатично неутрално производство. Пакетът за икономически стимули от 3 юни 2020 г. предоставя допълнителни 9 милиарда евро. Това финансиране ще се насочи към различни програми, като Националната иновационна програма за водородни и горивни клетки, с до 1,4 милиарда евро, разпределени между 2016 и 2026 г., и „Конкурс за идеи: Водородна република Германия“.

Освен това, Федералното министерство на икономиката и климатичните действия (BMWK) постигна споразумение с Европейската комисия относно регулаторната рамка за насърчаване на водородните електроцентрали. Формулирани са три концепции за търгове за нови централи: „Sprinter“, „Hybrid“ и „H₂-Ready“. Целта е да се обявят търгове за 8,8 GW нови електроцентрали, които ще работят с водород от самото начало, както и до 15 GW водородни електроцентрали до 2035 г., които могат временно да работят с природен газ, докато бъдат свързани към водородната мрежа.

Технологични иновации и потенциал за намаляване на разходите

Намаляването на производствените разходи за зелен водород зависи значително от технологичните иновации. В бяла книга Рамбол идентифицира различни отправни точки за намаляване на разходите при проектирането на инсталации, включително мащабиране, модуларизация и разработване на стандартизирани решения. Тези намаления на разходите трябва да се прилагат на ниво комина, система и инсталация.

Самото разрастване на пазара е ключов фактор за намаляване на разходите. Увеличаването на обемите на производство позволява икономии от мащаба, което води до по-ниски разходи за единица продукция. Инвеститорите и разработчиците на технологии за производство на енергия (Power-to-X) и зелен водород преди това предполагаха, че разходите за производство и доставка на водород ще намалеят просто чрез разширяване на капацитета за електролиза и едновременното увеличаване на търсенето. Тези оптимистични прогнози за намаляване на капиталовите разходи (CAPEX) обаче все още не са се материализирали. Основна причина за това е, че разрастването на пазара напредва по-бавно от очакваното.

Друг подход за намаляване на разходите е подобряването на ефективността на електролизата. Научноизследователската и развойна дейност играят централна роля тук. Поради това германското федерално правителство финансира специално фундаментални изследвания в областта на зеления водород, с фокус върху изследванията на материалите, системните изследвания и потенциалните ключови технологии за следващото и последващите поколения.

Разширяване на инфраструктурата и логистични концепции

Развитието на високоефективна водородна инфраструктура е основна предпоставка за конкурентоспособността на този енергиен носител. Очаква се планираната основна водородна мрежа да нарасне до 9040 километра до 2032 г., като приблизително 40% от тръбопроводите ще бъдат новоизградени, а съществуващите тръбопроводи за природен газ ще бъдат преустроени за останалите 60%. Общите разходи, възлизащи на около 19 милиарда евро, ще бъдат поети от частния сектор – с държавна подкрепа чрез ограничения на мрежовите такси.

Особено предизвикателство се крие в „последната миля“ – т.е. как по-малките потребители, които не са пряко свързани с основната мрежа, могат да получат достъп до зелен водород по тръбопроводи. В момента се появяват много изолирани водородни решения, разчитащи на собствените си производствени мощности за водород, допълнени от закупуването и доставката на водород с цистерни. Това са жизнеспособни подходи за началната фаза на водородната икономика, но в средносрочен и дългосрочен план тези изолирани решения трябва да бъдат свързани и с планираната основна мрежа.

Освен тръбопроводния транспорт, съществуват и други логистични концепции за водород. За транспорт на дълги разстояния с кораб е необходимо превръщането му в течен водород (LH2) или комбинацията му с носещи течности (LOHC или амоняк). Тези процеси обаче са свързани с допълнителни разходи. Ако крайната употреба може да бъде директно като LH2 или амоняк, транспортните разходи намаляват значително.

Свързано с това:

• Стратегии за декарбонизация: Предизвикателства при производството и използването на възобновяем водород за стоманодобивните и химическите компании

Пазарни механизми и стимули за купувачите

За да се стимулира търсенето на зелен водород, са необходими различни пазарни механизми и стимули за потенциалните клиенти. Ключов проблем в момента е, че индустрията се колебае да инвестира във водородни технологии поради липса на икономически стимули. Жизнеспособен бизнес план може да улесни инвестициите и да създаде търсене.

Един обещаващ подход са въглеродните договори за разлика (CCfD), при които правителството компенсира разликата между текущата цена на CO2 и действителните разходи за избягване на CO2 по климатично чист проект. Тези инструменти предлагат на компаниите сигурност за планиране на дългосрочни инвестиции в климатично чисти технологии.

Други важни механизми за стимулиране включват квоти за зелен водород в определени сектори, данъчни облекчения за потребителите на водород и дългосрочни споразумения за изкупуване. Докладът на McKinsey идентифицира 22 крайни приложения, за които водородът може да бъде най-конкурентното решение. Те включват, по-специално, приложения в промишлеността и транспортния сектор.

Международно сътрудничество и стратегии за внос

Германия няма да може да задоволи нуждите си от водород единствено чрез вътрешно производство. Следователно стратегиите за внос и международното сътрудничество са от решаващо значение. Федералният министър на научните изследвания Бетина Щарк-Ватцингер подчерта, че Германия не може сама да задоволи търсенето си на водород и следователно стратегията за внос е важна следваща стъпка.

Според проучване на McKinsey, вносният водород може да бъде конкурентен до 2030 г. Очаква се зеленият водород от Саудитска Арабия да бъде наличен в Ротердам за 3,10 долара/кг и дори за 1,90 долара/кг по тръбопровод от Алжир. Тези маршрути за внос биха могли да допринесат значително за задоволяване на търсенето на водород в Германия.

Въпреки това, при разработването на стратегии за внос трябва да се внимава да се избегне създаването на критична зависимост от отделни страни доставчици. Ако ЕС и Германия доставят основни компоненти или цели електролизни инсталации от отделни страни извън ЕС, съществува риск от създаване на такава зависимост, което потенциално може да доведе до загуба на вериги за създаване на стойност в рамките на ЕС.

Осигуряване на създаването на европейска стойност

С разрастването на пазара на зелен водород, водородът се превръща в основен енергиен носител за сигурна икономика, основана на възобновяема енергия. Това би могло да доведе до развитието на огромен пазар за водородни технологии, създавайки до 5,4 милиона нови работни места в Европейския съюз. Ето защо е изключително важно сега да се създадат условията, които да позволят на европейските производители да си осигурят водеща пазарна позиция в световната конкуренция.

Едно от предизвикателствата е, че конкурентите извън ЕС понастоящем могат да предлагат водородни технологии с до 50 процента по-евтино от европейските производители. Това често се дължи на по-ниските разходи за труд и енергия или на огромните държавни субсидии, съчетани с местни пазарни стимули. За да се защити европейското създаване на стойност, Германската водородна асоциация (DWV) призовава за критерии за устойчивост в инструментите за публично финансиране на Европейския съюз.

Федералният министър на икономиката Роберт Хабек подчерта, че инвестициите във водород са „инвестиция в нашето бъдеще – в опазването на климата, в квалифицирани работни места и в енергийната сигурност“. Националната стратегия за водорода определя курса за тясно сътрудничество с европейски и международни партньори.

Конкретни препоръки за действие за икономиката

За да се ускори навлизането на пазара на зелен водород и да се повиши неговата конкурентоспособност, са необходими конкретни мерки както от индустрията, така и от политиците. Германската асоциация по водород (DWV) е разработила общо 85 мерки в своя „HyGuide 2030“, предназначени да стимулират производството, приложението и пазарно обусловеното търсене на продукти, свързани със зелен водород, в промишления, химическия, мобилността, енергетиката и отоплението.

Ключова препоръка е да се ускорят процесите на планиране и одобрение на водородни проекти. Съществуващите пречки пред разгръщането на пазарната икономика на водород трябва да бъдат премахнати. Друг важен момент е комбинацията от вътрешно производство и стратегически внос, за да се осигури достатъчно предлагане на зелен водород.

За преходната фаза следва да се прилага технологично неутрален подход, който позволява и използването на син водород (от природен газ с улавяне на CO2) като преходно решение, докато зеленият водород стане наличен в достатъчни количества и на конкурентни цени. Използването на син водород ще бъде задължително, докато зеленият водород стане конкурентоспособен.

Друга важна мярка е координацията на всички заинтересовани страни по веригата за създаване на стойност в областта на водорода. Производителите, мрежовите оператори, потребителите и политиците трябва да работят в тясно сътрудничество и да се движат в една и съща посока, за да ускорят развитието на водородната икономика.

Перспективи за конкурентоспособността на водорода

Водородът има потенциала да се превърне в ключов енергиен носител в климатично неутрална икономика. В момента обаче пазарното развитие е все още в ранен етап, а цените на зеления водород са значително по-високи от тези на алтернативите на изкопаемите горива. Въпреки това има обещаващи развития, които сочат към нарастваща конкурентоспособност през следващите години.

Според проучване на McKinsey, водородът, произведен от офшорна вятърна енергия в ЕС, както и вносният водород, биха могли да бъдат конкурентни до 2030 г. След 2035 г. цените на водорода за крайните клиенти биха могли да паднат и да се доближат до тези на природния газ. Това положително развитие обаче зависи от това дали политическата рамка е последователно съобразена с нарастването на пазара на водород и от необходимите инвестиции в производство, инфраструктура и приложения.

Развитието на водородна икономика в Германия и Европа предлага огромни възможности за устойчив икономически растеж и създаване на работни места. Същевременно сме изправени пред големи предизвикателства, особено в международната конкуренция. От съществено значение е да се осигури създаването на стойност в Европа, като същевременно се възползваме от предимствата на глобалната водородна икономика.

Зеленият водород ще бъде наличен в достатъчни количества още през 2030 г., ако германското правителство се възползва от всички възможности за незабавно развитие на пазарната икономика на водород. Чрез ясен стратегически подход с конкретни и проверими цели, германското правителство трябва да се съсредоточи върху възобновяемите енергийни източници и произведения от тях водород. Това ще създаде сигурност при планирането за всички заинтересовани страни.

Възползвайте се от обширния, петкратен опит на Xpert.Digital в цялостен пакет от услуги | R&D, XR, PR и оптимизация на дигиталната видимост - Изображение: Xpert.Digital

Xpert.Digital притежава задълбочени познания в различни индустрии. Това ни позволява да разработваме персонализирани стратегии, прецизно съобразени с изискванията и предизвикателствата на вашия специфичен пазарен сегмент. Чрез непрекъснат анализ на пазарните тенденции и наблюдение на развитието в индустрията, ние можем да действаме проактивно и да предлагаме иновативни решения. Комбинацията от опит и експертиза генерира добавена стойност и осигурява на нашите клиенти решаващо конкурентно предимство.

Повече информация тук:

• Възползвайте се от 5-те области на експертиза на Xpert.Digital в един пакет – от само 500 евро/месец

☑️ Подкрепа за МСП в стратегията, консултирането, планирането и внедряването

☑️ Създаване или пренасочване на дигиталната стратегия и дигитализация

☑️ Разширяване и оптимизиране на международните процеси на продажби

☑️ Глобални и дигитални B2B търговски платформи

☑️ Pioneer Business Development

Konrad Wolfenstein

С удоволствие бих служел като ваш личен съветник.

Можете да се свържете с мен, като попълните формата за контакт по-долу или просто ми се обадите на +49 89 89 674 804 (Мюнхен) .

Очаквам с нетърпение нашия съвместен проект.

Xpert.Digital е индустриален център, фокусиран върху дигитализацията, машиностроенето, логистиката/интралогистиката и фотоволтаиката.

С нашето 360° решение за бизнес развитие, ние подкрепяме известни компании от нов бизнес до следпродажбено обслужване.

Пазарно разузнаване, маркетинг, маркетингова автоматизация, разработване на съдържание, PR, имейл кампании, персонализирани социални медии и подхранване на лийдове са част от нашите дигитални инструменти.

Можете да намерите повече информация на: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus