Konkurenceschopnost vodíku jako klíčové technologie: Strategie a opatření pro německou ekonomiku

Konkurenceschopnost vodíku jako klíčové technologie: Strategie a opatření pro německou ekonomiku

Transformace na klimaticky neutrální ekonomiku představuje pro Německo obrovské výzvy. Zelený vodík je považován za klíčovou technologii a klíčový prvek energetické transformace. Současné analýzy však ukazují, že náklady na vodík jsou stále výrazně vyšší než náklady na fosilní paliva. Nicméně se očekává slibný vývoj: Do roku 2030 by zelený vodík mohl být v určitých oblastech použití konkurenceschopný již nyní, pokud bude vytvořen správný politický rámec. To vyžaduje rozsáhlé investice do výrobních zařízení, infrastruktury a technologických inovací a zároveň zajišťuje tvorbu hodnoty v Evropě.

Současná situace vodíkové ekonomiky

Vodík je odborníky označován za klíčový nosič energie budoucnosti a „chybějící dílek skládačky energetické transformace“. Spojuje energetickou bezpečnost, klimatickou neutralitu a konkurenceschopnost v jednom konceptu. Německá spolková vláda si tento význam uvědomila a v červnu 2020 zveřejnila Národní vodíkovou strategii (NWS). Tato strategie tvoří základ pro budování vodíkové ekonomiky v Německu, v níž se zelený vodík vyrábí, přepravuje a nakonec využívá. Cíl je ambiciózní: Do roku 2030 zařízení na výrobu zeleného vodíku s celkovou kapacitou 10 gigawattů a také související kapacity na výrobu energie z obnovitelných zdrojů.

Německo plánuje komplexní síť vodíkové infrastruktury. Do let 2027/28 má být dokončena počáteční síť o délce více než 1 800 kilometrů přestavěných a nově vybudovaných vodíkových potrubí a napříč Evropou má být přidáno přibližně 4 500 kilometrů. Dlouhodobé plány předpokládají rozšíření sítě na 9 040 kilometrů do roku 2032, která by propojila klíčová vodíková uzly ve všech německých spolkových zemích: přístavy, výrobní závody a průmyslová centra. Prvních 525 kilometrů sítě by mělo být v provozu do roku 2025, což by mělo učinit nárůst vodíkové ekonomiky hmatatelnějším.

Navzdory těmto ambiciózním plánům je vodíková ekonomika v Německu stále v plenkách. Současný rozjezd trhu postupuje pomaleji, než se očekávalo. Výrobci, dopravní infrastruktura a poptávka nejsou dostatečně sladěny, což brzdí rozvoj vodíkové ekonomiky. Navíc jsou náklady na zelený vodík v současnosti výrazně vyšší než u konvenčních nosičů energie.

Souvisí s tím:

• Obnovitelný vodík: Auditoři EU požadují kontrolu reality – Ambiciózní cíle v EU, jejich výzvy a perspektivy

Nákladové faktory a cenový rozdíl u vodíku

Současná cenová situace představuje jednu z největších překážek pro nárůst trhu s ekologickým vodíkem. Studie předpovídají, že v roce 2030 budou výrobní náklady na ekologický vodík stále 2,3krát vyšší než u konvenčních fosilních paliv. Tento cenový rozdíl je klíčovým problémem pro potenciální zákazníky a investory.

K vysokým nákladům přispívá několik faktorů. Na straně výroby jsou hlavními faktory kapitálové náklady na elektrolyzéry a náklady na elektřinu pro proces elektrolýzy. Náklady na elektrolyzéry by se však mohly výrazně snížit: z 660–1 050 USD/kW v roce 2020 na 230–380 USD/kW v roce 2030, uvádí se v zprávě společnosti McKinsey, kterou si nechala vypracovat Rada pro vodík. Náklady na dopravu a infrastrukturu, stejně jako regulační náklady a poplatky, cenu dále zvyšují.

Aspekt dopravy by se neměl podceňovat: Přeprava ze severní Afriky do západního Německa se odhaduje na přibližně 0,5 USD/kg. U delších vzdáleností po moři se náklady na přepravu mohou zvýšit na 2–3 USD/kg kvůli nutné přeměně na kapalný vodík nebo přidání nosných kapalin, jako je LOHC nebo amoniak.

Nicméně existují pozitivní vyhlídky pro dlouhodobý vývoj cen. Po roce 2035 by koncové ceny vodíku mohly klesnout a přiblížit se cenám zemního plynu. Mezi klíčové faktory patří klesající náklady na výrobu vodíku a rostoucí ceny CO2 v rámci obchodování s emisemi. Do roku 2045 by pak cena vodíku mohla klesnout na přibližně 11 až 15 centů/kWh. Pro srovnání, i kdyby zemní plyn podle návrhu zákona o energetice v budovách již v roce 2045 nebyl povolen k používání, hypotetické koncové ceny by vzrostly na 10 až 12 centů/kWh, zejména v důsledku rostoucích cen CO2.

Politická opatření na podporu konkurenceschopnosti

Pro zvýšení konkurenceschopnosti zeleného vodíku zavedla německá spolková vláda různé politické nástroje. Národní vodíková strategie poskytuje zastřešující rámec a zahrnuje celkem 37 opatření na podporu nárůstu tržních nárůstů vodíkových technologií a na vytvoření odpovídajících hodnotových řetězců. Patří mezi ně mimo jiné vytvoření právních rámců, které podporují přechod na obnovitelné zdroje energie a zelený vodík, a také podpora rozšiřování infrastruktury.

Klíčovým faktorem pro konkurenceschopnost zeleného vodíku je stanovování cen emisí CO2. Při ceně CO2 100 EUR/t CO2 se stává konkurenceschopným podstatně více aplikací zeleného vodíku, včetně silniční a železniční dopravy, stejně jako jeho využití jako vstupní suroviny v rafinériích a při výrobě oceli. I při cenách CO2 mezi 35 a 50 USD/t CO2 dosahuje modrý vodík (vyrobený ze zemního plynu se zachycováním a skladováním uhlíku) cenové parity s šedým vodíkem (vyrobeným ze zemního plynu bez zachycování a skladování uhlíku).

Německo a EU poskytnou v příštích několika letech miliardy eur na financování na zvýšení výroby zeleného vodíku a transformaci průmyslu na klimaticky neutrální výrobu. Balíček ekonomických stimulů ze 3. června 2020 poskytuje dalších 9 miliard eur. Tyto finanční prostředky budou použity do různých programů, jako je Národní inovační program pro vodíkovou a palivovou článkovou technologii, na který bude v letech 2016 až 2026 alokováno až 1,4 miliardy eur, a „Soutěž nápadů: Vodíková republika Německo“.

Spolkové ministerstvo hospodářství a klimatu (BMWK) se dále dohodlo s Evropskou komisí na regulačním rámci pro podporu vodíkových elektráren. Byly formulovány tři koncepty pro výběrová řízení na nové elektrárny: „Sprinter“, Hybrid a H₂-Ready. Cílem je vypsat výběrová řízení na nové elektrárny s výkonem 8,8 GW, které budou od začátku provozovány na vodík, a do roku 2035 až na 15 GW vodíkových elektráren, které mohou být dočasně provozovány na zemní plyn, dokud nebudou připojeny k vodíkové rozvodné síti.

Technologické inovace a potenciál snižování nákladů

Snížení výrobních nákladů na zelený vodík významně závisí na technologických inovacích. V dokumentu White Paper Ramboll identifikuje různá výchozí bod pro snížení nákladů v návrhu zařízení, včetně škálování, modularizace a vývoje standardizovaných řešení. Toto snížení nákladů by mělo být implementováno na úrovni zásobníku, systému a zařízení.

Samotný nárůst trhu je klíčovým faktorem snižování nákladů. Rostoucí objemy výroby umožňují úspory z rozsahu, což vede k nižším jednotkovým nákladům. Investoři a vývojáři technologií Power-to-X a zeleného vodíku dříve předpokládali, že náklady na výrobu a dodávky vodíku se sníží jednoduše díky rozšíření kapacity elektrolýzy a současnému zvýšení poptávky. Tyto optimistické prognózy snížení kapitálových výdajů (CAPEX) se však dosud nenaplnily. Hlavním důvodem je, že nárůst trhu postupuje pomaleji, než se očekávalo.

Dalším přístupem ke snižování nákladů je zlepšení účinnosti elektrolýzy. Výzkum a vývoj zde hraje ústřední roli. Německá spolková vláda proto cíleně financuje základní výzkum zeleného vodíku se zaměřením na výzkum materiálů, systémové studie a potenciální klíčové technologie pro příští a následující generace.

Rozšíření infrastruktury a logistické koncepty

Rozvoj vysoce výkonné vodíkové infrastruktury je základním předpokladem pro konkurenceschopnost tohoto energetického nosiče. Plánovaná hlavní vodíková síť by se měla do roku 2032 rozrůst na 9 040 kilometrů, přičemž přibližně 40 procent plynovodů bude nově vybudováno a zbývajících 60 procent bude přestavěno stávající plynovody na zemní plyn. Celkové náklady ve výši přibližně 19 miliard eur ponese soukromý sektor – s vládní podporou prostřednictvím stropů poplatků za síť.

Zvláštní výzvou je „poslední míle“ – tedy to, jak mohou menší spotřebitelé, kteří nejsou přímo připojeni k hlavní síti, získat přístup k zelenému vodíku prostřednictvím potrubí. V současné době se objevuje mnoho izolovaných vodíkových řešení, která se spoléhají na vlastní výrobní kapacity vodíku, doplněné nákupem a dodávkou vodíku cisternami. To jsou schůdné přístupy pro počáteční fázi vodíkové ekonomiky, ale ve střednědobém až dlouhodobém horizontu musí být tato izolovaná řešení také připojena k plánované hlavní síti.

Kromě potrubní dopravy existují pro vodík i další logistické koncepty. Pro dálkovou přepravu lodí je nutná přeměna na kapalný vodík (LH2) nebo jeho kombinace s nosnými kapalinami (LOHC nebo amoniak). Tyto procesy však zahrnují dodatečné náklady. Pokud je konečné použití možné přímo jako LH2 nebo amoniak, náklady na přepravu se výrazně snižují.

Souvisí s tím:

• Strategie dekarbonizace: Výzvy ve výrobě a využití obnovitelného vodíku pro ocelářské a chemické společnosti

Tržní mechanismy a pobídky pro kupující

Pro stimulaci poptávky po zeleném vodíku jsou zapotřebí různé tržní mechanismy a pobídky pro potenciální zákazníky. Klíčovým problémem v současnosti je, že průmysl váhá s investicemi do vodíkových technologií kvůli nedostatku ekonomických pobídek. Životaschopný obchodní plán může usnadnit investice a vytvořit poptávku.

Jedním slibným přístupem jsou uhlíkové smlouvy o rozdílu (CCfD), v nichž vláda kompenzuje rozdíl mezi aktuální cenou CO2 a skutečnými náklady na zamezení emisí CO2 v rámci klimaticky šetrného projektu. Tyto nástroje nabízejí společnostem, které plánují investice do klimaticky šetrných technologií, jistotu dlouhodobých investic.

Mezi další důležité motivační mechanismy patří kvóty pro zelený vodík v určitých odvětvích, daňové úlevy pro uživatele vodíku a dlouhodobé odběrové smlouvy. Zpráva společnosti McKinsey identifikuje 22 koncových aplikací, pro které může být vodík nejkonkurenceschopnějším řešením. Patří sem zejména aplikace v průmyslu a dopravě.

Mezinárodní spolupráce a importní strategie

Německo nebude schopno uspokojit své potřeby vodíku pouze domácí produkcí. Proto jsou klíčové strategie dovozu a mezinárodní spolupráce. Spolková ministryně výzkumu Bettina Stark-Watzinger zdůraznila, že Německo nemůže samo uspokojit svou poptávku po vodíku a že dovozní strategie je proto důležitým dalším krokem.

Podle studie společnosti McKinsey by dovážený vodík mohl být do roku 2030 konkurenceschopný. Očekává se, že zelený vodík ze Saúdské Arábie bude v Rotterdamu k dispozici za 3,10 USD/kg a dokonce za 1,90 USD/kg potrubím z Alžírska. Tyto dovozní trasy by mohly významně přispět k uspokojení poptávky Německa po vodíku.

Při navrhování dovozních strategií je však třeba dbát na to, aby se zabránilo vzniku kritické závislosti na jednotlivých dodavatelských zemích. Pokud EU a Německo budou odebírat základní komponenty nebo celé elektrolýzy z jednotlivých zemí mimo EU, hrozí vznik takové závislosti, která by mohla vést ke ztrátě hodnotových řetězců v rámci EU.

Zajištění tvorby hodnot v Evropě

S rostoucím trhem se zeleným vodíkem se vodík stává základním nosičem energie pro bezpečnou ekonomiku založenou na obnovitelných zdrojích energie. To by mohlo vést k rozvoji obrovského trhu s vodíkovými technologiemi a vytvořit až 5,4 milionu nových pracovních míst v Evropské unii. Proto je zásadní nyní vytvořit podmínky, které umožní evropským výrobcům zajistit si vedoucí postavení na trhu v globální konkurenci.

Jednou z výzev je, že konkurenti mimo EU mohou v současnosti nabízet vodíkové technologie až o 50 procent levněji než evropští výrobci. To je často způsobeno nižšími náklady na pracovní sílu a energii nebo masivními vládními dotacemi v kombinaci s pobídkami na místním trhu. Aby byla chráněna tvorba hodnoty v Evropě, Německá vodíková asociace (DWV) proto požaduje kritéria odolnosti v nástrojích veřejného financování Evropské unie.

Spolkový ministr hospodářství Robert Habeck zdůraznil, že investice do vodíku jsou „investicí do naší budoucnosti – do ochrany klimatu, do kvalifikovaných pracovních míst a do energetické bezpečnosti.“ Národní vodíková strategie stanoví směr pro úzkou spolupráci s evropskými a mezinárodními partnery.

Konkrétní doporučení pro opatření v oblasti ekonomiky

Pro urychlení nárůstu trhu s zeleným vodíkem a zvýšení jeho konkurenceschopnosti jsou zapotřebí konkrétní opatření jak ze strany průmyslu, tak i tvůrců politik. Německá vodíková asociace (DWV) vypracovala ve svém dokumentu „HyGuide 2030“ celkem 85 opatření, jejichž cílem je stimulovat výrobu, aplikaci a tržně řízenou poptávku po produktech založených na zeleném vodíku v průmyslovém, chemickém, mobilitním, energetickém a teplárenském sektoru.

Klíčovým doporučením je urychlit procesy plánování a schvalování vodíkových projektů. Je nutné odstranit stávající překážky bránící rozvoji tržní ekonomiky s vodíkem. Dalším důležitým bodem je kombinace domácí produkce a strategického dovozu, aby se zajistily dostatečné dodávky zeleného vodíku.

Pro přechodnou fázi by měl být uplatněn technologicky neutrální přístup, který rovněž umožňuje použití modrého vodíku (ze zemního plynu se zachycováním CO2) jako přechodného řešení, dokud nebude zelený vodík k dispozici v dostatečném množství a za konkurenceschopné ceny. Používání modrého vodíku bude nezbytné, dokud nebude zelený vodík konkurenceschopný.

Dalším důležitým opatřením je koordinace všech zúčastněných stran v celém hodnotovém řetězci vodíku. Výrobci, provozovatelé sítí, spotřebitelé a tvůrci politik musí úzce spolupracovat a táhnout stejným směrem, aby urychlili rozvoj vodíkové ekonomiky.

Perspektivy konkurenceschopnosti vodíku

Vodík má potenciál stát se klíčovým nosičem energie v klimaticky neutrální ekonomice. V současné době je však nárůst trhu stále v rané fázi a náklady na zelený vodík jsou výrazně vyšší než náklady na alternativy fosilních paliv. Nicméně existuje slibný vývoj, který naznačuje rostoucí konkurenceschopnost v nadcházejících letech.

Podle studie společnosti McKinsey by vodík vyrobený z větrné energie na moři v EU, stejně jako dovážený vodík, mohl být do roku 2030 konkurenceschopný. Po roce 2035 by koncové ceny vodíku mohly klesnout a přiblížit se cenám zemního plynu. Tento pozitivní vývoj však závisí na tom, zda bude politický rámec důsledně sladěn s nárůstem trhu s vodíkem a zda budou provedeny nezbytné investice do výroby, infrastruktury a aplikací.

Rozvoj vodíkové ekonomiky v Německu a Evropě nabízí obrovské příležitosti pro udržitelný hospodářský růst a tvorbu pracovních míst. Zároveň čelíme velkým výzvám, zejména v mezinárodní konkurenci. Je nezbytné zajistit tvorbu hodnot v Evropě a zároveň těžit z výhod globální vodíkové ekonomiky.

Zelený vodík bude k dispozici v dostatečném množství již v roce 2030, pokud německá vláda využije všech příležitostí k okamžitému nastartování tržní ekonomiky s vodíkem. Německá vláda se musí zaměřit na obnovitelné zdroje energie a vodík z nich vyrobený prostřednictvím jasného strategického přístupu s konkrétními a ověřitelnými cíli. To vytvoří jistotu plánování pro všechny zúčastněné strany.

Společnost Xpert.Digital disponuje hlubokými znalostmi napříč různými odvětvími. To nám umožňuje vyvíjet strategie na míru, které přesně odpovídají požadavkům a výzvám vašeho specifického segmentu trhu. Díky neustálé analýze tržních trendů a sledování vývoje v odvětví můžeme jednat proaktivně a nabízet inovativní řešení. Kombinace zkušeností a odborných znalostí vytváří přidanou hodnotu a poskytuje našim klientům rozhodující konkurenční výhodu.

Více informací zde:

• Využijte 5 oblastí odbornosti Xpert.Digital v jednom balíčku – již od 500 €/měsíc

☑️ Podpora malých a středních podniků v oblasti strategie, poradenství, plánování a implementace

☑️ Vytvoření nebo restrukturalizace digitální strategie a digitalizace

☑️ Rozšíření a optimalizace mezinárodních prodejních procesů

☑️ Globální a digitální B2B obchodní platformy

☑️ Průkopnický rozvoj podnikání

 

Rád/a bych sloužil/a jako váš osobní poradce.

Můžete mě kontaktovat vyplněním níže uvedeného kontaktního formuláře nebo mi jednoduše zavolat na číslo +49 7348 4088 965 .

Těším se na náš společný projekt.

 

 

Xpert.Digital je centrum pro průmysl se zaměřením na digitalizaci, strojírenství, logistiku/intralogistiku a fotovoltaiku.

S naším komplexním řešením pro rozvoj podnikání 360° podporujeme renomované společnosti od nových obchodů až po poprodejní služby.

Součástí našich digitálních nástrojů jsou analýzy trhu, s-marketing, marketingová automatizace, vývoj obsahu, PR, mailové kampaně, personalizované sociální sítě a péče o leady.

Více informací naleznete na: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus