핵심 기술로서의 수소의 경쟁력 : 독일 경제를위한 전략과 조치

콘라드 울펜슈타인

9시간 전

핵심 기술로서의 수소의 경쟁력 : 독일 경제를위한 전략과 측정 - 그림 : Xpert.Digital

녹색 수소 : 기후 경제의 열쇠?

핵심 기술로서의 수소의 경쟁력 : 독일 경제를위한 전략과 조치

기후 중립 경제로의 변화는 엄청난 도전을 제기합니다. 녹색 수소는 핵심 기술과 에너지 전환의 결정적인 요소로 간주됩니다. 그러나 현재의 분석에 따르면 수소 비용이 화석 연료보다 여전히 상당히 높다는 것을 보여줍니다. 그럼에도 불구하고 유망한 발전이 있습니다. 2030 년까지 올바른 정치적 틀이 만들어지면 녹색 수소는 이미 특정 응용 분야에서 경쟁력을 가질 수 있습니다. 이를 위해서는 생산 시설, 인프라 및 기술 혁신에 대한 광범위한 투자가 필요하지만 동시에 유럽 부가 가치를 확보해야합니다.

수소 경제의 현재 상황

전문가들은 수소를 미래의 중심 에너지 원과“에너지 전환의 퍼즐을 잃어버린다”라고 언급했다. 그것은 에너지 안보, 기후 중립 및 경쟁력을 개념으로 결합합니다. 독일 연방 정부는이 의미를 인정하고 2020 년 6 월에 NWS (National Hydrogen Strategy)를 출판했습니다. 이 전략은 독일에 수소 경제 설립을위한 토대를 형성하며, 녹색 수소는 생성, 운송 및 최종적으로 사용됩니다. 목표는 야심적입니다. 2030 년까지 10 기가 와트 총 생산량이있는 녹색 수소 과 재생 가능 에너지 생성의 관련 역량이 설정되어야합니다.

독일은 인프라를위한 광범위한 수소 커널 네트워크를 계획하고 있습니다. 2027/28 년까지 1,800 킬로미터가 넘는 시작 네트워크를 건설하고 새로 제작 된 수소 파이프를 구축하고 약 4,500 킬로미터를 유럽 전역에 추가해야합니다. 장기 계획은 네트워크가 2032 년까지 9,040km로 성장해야하며 모든 연방 주에서 중요한 수소 위치가 결합되어야한다고 규정하고 있습니다 : 항구, 세대 위치 및 산업 센터. 2025 년 초, 네트워크의 첫 525km는

이러한 야심 찬 계획에도 불구하고 독일의 수소 경제는 여전히 처음에 있습니다. 현재 시장 뇌졸중은 기대보다 느립니다. 생산자, 운송 인프라 및 수요는 불충분하게 조정되어 수소 경제의 승차를 제동합니다. 또한 녹색 수소 비용은 현재 기존 에너지 원보다 상당히 높습니다.

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수소의 비용 요인과 가격 차이

현재의 비용 상황은 녹색 수소의 시장 wheal에 대한 가장 큰 장애물 중 하나를 나타 냅니다 . 이 가격 차이는 잠재적 인 구매자와 투자자에게 핵심 문제입니다.

다양한 요인이 높은 비용에 기여합니다. 생산 페이지에서 주로 전기 계수의 자본 비용과 전기 분해 공정의 전기 비용입니다. 그러나 McKinsey의 보고서에 따르면 전기 계수 비용은 2020 년 660-1.050/kW에서 2030 년에 $ 230-380/kW로 크게 떨어질 수 있습니다. 또한 운송 및 인프라 비용뿐만 아니라 규제 비용 및 세금도 가격을 올릴 수 있습니다.

운송 측면을 과소 평가해서는 안됩니다. 북아프리카에서 서독으로의 운송의 경우 비용은 약 USD 0.5/kg으로 추정됩니다. 호수를 통한 더 먼 거리의 경우, 액체 수소의 필요한 전환 또는 LOHC 또는 암모니아와 같은 캐리어 유체와 최대 2-3/kg까지의 연결로 인해 운송 비용이 증가 할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 장기 가격 개발에 대한 긍정적 인 전망이 있습니다. 2035 년 이후, 수소의 최종 고객 가격은 천연 가스를 감소시키고 접근 할 수 있습니다. 이에 대한 주요 동인은 수소 생산 비용의 부패와 배출량 거래의 일환으로 CO2 가격 상승을 포함합니다. 2045 년에 수소의 공급 비용은 약 11 ~ 15 ct/kWh로 떨어질 수 있습니다. 비교 : 건물 에너지 법률 2045의 설계에 따른 천연 가스가 더 이상 사용되지 않더라도, 특히 CO2 가격 인상으로 인한 가상 최종 고객 가격은 10 ~ 12 ct/kWh로 증가 할 것입니다.

경쟁력을 높이기위한 정치적 조치

녹색 수소의 경쟁력을 높이기 위해 독일 연방 정부는 다양한 정치 도구를 도입했습니다. 국가 수소 전략은 중요한 프레임 워크를 형성하고 수소 기술의 시장 리프트를 지원하고 해당 가치 사슬을 확립하기위한 총 37 개의 측정을 포함합니다. 여기에는 재생 가능 에너지와 녹색 수소로의 전환을 촉진하고 인프라 확장을 촉진하는 법적 프레임 워크 조건의 생성이 포함됩니다.

녹색 수소의 경쟁력을위한 중요한 요소는 CO2 배출량의 가격입니다. CO2 가격이 100 유로/T 이산화탄소의 경우 도로 및 철도 교통을 포함하여 녹색 수소에 대한 더 많은 응용 프로그램이 경쟁력이 높지만 정유소 및 철강 생산에 대한 재료 사용도 경쟁력이 있습니다. 35 ~ 50 USD/T CO2 사이의 CO2 가격에도 불구하고 (CO2 분리가있는 천연 가스로부터) 청색 수소는 회색 수소로 가격의 패리티에 도달합니다 (CO2 분리가없는 천연 가스).

향후 몇 년 동안 독일과 EU는 녹색 수소 생산뿐만 아니라 수십억 유로의 기후 중립 생산 산업의 변화를 장려 할 것입니다. 2020 년 6 월 3 일 경제 자극 패키지는 90 억 유로의 추가 자금을 제공합니다. 이 자금은 2016 년부터 2026 년까지 최대 14 억 유로의 국가 혁신 프로그램 수소 및 연료 전지 기술과 같은 다양한 프로그램으로 유입 될 것입니다.

또한, 연방 경제 기후 보호부 (BMWK)는 수소 발전소 홍보를위한 규제 체계에 관한 유럽위원회와 동의했다. 새로운 시스템에 대한 입찰에 대한 세 가지 개념은“스프린터”, 하이브리드 및 HAPEREAD의 세 가지 개념이 공식화되었습니다. 목표는 시작부터 수소로 작동하는 새로운 발전소에 8.8 GW를 기록하고 2035 년까지 수소 네트워크에 연결될 때까지 천연 가스로 일시적으로 작동 할 수있는 15GW의 수소 발전소까지 기록하는 것입니다.

기술 혁신 및 비용 절감 잠재력

녹색 수소의 생산 비용 감소는 주로 기술 혁신에 달려 있습니다. 백서에서 Ramboll은 스케일링, 모듈화 및 표준화 된 솔루션 개발을 포함하여 시스템 계획 영역의 비용 절감을위한 다양한 출발점을 식별합니다. 비용 절감은 스택, 시스템 및 시스템 수준에서 사용해야합니다.

시장 최고 운영 자체는 비용 절감에 중요한 요소입니다. 생산량 증가는 규모 효과를 달성하여 단가 비용을 절감 할 수 있습니다. 지금까지 전력-X 및 녹색 수소 기술의 투자자와 개발자는 수소 생산 및 공급 비용이 전기 분해 용량을 확대하고 수요 증가로 인해 감소 할 것이라고 가정했습니다. 그러나 투자 감소에 대한 이러한 낙관적 예측 (CAPEX)은 아직 발생하지 않았습니다. 이에 대한 중요한 이유는 시장 뇌졸중이 예상보다 느리기 때문입니다.

비용 절감의 또 다른 출발점은 전기 분해 효율을 향상시키는 것입니다. 연구 개발은 여기서 중심적인 역할을합니다. 따라서 연방 정부는 특히 재료 연구, 시스템 연구 및 다음 세대의 가능한 주요 기술에 중점을 둔 녹색 수소에 대한 기본 연구를 촉진합니다.

인프라 확장 및 물류 개념

강력한 수소 인프라의 확립은이 에너지 원의 경쟁력을위한 기본 요구 사항입니다. 계획된 수소 커널 네트워크는 2032 년까지 9,040 킬로미터로 증가 할 것으로 예상되며, 라인의 약 40 %가 건설되고 다른 60 %의 천연 가스 파이프를 변경합니다. 민간 부문은 네트워크 요금의 캡핑을위한 주 지원과 함께 약 190 억 유로의 총 비용을 부담하기위한 것입니다.

"마지막 마일"은 특별한 도전입니다. 핵심 네트워크의 직접 거주자가 아닌 소비자가 녹색 수소에 대한 케이블 액세스를받을 수있는 방법에 대한 문제입니다. 많은 경우에, 수소에 대한 자체 세대 용량에 의존하는 수소 분리 솔루션은 현재 탱크 트럭을 통한 수소의 구매 및 전달로 보충되고 있으며, 현재 생성되고 있습니다. 이들은 수소 경제의 초기 단계에 대한 기능적 접근 방식이지만 중기에서 장기적 으로이 섬 솔루션이 계획된 핵 네트워크에 연결할 수 있어야합니다.

파이프 라인을 통한 운송 외에도 수소에 대한 다른 물류 개념이 있습니다. 액체 수소 (LH2)로의 전환 또는 선박에 의한 장거리 수송을 위해서는 운반체 유체 (LOHC 또는 암모니아)로의 연결이 필요하다. 그러나 이러한 절차는 추가 비용과 관련이 있습니다. LH2 또는 암모니아로 최종 용도가 직접 발생할 수 있다면 운송 비용이 크게 감소합니다.

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고객을위한 시장 메커니즘 및 인센티브

녹색 수소에 대한 수요를 자극하기 위해서는 잠재적 인 구매자에게는 다양한 시장 메커니즘과 인센티브가 필요합니다. 중심 문제는 현재 경제적 인센티브가 빠졌기 때문에 산업이 수소 기술에 투자하는 것을 망설이고 있다는 것입니다. 지속 가능한 비즈니스 사례는 투자를보다 쉽게 만들고 수요를 창출 할 수 있습니다.

유망한 접근 방식은 CCFD (Carbon Contracts for Dishplity)이며, 주정부는 현재 CO2 가격과 기후 친화적 인 프로젝트의 실제 CO2 회피 비용의 차이를 보상합니다. 기업은 기후와 우호적 인 기술에 대한 장기 투자를위한 이러한 도구를 제공합니다.

다른 중요한 인센티브 메커니즘은 특정 부문의 녹색 수소에 대한 할당량, 수소 사용자에 대한 세금 장점 및 장기 수용 계약입니다. McKinsey 보고서는 수소가 가장 경쟁력있는 솔루션을 나타낼 수있는 22 개의 끝 응용 프로그램을 식별합니다. 여기에는 주로 산업 및 교통 부문의 응용 프로그램이 포함됩니다.

국제 협력 및 수입 전략

독일은 국내 생산에 의해서만 수소 요구 사항을 다룰 수 없습니다. 따라서 수입 전략과 국제 협력이 매우 중요합니다. Bettina Stark-Watzinger 연방 연구 장관은 독일이 수소의 필요성만을 다룰 수 없으며 수입 전략이 다음 단계로 중요하다고 강조했다.

맥킨지 (McKinsey)의 연구에 따르면, 수입 수소는 2030 년까지 경쟁 할 수 있습니다. 사우디 아라비아의 녹색 수소는 Rotterdam에 3.1/kg의 경우 $ 1.9/kg 파이프 라인에도 불구하고 알려져 있습니다. 이러한 수입 경로는 독일 수소 요구 사항을 다루는 데 중요한 기여를 할 수 있습니다.

그러나 수입 전략을 설계 할 때는 개별 배송 국가에 대한 의존성이 없는지 확인하기 위해주의를 기울여야합니다. EU와 독일에서 개별 비 EU 국가의 필수 구성 요소 또는 전체 전기 분해 시스템이 얻어지면 EU 내에서 가치 사슬의 상실과 함께 의존적 인 의존성이 위험합니다.

유럽 부가 가치 확보

녹색 수소 시장 뇌졸중 과정에서 수소는 공급 안전 재생 에너지 산업의 기본 에너지 원이됩니다. 이와 함께, 유럽 연합에서 최대 540 만 개의 새로운 일자리를 가진 수소 기술을위한 막대한 시장이 개발 될 수 있습니다. 따라서 유럽 제조업체가 글로벌 경쟁에서 주요 시장 위치를 확보 할 수있는 전제 조건을 만드는 것이 중요합니다.

한 가지 과제는 EU 외부의 경쟁 업체가 현재 유럽 제조업체보다 최대 50 % 저렴한 수소 기술을 제공 할 수 있다는 것입니다. 이것은 종종 임금과 에너지 비용이 낮거나 현지 시장 인센티브와 관련된 대규모 주 자금 조달 메커니즘으로 인해 가능합니다. 유럽 부가가치를 확보하기 위해 독일 수소 협회 (DWV)는 유럽 연합의 공공 자금 조달 기기에서 탄력성 기준을 요구합니다.

Robert Habeck 연방 경제부 장관 Robert Habeck은 수소에 대한 투자가“미래에 투자합니다. 기후 보호에서 자격을 갖춘 직업 및 에너지 공급 보안에서”. 국가 수소 전략은 유럽 및 국제 파트너와 긴밀한 협력을위한 과정을 설정합니다.

경제 행동에 대한 구체적인 권장 사항

시장을 가속화하려면 녹색 수소의 높은 실행을 가속화하고 경쟁력을 높이려면 경제 및 정치 측면에 대한 구체적인 조치가 필요합니다. "Hyguide 2030"에서 독일 수소 협회 (DWV)는 산업, 화학, 이동성, 에너지 및 열의 부문에서 녹색 수소 제품에 대한 생산, 응용 프로그램 및 시장 주도 수요를 통합하기 위해 총 85 개의 측정을 개발했습니다.

중심 권장 사항은 수소 프로젝트의 계획 및 승인 프로세스를 가속화하는 것입니다. 수소 시장 경제의 높은 실행에 대한 기존의 장애물은 해체되어야합니다. 또 다른 중요한 요점은 녹색 수소의 충분한 공급을 보장하기 위해 In -House 생산과 전략적 수입의 조합입니다.

전환 단계의 경우, 기술 개방 접근법도 준수해야하며, 이는 녹색 수소가 충분한 양과 경쟁력있는 가격으로 이용할 때까지 임시 솔루션으로 청색 수소 (CO2 분리가있는 천연 가스에서)를 사용할 수도 있습니다. 녹색 수소가 경쟁 할 때까지 청색 수소의 사용은 필수 불가결 할 것입니다.

또 다른 중요한 조치는 수소 가치 사슬을 따라 모든 행위자의 조정입니다. 생산자, 네트워크 운영자, 소비자 및 정치는 수소 경제의 높은 실행을 가속화하기 위해 긴밀히 협력하고 함께 협력해야합니다.

수소의 경쟁력에 대한 관점

수소는 기후 중립 경제에서 중앙 에너지 원이 될 가능성이 있습니다. 그러나 현재 시장 뇌졸중은 여전히 처음에 있으며 녹색 수소 비용은 화석 대안보다 상당히 높습니다. 그럼에도 불구하고 앞으로 몇 년 동안 경쟁력이 증가하고 있음을 나타내는 유망한 발전이 있습니다.

McKinsey의 연구에 따르면 EU-Offshore 풍력 에너지와 수입 수소의 수소는 2030 년까지 경쟁력이있을 수 있습니다. 2035 년 이후, 수소의 최종 고객 가격은 천연 가스를 감소시키고 접근 할 수 있습니다. 그러나이 긍정적 인 개발은 정치적 프레임 워크가 지속적으로 수소의 시장 리프트를 향해 준비되어 있으며 생산, 인프라 및 응용 프로그램에 필요한 투자가 이루어 졌다고 전제로합니다.

독일과 유럽에 수소 경제의 설립은 지속 가능한 경제 성장과 일자리 창출을위한 엄청난 기회를 제공합니다. 동시에, 우리는 특히 국제 경쟁에서 큰 도전에 직면 해 있습니다. 유럽 부가가치를 확보하는 것이 중요하며 동시에 세계 수소 경제의 장점으로부터 혜택을받습니다.

연방 정부가 수소 시장 경제의 즉각적인 운영을 위해 모든 옵션을 취하면 녹색 수소는 2030 년 초에 충분한 양으로 이용 가능합니다. 콘크리트 및 검증 가능한 목표를 가진 명확한 전략적 접근 덕분에 연방 정부는 재생 가능한 에너지와 그로부터 생산 된 수소에 중점을 두어야합니다. 이것은 관련된 모든 행위자에 대한 계획 보안을 만듭니다.

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