Конкурентоспособность водорода как ключевые технологии: стратегии и меры для немецкой экономики

Конкурентоспособность водорода как ключевые технологии: стратегии и меры для немецкой экономики

Переход к климатически нейтральной экономике ставит перед Германией огромные задачи. Зеленый водород считается ключевой технологией и важнейшим элементом энергетического перехода. Однако текущие анализы показывают, что стоимость водорода по-прежнему значительно выше, чем у ископаемого топлива. Тем не менее, есть многообещающие перспективы: к 2030 году зеленый водород может стать конкурентоспособным в определенных областях применения, если будет создана соответствующая политическая база. Это требует масштабных инвестиций в производственные мощности, инфраструктуру и технологические инновации, одновременно обеспечивая создание добавленной стоимости в Европе.

Текущее состояние водородной экономики

Эксперты называют водород ключевым энергоносителем будущего и «недостающим звеном в головоломке энергетического перехода». Он объединяет энергетическую безопасность, климатическую нейтральность и конкурентоспособность в единой концепции. Федеральное правительство Германии признало эту важность и в июне 2020 года опубликовало Национальную водородную стратегию (НВС). Эта стратегия закладывает основу для построения водородной экономики в Германии, в которой производится, транспортируется и в конечном итоге используется экологически чистый водород. Цель амбициозна: к 2030 году производственные мощности по выпуску экологически чистого водорода общей мощностью 10 гигаватт , а также соответствующие мощности по производству возобновляемой энергии.

Германия планирует создать комплексную сеть водородной инфраструктуры. К 2027/28 году планируется завершить строительство первоначальной сети из более чем 1800 километров переоборудованных и вновь построенных водородных трубопроводов, а затем добавить еще около 4500 километров по всей Европе. Долгосрочные планы предусматривают расширение сети до 9040 километров к 2032 году, что позволит соединить ключевые водородные узлы во всех немецких землях: порты, производственные площадки и промышленные центры. Первые 525 километров сети планируется ввести в эксплуатацию к 2025 году, что сделает развитие водородной экономики более ощутимым.

Несмотря на эти амбициозные планы, водородная экономика в Германии все еще находится в зачаточном состоянии. Текущий рост рынка идет медленнее, чем ожидалось. Производители, транспортная инфраструктура и спрос недостаточно согласованы, что препятствует развитию водородной экономики. Кроме того, стоимость «зеленого» водорода в настоящее время значительно выше, чем у традиционных энергоносителей.

Подходит для:

• Возобновляемый водород: аудиторы ЕС призывают проверить реальность – амбициозные цели ЕС, их проблемы и перспективы

Факторы стоимости и ценовой разрыв в водороде

Текущая ситуация с ценами представляет собой одно из самых больших препятствий на пути выхода на рынок экологически чистого водорода. Исследования прогнозируют, что к 2030 году себестоимость производства экологически чистого водорода по-прежнему будет в 2,3 раза выше, чем у традиционного ископаемого топлива. Этот ценовой разрыв является ключевой проблемой для потенциальных потребителей и инвесторов.

Высокие затраты обусловлены несколькими факторами. В производственной сфере основными являются капитальные затраты на электролизеры и стоимость электроэнергии для процесса электролиза. Однако, согласно отчету McKinsey, подготовленному по заказу Водородного совета, стоимость электролизеров может значительно снизиться: с 660–1050 долларов США/кВт в 2020 году до 230–380 долларов США/кВт в 2030 году. Транспортные и инфраструктурные расходы, а также затраты на регулирование и сборы дополнительно увеличивают цену.

Не следует недооценивать транспортный аспект: стоимость транспортировки из Северной Африки в Западную Германию оценивается примерно в 0,5 доллара США/кг. Для более дальних морских перевозок транспортные расходы могут возрасти до 2-3 долларов США/кг из-за необходимости преобразования в жидкий водород или добавления несущих жидкостей, таких как LOHC или аммиак.

Тем не менее, существуют позитивные перспективы для долгосрочной динамики цен. После 2035 года цены на водород для конечных потребителей могут снизиться и приблизиться к ценам на природный газ. Ключевыми факторами этого являются снижение себестоимости производства водорода и рост цен на CO2 в рамках системы торговли квотами на выбросы. К 2045 году стоимость водорода может упасть примерно до 11–15 центов/кВт·ч. Для сравнения, даже если использование природного газа будет запрещено в 2045 году в соответствии с проектом Закона об энергоэффективности зданий, гипотетические цены для конечных потребителей вырастут до 10–12 центов/кВт·ч, в частности, из-за роста цен на CO2.

Политические меры по повышению конкурентоспособности

Для повышения конкурентоспособности «зеленого» водорода федеральное правительство Германии ввело ряд политических инструментов. Национальная водородная стратегия обеспечивает общую основу и включает в себя в общей сложности 37 мер, направленных на поддержку выхода водородных технологий на рынок и создание соответствующих цепочек добавленной стоимости. К ним относятся, среди прочего, создание правовых рамок, способствующих переходу к возобновляемым источникам энергии и «зеленому» водороду, а также стимулирование расширения инфраструктуры.

Ключевым фактором конкурентоспособности «зеленого» водорода является ценообразование на выбросы CO2. При цене CO2 в 100 евро/т CO2 значительно расширяется сфера применения «зеленого» водорода, включая автомобильный и железнодорожный транспорт, а также его использование в качестве сырья на нефтеперерабатывающих заводах и в сталелитейном производстве. Даже при ценах на CO2 от 35 до 50 долларов США/т «голубой» водород (производимый из природного газа с улавливанием и хранением углерода) достигает ценового паритета с «серым» водородом (производимым из природного газа без улавливания и хранения углерода).

Германия и ЕС выделят миллиарды евро в течение следующих нескольких лет на наращивание производства экологически чистого водорода и переход промышленности на климатически нейтральное производство. Пакет мер экономического стимулирования от 3 июня 2020 года предусматривает дополнительные 9 миллиардов евро. Эти средства будут направлены на различные программы, такие как Национальная инновационная программа в области водородных и топливных элементов, на которую в период с 2016 по 2026 год выделено до 1,4 миллиарда евро, и «Конкурс идей: Водородная Республика Германия».

Кроме того, Федеральное министерство экономики и климата (BMWK) достигло соглашения с Европейской комиссией о нормативно-правовой базе для развития водородных электростанций. Были разработаны три концепции для проведения тендеров на строительство новых электростанций: «Sprinter», «Hybrid» и «H₂-Ready». Цель состоит в том, чтобы объявить тендеры на строительство новых электростанций мощностью 8,8 ГВт, которые с самого начала будут работать на водороде, а также до 15 ГВт водородных электростанций к 2035 году, которые смогут временно работать на природном газе до подключения к водородной сети.

Технологические инновации и потенциал снижения затрат

Снижение себестоимости производства экологически чистого водорода в значительной степени зависит от технологических инноваций. В аналитическом обзоре компания Ramboll определяет различные отправные точки для снижения затрат при проектировании установок, включая масштабирование, модульность и разработку стандартизированных решений. Эти меры по снижению затрат должны быть реализованы на уровне стека, системы и установки в целом.

Сам по себе процесс наращивания объемов производства является ключевым фактором снижения затрат. Увеличение объемов производства позволяет достичь эффекта масштаба, что приводит к снижению удельных издержек. Инвесторы и разработчики технологий Power-to-X и «зеленого» водорода ранее предполагали, что затраты на производство и поставку водорода снизятся просто за счет расширения мощностей электролиза и одновременного увеличения спроса. Однако эти оптимистичные прогнозы по снижению капитальных затрат (CAPEX) пока не оправдались. Основная причина этого заключается в том, что наращивание объемов производства на рынке происходит медленнее, чем ожидалось.

Еще один подход к снижению затрат — повышение эффективности электролиза. Здесь центральное место занимают исследования и разработки. Поэтому федеральное правительство Германии целена1правленно финансирует фундаментальные исследования в области «зеленого» водорода, уделяя особое внимание исследованиям материалов, системным исследованиям и потенциальным ключевым технологиям следующего и последующих поколений.

Концепции расширения инфраструктуры и логистики

Развитие высокоэффективной водородной инфраструктуры является фундаментальной предпосылкой для конкурентоспособности этого энергоносителя. Планируемая основная водородная сеть к 2032 году должна расшириться до 9040 километров, при этом примерно 40 процентов трубопроводов будут построены заново, а оставшиеся 60 процентов будут переоборудованы из существующих газопроводов. Общие затраты, составляющие около 19 миллиардов евро, будут покрыты частным сектором при государственной поддержке в виде ограничений на плату за пользование сетью.

Особая проблема заключается в «последней миле» — то есть в том, как мелкие потребители, не подключенные напрямую к основной сети, могут получить доступ к экологически чистому водороду по трубопроводам. В настоящее время появляется множество изолированных решений в области водорода, основанных на собственных производственных мощностях, дополненных закупкой и доставкой водорода автоцистернами. Это жизнеспособные подходы на начальном этапе развития водородной экономики, но в среднесрочной и долгосрочной перспективе эти изолированные решения также должны быть подключены к планируемой основной сети.

Помимо трубопроводной транспортировки, существуют и другие логистические концепции для водорода. Для транспортировки на большие расстояния судами необходима конверсия в жидкий водород (LH2) или его соединение с несущими жидкостями (LOHC или аммиаком). Однако эти процессы сопряжены с дополнительными затратами. Если же конечным продуктом может быть непосредственно жидкий водород или аммиак, транспортные расходы значительно снижаются.

Подходит для:

• Стратегии декарбонизации: проблемы производства и использования возобновляемого водорода для сталелитейных и химических компаний

Рыночные механизмы и стимулы для покупателей

Для стимулирования спроса на экологически чистый водород необходимы различные рыночные механизмы и стимулы для потенциальных потребителей. В настоящее время ключевая проблема заключается в том, что промышленность неохотно инвестирует в водородные технологии из-за отсутствия экономических стимулов. Жизнеспособное бизнес-обоснование может способствовать инвестициям и созданию спроса.

Одним из перспективных подходов являются контракты на разницу цен на углеродные выбросы (CCfD), в рамках которых правительство компенсирует разницу между текущей ценой на CO2 и фактическими затратами на предотвращение выбросов CO2 в рамках экологически чистого проекта. Эти инструменты обеспечивают компаниям, планирующим инвестиции в экологически чистые технологии, уверенность в долгосрочной перспективе.

К другим важным механизмам стимулирования относятся квоты на экологически чистый водород в определенных секторах, налоговые льготы для потребителей водорода и долгосрочные соглашения о закупке. В отчете McKinsey выделены 22 области конечного использования, для которых водород может быть наиболее конкурентоспособным решением. К ним относятся, в частности, области применения в промышленности и транспортном секторе.

Международное сотрудничество и стратегии импорта

Германия не сможет удовлетворить свои потребности в водороде исключительно за счет внутреннего производства. Поэтому стратегии импорта и международное сотрудничество имеют решающее значение. Федеральный министр науки и технологий Беттина Старк-Ватцингер подчеркнула, что Германия не может удовлетворить свои потребности в водороде самостоятельно, и поэтому стратегия импорта является важным следующим шагом.

Согласно исследованию McKinsey, импортный водород может стать конкурентоспособным к 2030 году. Ожидается, что экологически чистый водород из Саудовской Аравии будет доступен в Роттердаме по цене 3,10 долл./кг, а по трубопроводу из Алжира — даже по цене 1,90 долл./кг. Эти пути импорта могут внести значительный вклад в удовлетворение потребности Германии в водороде.

Однако при разработке стратегий импорта необходимо проявлять осторожность, чтобы избежать критической зависимости от отдельных стран-поставщиков. Если ЕС и Германия закупают необходимые компоненты или целые электролизные установки в отдельных странах, не входящих в ЕС, существует риск возникновения такой зависимости, что потенциально может привести к потере цепочек создания стоимости внутри ЕС.

Обеспечение создания добавленной стоимости в Европе

По мере развития рынка «зеленого» водорода он становится основополагающим энергоносителем для надежной экономики, основанной на возобновляемых источниках энергии. Это может привести к формированию огромного рынка водородных технологий и созданию до 5,4 миллионов новых рабочих мест в Европейском Союзе. Поэтому крайне важно уже сейчас создать условия, которые позволят европейским производителям занять лидирующие позиции на мировом рынке.

Одна из проблем заключается в том, что конкуренты за пределами ЕС в настоящее время могут предлагать водородные технологии на 50 процентов дешевле, чем европейские производители. Зачастую это объясняется более низкими затратами на рабочую силу и энергию, или же масштабными государственными субсидиями в сочетании с местными рыночными стимулами. Для защиты европейского потенциала создания добавленной стоимости Немецкая водородная ассоциация (DWV) призывает к включению критериев устойчивости в инструменты государственного финансирования Европейского союза.

Федеральный министр экономики Роберт Хабек подчеркнул, что инвестиции в водород — это «инвестиции в наше будущее — в защиту климата, в создание квалифицированных рабочих мест и в энергетическую безопасность». Национальная водородная стратегия определяет курс на тесное сотрудничество с европейскими и международными партнерами.

Конкретные рекомендации по действиям в интересах экономики

Для ускорения выхода на рынок экологически чистого водорода и повышения его конкурентоспособности необходимы конкретные меры как со стороны промышленности, так и со стороны политиков. Немецкая водородная ассоциация (DWV) разработала в общей сложности 85 мер в рамках своего «Руководства по водороду до 2030 года», призванных стимулировать производство, применение и рыночный спрос на экологически чистый водород в промышленном, химическом, транспортном, энергетическом и отопительном секторах.

Ключевая рекомендация — ускорить процессы планирования и утверждения водородных проектов. Необходимо устранить существующие препятствия на пути развития водородной рыночной экономики. Еще один важный момент — сочетание внутреннего производства и стратегического импорта для обеспечения достаточного предложения экологически чистого водорода.

На переходном этапе следует придерживаться технологически нейтрального подхода, который также допускает использование «голубого» водорода (полученного из природного газа с улавливанием CO2) в качестве переходного решения до тех пор, пока «зеленый» водород не станет доступен в достаточном количестве и по конкурентоспособным ценам. Использование «голубого» водорода будет необходимо до тех пор, пока «зеленый» водород не станет конкурентоспособным.

Еще одной важной мерой является координация действий всех заинтересованных сторон по всей цепочке создания стоимости водорода. Производители, операторы сетей, потребители и политики должны тесно сотрудничать и действовать в одном направлении, чтобы ускорить развитие водородной экономики.

Перспективы конкурентоспособности водорода

Водород обладает потенциалом стать ключевым энергоносителем в климатически нейтральной экономике. Однако в настоящее время рынок находится на ранней стадии развития, а стоимость экологически чистого водорода значительно выше, чем у альтернативных видов ископаемого топлива. Тем не менее, наблюдаются многообещающие тенденции, указывающие на повышение конкурентоспособности в ближайшие годы.

Согласно исследованию McKinsey, водород, производимый с использованием энергии морских ветроэлектростанций в ЕС, а также импортируемый водород, могут стать конкурентоспособными к 2030 году. После 2035 года цены на водород для конечных потребителей могут снизиться и приблизиться к ценам на природный газ. Однако это позитивное развитие зависит от последовательного соответствия политической базы наращиванию объемов производства водорода на рынке, а также от необходимых инвестиций в производство, инфраструктуру и области применения.

Развитие водородной экономики в Германии и Европе открывает огромные возможности для устойчивого экономического роста и создания рабочих мест. В то же время мы сталкиваемся с серьезными проблемами, особенно в условиях международной конкуренции. Крайне важно обеспечить создание добавленной стоимости в Европе, одновременно извлекая выгоду из преимуществ глобальной водородной экономики.

Зеленый водород станет доступен в достаточных количествах уже к 2030 году, если правительство Германии воспользуется всеми возможностями для немедленного развития водородной рыночной экономики. Благодаря четкому стратегическому подходу с конкретными и поддающимися проверке целями, правительство Германии должно сосредоточиться на возобновляемых источниках энергии и производимом из них водороде. Это обеспечит определенность в планировании для всех заинтересованных сторон.

Воспользуйтесь преимуществами обширного пятистороннего опыта Xpert.Digital в комплексном пакете услуг | НИОКР, XR, PR и оптимизация цифровой видимости — Изображение: Xpert.Digital

Xpert.Digital обладает глубокими знаниями различных отраслей. Это позволяет нам разрабатывать индивидуальные стратегии, которые точно соответствуют требованиям и задачам вашего конкретного сегмента рынка. Постоянно анализируя тенденции рынка и следя за развитием отрасли, мы можем действовать дальновидно и предлагать инновационные решения. Благодаря сочетанию опыта и знаний мы создаем добавленную стоимость и даем нашим клиентам решающее конкурентное преимущество.

Подробнее об этом здесь:

• Используйте 5-кратный опыт Xpert.Digital в одном пакете — всего от 500 евро в месяц

☑️ Поддержка МСП в разработке стратегии, консультировании, планировании и реализации.

☑️ Создание или корректировка цифровой стратегии и цифровизации.

☑️ Расширение и оптимизация процессов международных продаж.

☑️ Глобальные и цифровые торговые платформы B2B

☑️ Пионерское развитие бизнеса

Konrad Wolfenstein

Буду рад стать вашим личным консультантом.

Вы можете связаться со мной, заполнив контактную форму ниже, или просто позвонить мне по телефону +49 89 89 674 804 (Мюнхен) .

Я с нетерпением жду нашего совместного проекта.

Xpert.Digital — это промышленный центр с упором на цифровизацию, машиностроение, логистику/внутреннюю логистику и фотоэлектрическую энергетику.

С помощью нашего решения для развития бизнеса на 360° мы поддерживаем известные компании, начиная с нового бизнеса и заканчивая послепродажным обслуживанием.

Аналитика рынка, маркетинг, автоматизация маркетинга, разработка контента, PR, почтовые кампании, персонализированные социальные сети и привлечение потенциальных клиентов являются частью наших цифровых инструментов.

Дополнительную информацию можно узнать на сайте: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus