Vätgas konkurrenskraft som en nyckelteknik: Strategier och åtgärder för den tyska ekonomin

Vätgas konkurrenskraft som en nyckelteknik: Strategier och åtgärder för den tyska ekonomin

Omställningen till en klimatneutral ekonomi ställer Tyskland inför enorma utmaningar. Grön vätgas anses vara en nyckelteknik och en avgörande del av energiomställningen. Aktuella analyser visar dock att kostnaderna för vätgas fortfarande är betydligt högre än för fossila bränslen. Trots detta finns det lovande utvecklingar: År 2030 skulle grön vätgas redan kunna vara konkurrenskraftig inom vissa tillämpningsområden om rätt politisk ram etableras. Detta kräver omfattande investeringar i produktionsanläggningar, infrastruktur och tekniska innovationer, samtidigt som det europeiska värdeskapandet säkerställs.

Den nuvarande situationen för vätgasekonomin

Vätgas beskrivs av experter som en viktig energibärare för framtiden och den "saknade pusselbiten i energiomställningen". Det kombinerar energisäkerhet, klimatneutralitet och konkurrenskraft i ett enda koncept. Den tyska federala regeringen insåg denna betydelse och publicerade den nationella vätgasstrategin (NWS) i juni 2020. Denna strategi utgör grunden för att bygga en vätgasekonomi i Tyskland, där grön vätgas produceras, transporteras och slutligen används. Målet är ambitiöst: Senast 2030 ska anläggningar för grön vätgasproduktion med en total kapacitet på 10 gigawatt , samt tillhörande kapacitet för förnybar energi, byggas.

Tyskland planerar ett omfattande nätverk för vätgasinfrastruktur. Senast 2027/28 ska ett initialt nätverk på mer än 1 800 kilometer ombyggda och nybyggda vätgasledningar vara färdigställt, med cirka 4 500 kilometer som ska läggas till över hela Europa. Långsiktiga planer förutser att nätverket ska utökas till 9 040 kilometer år 2032 och sammankoppla viktiga vätgasnav i alla tyska delstater: hamnar, produktionsanläggningar och industricentra. De första 525 kilometrarna av nätverket är planerade att vara i drift senast 2025, vilket gör upptrappningen av vätgasekonomin mer konkret.

Trots dessa ambitiösa planer är vätgasekonomin i Tyskland fortfarande i sin linda. Den nuvarande marknadsupptrappningen går långsammare än hoppats. Producenter, transportinfrastruktur och efterfrågan är inte tillräckligt samordnade, vilket hämmar utvecklingen av vätgasekonomin. Dessutom är kostnaderna för grön vätgas för närvarande betydligt högre än för konventionella energibärare.

Lämplig för detta:

• Förnybar vätgas: EU:s revisorer kräver en verklighetskontroll – De ambitiösa målen i EU, deras utmaningar och framtidsutsikter

Kostnadsfaktorer och prisskillnad inom vätgas

Den nuvarande kostnadssituationen representerar ett av de största hindren för marknadsupptrappningen av grön vätgas. Studier förutspår att produktionskostnaderna för grön vätgas år 2030 fortfarande kommer att 2,3 gånger högre än för konventionella fossila bränslen. Denna prisskillnad är ett centralt problem för potentiella kunder och investerare.

Flera faktorer bidrar till de höga kostnaderna. På produktionssidan är de viktigaste faktorerna kapitalkostnaderna för elektrolysörer och elkostnaderna för elektrolysprocessen. Kostnaden för elektrolysörer kan dock minska avsevärt: från 660–1 050 USD/kW år 2020 till 230–380 USD/kW år 2030, enligt en McKinsey-rapport beställd av Hydrogen Council. Transport- och infrastrukturkostnader, samt regleringskostnader och avgifter, ökar priset ytterligare.

Transportaspekten bör inte underskattas: Transport från Nordafrika till Västtyskland uppskattas till cirka 0,5 USD/kg. För längre sträckor sjövägen kan transportkostnaderna stiga till 2–3 USD/kg på grund av nödvändig omvandling till flytande väte eller tillsats av bärarvätskor som LOHC eller ammoniak.

Det finns dock positiva utsikter för den långsiktiga prisutvecklingen. Efter 2035 kan slutkundspriserna på vätgas falla och närma sig naturgaspriserna. Viktiga drivkrafter för detta inkluderar de sjunkande kostnaderna för vätgasproduktion och stigande koldioxidpriser inom ramen för utsläppshandel. År 2045 kan kostnaden för vätgas sedan falla till cirka 11 till 15 ct/kWh. Som jämförelse, även om naturgas inte längre är tillåten för användning år 2045 enligt utkastet till byggnadsenergilag, skulle hypotetiska slutkundspriser stiga till 10 till 12 ct/kWh, särskilt på grund av stigande koldioxidpriser.

Politiska åtgärder för att främja konkurrenskraft

För att öka konkurrenskraften för grön vätgas har den tyska federala regeringen infört olika politiska instrument. Den nationella vätgasstrategin utgör det övergripande ramverket och omfattar totalt 37 åtgärder för att stödja marknadsupptrappningen av vätgasteknik och för att etablera motsvarande värdekedjor. Dessa inkluderar bland annat skapandet av rättsliga ramar som främjar övergången till förnybar energi och grön vätgas, samt drivkraften för utbyggnaden av infrastruktur.

En avgörande faktor för konkurrenskraften hos grön vätgas är prissättningen av koldioxidutsläpp. Vid ett koldioxidpris på 100 euro/t koldioxid blir betydligt fler tillämpningar av grön vätgas konkurrenskraftiga, inklusive väg- och järnvägstransporter, samt dess användning som råvara i raffinaderier och stålproduktion. Även vid koldioxidpriser mellan 35 och 50 USD/t koldioxid når blå vätgas (producerad från naturgas med koldioxidavskiljning och lagring) prisparitet med grå vätgas (producerad från naturgas utan koldioxidavskiljning och lagring).

Tyskland och EU kommer att bidra med miljarder euro i finansiering under de kommande åren för att öka produktionen av grön vätgas och omställa industrin till klimatneutral produktion. Det ekonomiska stimulanspaketet från den 3 juni 2020 ger ytterligare 9 miljarder euro. Denna finansiering kommer att flöda till olika program, såsom det nationella innovationsprogrammet för vätgas- och bränslecellsteknik, med upp till 1,4 miljarder euro fördelade mellan 2016 och 2026, och "Idétävlingen: Vätgasrepubliken Tyskland".

Dessutom har det federala ministeriet för ekonomi och klimatåtgärder (BMWK) nått en överenskommelse med Europeiska kommissionen om regelverket för att främja vätgaskraftverk. Tre koncept för upphandling av nya anläggningar har formulerats: ”Sprinter”, Hybrid och H₂-Ready. Målet är att upphandlingen av nya kraftverk ska vara 8,8 GW, som ska drivas med vätgas från början, samt upp till 15 GW vätgaskraftverk fram till 2035, som tillfälligt kan drivas med naturgas tills de ansluts till vätgasnätet.

Tekniska innovationer och potential för kostnadsminskningar

Att minska produktionskostnaderna för grön vätgas är i hög grad beroende av tekniska innovationer. I en vitbok identifierar Ramboll olika utgångspunkter för kostnadsminskningar inom anläggningsdesign, inklusive skalning, modularisering och utveckling av standardiserade lösningar. Dessa kostnadsminskningar bör implementeras på stack-, system- och anläggningsnivå.

Själva marknadsupptrappningen är en nyckelfaktor för kostnadsminskningar. Ökade produktionsvolymer möjliggör skalfördelar, vilket leder till lägre enhetskostnader. Investerare och utvecklare av Power-to-X och grön vätgasteknik antog tidigare att kostnaderna för vätgasproduktion och -leverans skulle minska enbart genom utbyggnad av elektrolyskapaciteten och den samtidiga ökningen av efterfrågan. Dessa optimistiska prognoser för minskade kapitalutgifter (CAPEX) har dock ännu inte slagit in. En viktig anledning till detta är att marknadsupptrappningen går långsammare än väntat.

Ett annat sätt att minska kostnaderna är att förbättra effektiviteten i elektrolysen. Forskning och utveckling spelar en central roll här. Den tyska federala regeringen finansierar därför specifikt grundforskning om grön vätgas, med fokus på materialforskning, systemstudier och potentiella nyckeltekniker för nästa och kommande generationer.

Infrastrukturutbyggnad och logistikkoncept

Utvecklingen av en högpresterande vätgasinfrastruktur är en grundläggande förutsättning för denna energibärares konkurrenskraft. Det planerade kärnnätet för vätgas förväntas växa till 9 040 kilometer år 2032, varav cirka 40 procent av rörledningarna är nybyggda och befintliga naturgasledningar konverteras för de återstående 60 procenten. De totala kostnaderna, som uppgår till cirka 19 miljarder euro, ska bäras av den privata sektorn – med statligt stöd genom tak på nätavgifter.

En särskild utmaning ligger i den "sista milen" – det vill säga hur mindre konsumenter som inte är direkt anslutna till stomnätet kan få pipeline-tillgång till grön vätgas. För närvarande framträder många isolerade vätgaslösningar som förlitar sig på sin egen vätgasproduktionskapacitet, kompletterat med köp och leverans av vätgas med tankbil. Dessa är genomförbara metoder för den inledande fasen av vätgasekonomin, men på medellång till lång sikt måste dessa isolerade lösningar också anslutas till det planerade stomnätet.

Förutom rörledningstransport finns det andra logistikkoncept för vätgas. För långväga transporter med fartyg är omvandling till flytande vätgas (LH2) eller kombination med bärvätskor (LOHC eller ammoniak) nödvändig. Dessa processer medför dock ytterligare kostnader. Om slutanvändningen kan ske direkt som LH2 eller ammoniak minskar transportkostnaderna avsevärt.

Lämplig för detta:

• Avkarboniseringsstrategier: Utmaningar vid produktion och användning av förnybar vätgas för stål- och kemiföretag

Marknadsmekanismer och incitament för köpare

För att stimulera efterfrågan på grön vätgas behövs olika marknadsmekanismer och incitament för potentiella kunder. Ett centralt problem för närvarande är att industrin tvekar att investera i vätgasteknik på grund av bristande ekonomiska incitament. En hållbar affärsmodell kan underlätta investeringar och skapa efterfrågan.

En lovande metod är koldioxidkontrakt för skillnad (CCfD), där staten kompenserar för skillnaden mellan det aktuella koldioxidpriset och de faktiska kostnaderna för att undvika koldioxidutsläpp i ett klimatvänligt projekt. Dessa instrument ger företag planeringstrygghet för långsiktiga investeringar i klimatvänlig teknik.

Andra viktiga incitamentsmekanismer inkluderar kvoter för grön vätgas i vissa sektorer, skattelättnader för vätgasanvändare och långsiktiga avsättningsavtal. McKinsey-rapporten identifierar 22 slutanvändningsområden för vilka vätgas kan vara den mest konkurrenskraftiga lösningen. Dessa inkluderar särskilt tillämpningar inom industri och transportsektorn.

Internationellt samarbete och importstrategier

Tyskland kommer inte att kunna tillgodose sitt vätgasbehov enbart genom inhemsk produktion. Därför är importstrategier och internationellt samarbete avgörande. Den federala forskningsministern Bettina Stark-Watzinger betonade att Tyskland inte kan tillgodose sitt vätgasbehov på egen hand och att en importstrategi därför är ett viktigt nästa steg.

Enligt en McKinsey-studie skulle importerad vätgas kunna vara konkurrenskraftig år 2030. Grön vätgas från Saudiarabien förväntas finnas tillgänglig i Rotterdam för 3,10 dollar/kg, och till och med för 1,90 dollar/kg via pipeline från Algeriet. Dessa importrutter skulle kunna bidra avsevärt till att möta Tysklands vätgasbehov.

Vid utformning av importstrategier måste man dock vara försiktig så att man inte skapar ett kritiskt beroende av enskilda leverantörsländer. Om EU och Tyskland köper in viktiga komponenter eller hela elektrolysanläggningar från enskilda länder utanför EU riskerar ett sådant beroende att skapas, vilket potentiellt kan leda till förlust av värdekedjor inom EU.

Säkra europeiskt värdeskapande

I takt med att marknaden för grön vätgas ökar blir vätgas en grundläggande energibärare för en säker förnybar energiekonomi. Detta kan leda till utvecklingen av en enorm marknad för vätgasteknik och skapa upp till 5,4 miljoner nya jobb i Europeiska unionen. Det är därför avgörande att nu skapa förutsättningar som gör det möjligt för europeiska tillverkare att säkra en ledande marknadsposition i den globala konkurrensen.

En utmaning är att konkurrenter utanför EU för närvarande kan erbjuda vätgasteknik upp till 50 procent billigare än europeiska tillverkare. Detta beror ofta på lägre arbetskrafts- och energikostnader, eller på massiva statliga subventioner i kombination med lokala marknadsincitament. För att säkra det europeiska värdeskapandet efterlyser därför den tyska vätgasföreningen (DWV) motståndskraftskriterier i Europeiska unionens offentliga finansieringsinstrument.

Förbundsekonomiminister Robert Habeck betonade att investeringar i vätgas är ”en investering i vår framtid – i klimatskydd, i kvalificerade jobb och i energitrygghet.” Den nationella vätgasstrategin stakar ut kursen för ett nära samarbete med europeiska och internationella partners.

Specifika rekommendationer för åtgärder för ekonomin

För att påskynda marknadsupptrappningen av grön vätgas och öka dess konkurrenskraft behövs konkreta åtgärder från både industrin och beslutsfattare. Den tyska vätgasföreningen (DWV) har utvecklat totalt 85 åtgärder i sin "HyGuide 2030" som är utformade för att stimulera produktion, tillämpning och marknadsdriven efterfrågan på gröna vätgasprodukter inom industri-, kemi-, mobilitets-, energi- och uppvärmningssektorerna.

En viktig rekommendation är att påskynda planerings- och godkännandeprocesserna för vätgasprojekt. Befintliga hinder för upptrappningen av vätgasmarknadsekonomin måste undanröjas. En annan viktig punkt är kombinationen av inhemsk produktion och strategisk import för att säkerställa en tillräcklig tillgång på grön vätgas.

För övergångsfasen bör en teknikneutral strategi eftersträvas, som också möjliggör användning av blå vätgas (från naturgas med koldioxidavskiljning) som en övergångslösning tills grön vätgas finns tillgänglig i tillräckliga mängder och till konkurrenskraftiga priser. Användningen av blå vätgas kommer att vara oumbärlig tills grön vätgas är konkurrenskraftig.

En annan viktig åtgärd är samordningen av alla intressenter längs vätgasvärdekedjan. Producenter, nätoperatörer, konsumenter och beslutsfattare måste arbeta nära tillsammans och dra i samma riktning för att påskynda upptrappningen av vätgasekonomin.

Perspektiv för vätgas konkurrenskraft

Vätgas har potential att bli en viktig energibärare i en klimatneutral ekonomi. För närvarande är dock marknadsuppgången fortfarande i ett tidigt skede, och kostnaderna för grön vätgas är betydligt högre än för fossila bränslealternativ. Det finns dock lovande utvecklingar som pekar på ökad konkurrenskraft under de kommande åren.

Enligt en McKinsey-studie skulle vätgas producerad från havsbaserad vindkraft i EU, såväl som importerad vätgas, kunna vara konkurrenskraftig år 2030. Efter 2035 skulle slutkundspriserna på vätgas kunna sjunka och närma sig priserna på naturgas. Denna positiva utveckling är dock beroende av att den politiska ramen konsekvent anpassas till marknadsökningen av vätgas och att nödvändiga investeringar görs i produktion, infrastruktur och tillämpningar.

Att utveckla en vätgasekonomi i Tyskland och Europa erbjuder enorma möjligheter för hållbar ekonomisk tillväxt och skapande av arbetstillfällen. Samtidigt står vi inför stora utmaningar, särskilt i den internationella konkurrensen. Det är avgörande att säkra europeiskt värdeskapande samtidigt som man drar nytta av fördelarna med en global vätgasekonomi.

Grön vätgas kommer att finnas tillgänglig i tillräckliga mängder redan 2030 om den tyska regeringen tar alla möjligheter att omedelbart öka marknadsekonomin för vätgas. Genom en tydlig strategisk strategi med konkreta och verifierbara mål måste den tyska regeringen fokusera på förnybar energi och den vätgas som produceras från den. Detta kommer att skapa planeringssäkerhet för alla berörda parter.

Dra nytta av Xpert.Digitals omfattande, femfaldiga expertis i ett heltäckande tjänstepaket | FoU, XR, PR och optimering av digital synlighet - Bild: Xpert.Digital

Xpert.Digital har djup kunskap i olika branscher. Detta gör att vi kan utveckla skräddarsydda strategier som är anpassade efter kraven och utmaningarna för ditt specifika marknadssegment. Genom att kontinuerligt analysera marknadstrender och bedriva branschutveckling kan vi agera med framsyn och erbjuda innovativa lösningar. Med kombinationen av erfarenhet och kunskap genererar vi mervärde och ger våra kunder en avgörande konkurrensfördel.

Mer om detta här:

• Använd 5 -Fold -kompetensen hos Xpert.digital i ett paket - från 500 €/månad

☑ SME -stöd i strategi, rådgivning, planering och implementering

☑ skapande eller omjustering av den digitala strategin och digitaliseringen

☑ Expansion och optimering av de internationella försäljningsprocesserna

☑ Globala och digitala B2B -handelsplattformar

☑ Pioneer Business Development

Konrad Wolfenstein

Jag hjälper dig gärna som personlig konsult.

Du kan kontakta mig genom att fylla i kontaktformuläret nedan eller helt enkelt ringa mig på +49 89 674 804 (München) .

Jag ser fram emot vårt gemensamma projekt.

Xpert.Digital är ett nav för bransch med fokus, digitalisering, maskinteknik, logistik/intralogistik och fotovoltaik.

Med vår 360 ° affärsutvecklingslösning stöder vi välkända företag från ny verksamhet till efter försäljning.

Marknadsintelligens, smarketing, marknadsföringsautomation, innehållsutveckling, PR, postkampanjer, personliga sociala medier och blyomsorg är en del av våra digitala verktyg.

Du kan hitta mer på: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus