Väteens konkurrenskraft som nyckelteknologi: strategier och åtgärder för den tyska ekonomin

Väteens konkurrenskraft som nyckelteknologi: strategier och åtgärder för den tyska ekonomin

Omvandlingen till en klimat -neutral ekonomi utgör enorma utmaningar. Grönt väte betraktas som en nyckelteknologi och det avgörande elementet i energiövergången. Aktuella analyser visar emellertid att kostnaden för väte fortfarande är betydligt högre än för fossila bränslen. Ändå finns det lovande utveckling: år 2030 kan grönt väte redan vara konkurrenskraftigt inom vissa tillämpningsområden om rätt politisk ram skapas. Detta kräver omfattande investeringar i produktionsanläggningar, infrastruktur och tekniska innovationer, samtidigt som europeiskt mervärde måste säkras.

Vätekonomins nuvarande situation

Experter hänvisade till väte som den centrala energikällan för framtiden och som ett "saknat pussel om energiövergången". Det kombinerar energisäkerhet, klimatneutralitet och konkurrenskraft i ett koncept. Den tyska federala regeringen erkände denna betydelse och publicerade National Hydrogen Strategy (NWS) i juni 2020. Denna strategi utgör grunden för inrättandet av en vätekonomi i Tyskland, där grönt väte genererar, transporteras och slutligen använts. Målet är ambitiöst: År 2030 ska generationsanläggningar för grönt väte med 10 Gigawatt total produktion, liksom tillhörande kapacitet för förnybar energiproduktion, att inrättas.

Tyskland planerar ett långtgående vätebärnätverk för infrastrukturen. År 2027/28 ska ett startnätverk med mer än 1 800 kilometer byggas och nybyggda vätrör och cirka 4500 kilometer ska läggas till över hela Europa. Den långsiktiga planeringen föreskriver att nätverket ska växa till 9 040 kilometer år 2032 och att viktiga väteplaceringar i alla federala stater bör kombinera: hamnar, generationsplatser och industriella centra. Redan 2025 är de första 525 kilometerna av nätverket att gå i drift, vilket gör vätekonomiets höga körning mer konkret.

Trots dessa ambitiösa planer är vätekonomin i Tyskland fortfarande i början. Den nuvarande marknadsslaget är långsammare än hoppats. Producenter, transportinfrastruktur och efterfrågan är otillräckligt samordnade, vilket bromsar vätekonomins resa. Dessutom är kostnaderna för grönt väte för närvarande betydligt högre än för konventionella energikällor.

Lämplig för detta:

• Förnybart väte: EU-examinatorer kräver verklighetskontroll-de ambitiösa målen i EU, deras utmaningar och perspektiv

Kostnadsfaktorerna och prisgapet i väte

Den nuvarande kostnadssituationen representerar ett av de största hinder för marknadens wheal av grönt väte. Studier antar att tillverkningskostnaderna för grön väte 2030 fortfarande kommer en faktor 2,3 högre än med konventionella fossila bränslen. Detta prisgap är ett centralt problem för potentiella köpare och investerare.

Olika faktorer bidrar till de höga kostnaderna. På produktionssidan är det främst kapitalkostnaderna för elektrolysatorer och elkostnaderna för elektrolysprocessen. Kostnaderna för elektrolysatorerna kan emellertid falla avsevärt: från 660-1.050/kW 2020 till $ 230-380/kW 2030, som en rapport från McKinsey förutspår för Hydrogen Councils vägnar. Dessutom finns det transport- och infrastrukturkostnader samt lagstiftningskostnader och skatter som också ökar priset.

Transportaspekten bör inte underskattas: För transporten från Nordafrika till Västtyskland uppskattas kostnaderna till cirka 0,5 USD/kg. När det gäller längre avstånd via sjön kan transportkostnaderna öka på grund av den nödvändiga omvandlingen i flytande väte eller anslutningen till bärvätskor såsom LOHC eller ammoniak till upp till 2-3/kg.

Ändå finns det positiva möjligheter för långsiktig prisutveckling. Efter 2035 kan slutkundpriserna för väte minska och närma sig naturgas. De viktigaste drivkrafterna för detta inkluderar nedbrytningen av kostnaderna för väteproduktion och stigande koldioxidpriser som en del av utsläppshandeln. År 2045 kunde leveranskostnaderna för väte sedan sjunka till cirka 11 till 15 CT/kWh. Som jämförelse: Även om naturgas enligt utformningen av byggnadens energilag 2045 inte längre kan användas, skulle de hypotetiska slutkundpriserna, särskilt på grund av de ökande koldioxidpriserna, öka till 10 till 12 CT/kWh.

Politiska åtgärder för att främja konkurrenskraft

För att öka konkurrenskraften hos grönt väte har den tyska federala regeringen infört olika politiska instrument. Den nationella vätestrategin utgör det övergripande ramverket och innehåller totalt 37 åtgärder för att stödja en marknadslyft för väte -teknik och för att fastställa motsvarande värdekedjor. Detta inkluderar bland annat skapandet av rättsliga ramvillkor som främjar att byta till förnybara energier och grönt väte och främja infrastrukturutvidgning.

En avgörande faktor för konkurrenskraften hos grönt väte är prissättningen för koldioxidutsläpp. Med ett CO2 -pris på 100 euro/T CO2 är betydligt fler applikationer för grönt väte konkurrenskraftiga, inklusive väg- och järnvägstrafik, men också materialanvändning i raffinaderier och stålproduktion. Även med CO2 -priser mellan 35 och 50 USD/T CO2, når blått väte (från naturgas med CO2 -separering) prissättningspariteten med grått väte (från naturgas utan CO2 -separering).

Under de närmaste åren kommer Tyskland och EU att främja grön väteproduktion såväl som omvandlingen av industrin för klimat -neutral produktion med flera miljarder euro. Det ekonomiska stimulanspaketet den 3 juni 2020 ger ytterligare medel på 9 miljarder euro. Denna finansiering kommer att flyta in i olika program som National Innovation Program Väte och bränslecellsteknologi med upp till 1,4 miljarder euro under perioden 2016 till 2026 eller ”Idea Competition VyTrogen Republic of Germany”.

Dessutom har det federala ministeriet för ekonomiska frågor och klimatskydd (BMWK) kommit överens med Europeiska kommissionen för regelverket för att främja vätkraftverk. Tre koncept för anbudet för nya system formulerades: "Sprinter", hybrid och H₂-redo. Syftet är att skriva ner 8,8 GW på nya kraftverk som drivs med väte från början och upp till 15 GW vätekraftverk som kan drivas tillfälligt med naturgas fram till 2035 tills de är anslutna till vätenheten.

Teknologiska innovationer och kostnadsminskningspotential

Minskningen av produktionskostnaderna för grönt väte beror till stor del på tekniska innovationer. I en vitbok identifierar Ramboll olika utgångspunkter för kostnadsminskningar inom området systemplanering, inklusive skalning, modularisering och utveckling av standardiserade lösningar. Kostnadsminskningen bör användas på stack, systemnivå.

Själva marknaden är en viktig faktor för att sänka kostnaderna. Stigande produktionskvantiteter kan uppnå skaleffekter som leder till lägre enhetskostnader. Hittills antog investerare och utvecklare av teknik för kraft-till-x och grön väte att kostnaderna för produktion och tillhandahållande av väte skulle minska enbart genom att utvidga elektrolyskapaciteten och den ökande efterfrågan. Dessa optimistiska prognoser för att minska investeringar (CAPEX) har emellertid ännu inte inträffat. Ett viktigt skäl till detta är att marknadsslaget är långsammare än väntat.

En annan utgångspunkt för att minska kostnaderna är att förbättra effektiviteten i elektrolysen. Forskning och utveckling spelar en central roll här. Den federala regeringen främjar därför specifikt grundforskning om grönt väte, med fokus på materiell forskning, systemstudier och möjliga nyckeltekniker från nästa och mer generation.

Infrastrukturutvidgning och logistikkoncept

Upprättandet av en kraftfull väteinfrastruktur är ett grundläggande krav för konkurrenskraften för denna energikälla. Det planerade vätekärnnätverket förväntas växa till 9 040 kilometer år 2032, med cirka 40 procent av linjerna som byggs och förändrar naturgasrör för den andra cirka 60 procent. Den privata sektorn är avsedd att bära de totala kostnaderna på cirka 19 miljarder euro - med statligt stöd för att täcka nätverksavgifter.

Den "sista milen" är en speciell utmaning - frågan om hur mindre konsumenter som inte är direkt invånare i kärnnätverket kan få en kabelåtkomst till grönt väte. I många fall skapas för närvarande väteisoleringslösningar som förlitar sig på sin egen generationskapacitet för väte för närvarande, kompletterat med köp och leverans av väte via tankbil. Dessa är fungerande tillvägagångssätt för den inledande fasen av väteekonomin, men på medellång till lång sikt måste det också möjliggöras för dessa ölösningar för att ansluta till det planerade kärnkraftsnätverket.

Förutom transport via pipeline finns det andra logistikkoncept för väte. En omvandling till flytande väte (LH2) eller anslutningen till bärvätskor (LOHC eller ammoniak) är nödvändig för transport över långa avstånd från fartyg. Dessa förfaranden är emellertid förknippade med ytterligare kostnader. Om den slutliga användningen kan ske direkt som LH2 eller ammoniak minskar transportkostnaderna avsevärt.

Lämplig för detta:

• Dekarboniseringsstrategier: Utmaningar i produktion och användning av förnybart väte för stål och kemiska företag

Marknadsmekanismer och incitament för kunderna

För att stimulera efterfrågan på grönt väte krävs olika marknadsmekanismer och incitament för potentiella köpare. Ett centralt problem är för närvarande att branschen tvekar att investera i väte -teknik eftersom ekonomiska incitament saknas. Ett hållbart affärssak kan underlätta investeringarna och skapa efterfrågan.

Ett lovande tillvägagångssätt är kolavtal för skillnad (CCFD), där staten kompenserar för skillnaden mellan det nuvarande CO2-priset och de faktiska CO2-undvikelsekostnaderna för ett klimatvänligt projekt. Företag erbjuder dessa instrument för långsiktiga investeringar i klimatvänliga tekniker.

Andra viktiga incitamentsmekanismer är kvoter för grönt väte i vissa sektorer, skattefördelar för väteanvändare och långsiktiga acceptansavtal. McKinsey -rapporten identifierar 22 slutapplikationer för vilka väte kan representera den mest konkurrenskraftiga lösningen. Detta inkluderar främst applikationer inom bransch- och trafiksektorer.

Internationella samarbets- och importstrategier

Tyskland kommer inte att kunna täcka sina vätekrav enbart genom inhemsk produktion. Därför är importstrategier och internationellt samarbete av avgörande betydelse. Den federala forskningsministern Bettina Stark-Watzinger betonade att Tyskland inte kunde täcka behovet av väte ensam och att en importstrategi därför är viktig som nästa steg.

Enligt en studie av McKinsey kan importerat väte vara konkurrenskraftigt år 2030. Grönt väte från Saudiarabien sägs vara i Rotterdam för 3,1/kg USD, även för $ 1,9/kg pipeline. Dessa importvägar kan ge ett viktigt bidrag till att täcka tyska vätekrav.

Vid utformning av importstrategier måste dock man se till att det inte finns något kritiskt beroende av enskilda leveransländer. Om väsentliga komponenter eller hela elektrolyssystem från enskilda länder utanför EU erhålls i EU och Tyskland, finns det en risk för ett sådant beroende som kan gå hand i hand med förlusten av värdekedjor inom EU.

Säkerställa europeiskt mervärde

Under den gröna väte-marknadsslaget blir väte en elementär energikälla för en försörjningssäker förnybar energibransch. Tillsammans med detta kan en enorm marknad för väte -teknik med upp till 5,4 miljoner nya jobb i Europeiska unionen utvecklas. Det är därför viktigt att skapa förutsättningarna som europeiska tillverkare kan säkra en ledande marknadsposition i global konkurrens.

En utmaning är att konkurrenter utanför EU för närvarande kan erbjuda väte -teknik med upp till 50 procent billigare än europeiska tillverkare. Detta är ofta möjligt genom lägre lön och energikostnader eller på grund av massiva statliga finansieringsmekanismer i samband med lokala marknadsincitament. För att säkerställa europeiskt mervärde kräver därför den tyska väteföreningen (DWV) motståndskraftskriterier i Europeiska unionens offentliga finansiering.

Den federala ekonomiministeren Robert Habeck betonade att investeringar i väte är en "investering i vår framtid. I klimatskydd, i kvalificerade jobb och energiförsörjningssäkerhet". Den nationella vätestrategin sätter kursen för nära samarbete med europeiska och internationella partners.

Konkreta rekommendationer för åtgärder för ekonomin

För att påskynda marknadens höga run om grönt väte och öka dess konkurrenskraft krävs specifika åtgärder från ekonomin och politiken. I sin ”Hyguide 2030” har den tyska vätebesättningen (DWV) utvecklat totalt 85 åtgärder för att införliva produktion, tillämpning och marknadsdriven efterfrågan på gröna väteprodukter inom sektorerna inom industri, kemi, rörlighet, energi och värme.

En central rekommendation är att påskynda planerings- och godkännandeprocessen för väteprojekt. Befintliga hinder för den höga driften av vätemarknadsekonomin måste demonteras. En annan viktig punkt är kombinationen av produktion av hus och strategisk import för att säkerställa tillräcklig utbud av grönt väte.

För övergångsfasen bör en tekniköppen strategi också följas, vilket också möjliggör användning av blått väte (från naturgas med CO2-separering) som en tillfällig lösning tills grönt väte är tillgängligt i tillräckliga mängder och till konkurrenskraftiga priser. Användningen av blått väte kommer att vara nödvändig tills grönt väte är konkurrenskraftig.

En annan viktig åtgärd är samordningen för alla aktörer längs vätevärdekedjan. Producenter, nätverksoperatörer, konsumenter och politik måste arbeta nära och dra ihop för att påskynda vätekonomins höga körning.

Perspektiv för väteens konkurrenskraft

Väte har potential att bli en central energikälla i en klimat -neutral ekonomi. För närvarande är marknadsslaget dock fortfarande i början, och kostnaderna för grönt väte är betydligt högre än fossila alternativ. Ändå finns det lovande utveckling som indikerar ökande konkurrenskraft under de kommande åren.

Enligt en studie av McKinsey kan väte från EU-Offshore vindkraft samt importerat väte vara konkurrenskraftigt år 2030. Efter 2035 kan slutkundpriserna för väte minska och närma sig naturgas. Denna positiva utveckling förutsätter emellertid att den politiska ramverket är konsekvent inriktat på marknadens hiss av väte och de nödvändiga investeringarna i produktion, infrastruktur och tillämpningar görs.

Upprättandet av en vätekonomi i Tyskland och Europa erbjuder enorma möjligheter för hållbar ekonomisk tillväxt och skapandet av jobb. Samtidigt står vi inför stora utmaningar, särskilt i internationell konkurrens. Det är viktigt att säkerställa europeiskt mervärde och samtidigt dra nytta av fördelarna med en global vätekonomi.

Grönt väte kommer att finnas tillgängligt i tillräckliga mängder redan 2030 om den federala regeringen tar alla alternativ för omedelbar körning av vätemarknadsekonomin. Tack vare ett tydligt strategiskt tillvägagångssätt med konkreta och verifierbara mål måste den federala regeringen fokusera på förnybara energier och väte som produceras från dem. Detta skapar planeringssäkerhet för alla inblandade aktörer.

AI & XR-3D-Rendering Machine: Fem gånger expertis från Xpert.Digital i ett omfattande servicepaket, FoU XR, PR & SEM-IMAGE: 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