Конкурентоспроможність водню як ключової технології: стратегії та заходи для німецької економіки

Конкурентоспроможність водню як ключової технології: стратегії та заходи для німецької економіки

Перехід до кліматично нейтральної економіки ставить Німеччину перед величезними викликами. Зелений водень вважається ключовою технологією та вирішальним елементом енергетичного переходу. Однак поточні аналізи показують, що вартість водню все ще значно вища, ніж вартість викопного палива. Тим не менш, є багатообіцяючі події: до 2030 року зелений водень вже може бути конкурентоспроможним у певних сферах застосування, якщо буде створено правильну політичну базу. Це вимагає значних інвестицій у виробничі потужності, інфраструктуру та технологічні інновації, одночасно забезпечуючи створення європейської вартості.

Поточна ситуація у водневій економіці

Експерти описують водень як ключовий енергоносій майбутнього та «відсутній елемент пазлу енергетичного переходу». Він поєднує енергетичну безпеку, кліматичну нейтральність та конкурентоспроможність в єдиній концепції. Федеральний уряд Німеччини визнав цю важливість та опублікував Національну водневу стратегію (NWS) у червні 2020 року. Ця стратегія формує основу для побудови водневої економіки в Німеччині, в якій зелений водень виробляється, транспортується та зрештою використовується. Мета амбітна: до 2030 року потужності з виробництва зеленого водню загальною потужністю 10 гігават , а також пов'язані з ними потужності з виробництва відновлюваної енергії.

Німеччина планує створити комплексну мережу водневої інфраструктури. До 2027/28 року має бути завершено початкову мережу з понад 1800 кілометрів переобладнаних та новозбудованих водневих трубопроводів, а також приблизно 4500 кілометрів, які будуть додані по всій Європі. Довгострокові плани передбачають розширення мережі до 9040 кілометрів до 2032 року, що з'єднає ключові водневі вузли у всіх німецьких землях: порти, виробничі майданчики та промислові центри. Перші 525 кілометрів мережі мають бути введені в експлуатацію до 2025 року, що зробить нарощування водневої економіки більш відчутним.

Незважаючи на ці амбітні плани, воднева економіка в Німеччині все ще перебуває на початковій стадії. Поточний розвиток ринку відбувається повільніше, ніж сподівалося. Виробники, транспортна інфраструктура та попит недостатньо узгоджені, що перешкоджає розвитку водневої економіки. Крім того, вартість зеленого водню наразі значно вища, ніж витрат на традиційні енергоносії.

Підходить для цього:

• Поновлювані джерела водню: ЄС-екзаменатори вимагають реальності Перевірте-амбітні цілі в ЄС, їхні виклики та перспективи

Фактори вартості та цінова різниця на водень

Поточна ситуація з цінами є однією з найбільших перешкод для впровадження зеленого водню на ринок. Дослідження прогнозують, що у 2030 році виробничі витрати на зелений водень все ще будуть у 2,3 рази вищими, ніж на традиційне викопне паливо. Ця різниця в цінах є ключовою проблемою для потенційних клієнтів та інвесторів.

Високі витрати зумовлені кількома факторами. З боку виробництва основними є капітальні витрати на електролізери та витрати на електроенергію для процесу електролізу. Однак, згідно зі звітом McKinsey, замовленим Водневою радою, вартість електролізерів може значно знизитися: з 660 до 1050 доларів США/кВт у 2020 році до 230-380 доларів США/кВт у 2030 році. Витрати на транспортування та інфраструктуру, а також регуляторні витрати та збори ще більше підвищують ціну.

Не слід недооцінювати транспортний аспект: транспортування з Північної Африки до Західної Німеччини оцінюється приблизно в 0,5 дол. США/кг. Для транспортування на далекі відстані морем транспортні витрати можуть зрости до 2-3 дол. США/кг через необхідне перетворення на рідкий водень або додавання рідин-носіїв, таких як LOHC або аміак.

Тим не менш, існують позитивні перспективи для довгострокової динаміки цін. Після 2035 року ціни на водень для кінцевих споживачів можуть впасти та наблизитися до цін на природний газ. Ключовими чинниками цього є зниження витрат на виробництво водню та зростання цін на CO2 в рамках торгівлі викидами. До 2045 року вартість водню може впасти приблизно до 11-15 центів/кВт·год. Для порівняння, навіть якщо використання природного газу більше не буде дозволено у 2045 році згідно з проектом Закону про енергетику будівель, гіпотетичні ціни для кінцевих споживачів зростуть до 10-12 центів/кВт·год, зокрема через зростання цін на CO2.

Політичні заходи щодо сприяння конкурентоспроможності

Для підвищення конкурентоспроможності зеленого водню Федеральний уряд Німеччини запровадив різні політичні інструменти. Національна воднева стратегія забезпечує загальну основу та включає загалом 37 заходів для підтримки виходу на ринок водневих технологій та створення відповідних ланцюгів створення вартості. До них належать, серед іншого, створення правових рамок, що сприяють переходу на відновлювані джерела енергії та зелений водень, а також стимулюють розширення інфраструктури.

Вирішальним фактором конкурентоспроможності зеленого водню є ціноутворення на викиди CO2. При ціні CO2 у 100 євро/т CO2 значно більше застосувань зеленого водню стають конкурентоспроможними, включаючи автомобільний та залізничний транспорт, а також його використання як сировини на нафтопереробних заводах та у виробництві сталі. Навіть при цінах на CO2 від 35 до 50 доларів США/т CO2 блакитний водень (вироблений з природного газу з уловлюванням та зберіганням вуглецю) досягає цінового паритету із сірим воднем (виробленим з природного газу без уловлювання та зберігання вуглецю).

Німеччина та ЄС нададуть мільярди євро фінансування протягом наступних кількох років для збільшення виробництва зеленого водню та переведення промисловості на кліматично нейтральне виробництво. Пакет економічних стимулів від 3 червня 2020 року передбачає додаткові 9 мільярдів євро. Це фінансування буде спрямоване на різні програми, такі як Національна інноваційна програма для технології водню та паливних елементів, на яку буде виділено до 1,4 мільярда євро між 2016 і 2026 роками, та «Конкурс ідей: Воднева Республіка Німеччина».

Крім того, Федеральне міністерство економіки та боротьби зі зміною клімату (BMWK) досягло угоди з Європейською комісією щодо нормативно-правової бази для просування водневих електростанцій. Було сформульовано три концепції тендеру на нові електростанції: «Sprinter», Hybrid та H₂-Ready. Мета полягає в тому, щоб провести тендер на 8,8 ГВт нових електростанцій, які з самого початку працюватимуть на водні, а також до 15 ГВт водневих електростанцій до 2035 року, які тимчасово зможуть працювати на природному газі до підключення до водневої мережі.

Технологічні інновації та потенціал зниження витрат

Зниження виробничих витрат на зелений водень значною мірою залежить від технологічних інновацій. У своєму офіційному документі Рамболл визначає різні відправні точки для зниження витрат на проектування заводів, включаючи масштабування, модуляризацію та розробку стандартизованих рішень. Це зниження витрат слід впроваджувати на рівні стеку, системи та заводу.

Сам процес виходу на ринок є ключовим фактором зниження витрат. Збільшення обсягів виробництва дозволяє досягти ефекту масштабу, що призводить до зниження собівартості продукції. Інвестори та розробники технологій Power-to-X та зеленого водню раніше припускали, що витрати на виробництво та постачання водню знизяться просто за рахунок розширення потужностей електролізу та одночасного збільшення попиту. Однак ці оптимістичні прогнози щодо скорочення капітальних витрат (CAPEX) ще не справдилися. Основною причиною цього є те, що вихід на ринок відбувається повільніше, ніж очікувалося.

Ще один підхід до зниження витрат – підвищення ефективності електролізу. Дослідження та розробки відіграють тут центральну роль. Тому Федеральний уряд Німеччини цілеспрямовано фінансує фундаментальні дослідження зеленого водню, зосереджуючись на дослідженні матеріалів, системних дослідженнях та потенційних ключових технологіях наступного та наступних поколінь.

Концепції розширення інфраструктури та логістики

Розвиток високопродуктивної водневої інфраструктури є фундаментальною передумовою конкурентоспроможності цього енергоносія. Очікується, що запланована основна воднева мережа зросте до 9040 кілометрів до 2032 року, при цьому приблизно 40 відсотків трубопроводів будуть побудовані нові, а решта 60 відсотків будуть переобладнані існуючі трубопроводи природного газу. Загальні витрати, які становитимуть близько 19 мільярдів євро, несе приватний сектор – за державної підтримки через обмеження мережевих тарифів.

Особлива проблема полягає в «останній милі», тобто в тому, як дрібні споживачі, які не підключені безпосередньо до основної мережі, можуть отримати доступ до зеленого водню трубопроводом. Наразі з'являється багато ізольованих водневих рішень, що спираються на власні потужності з виробництва водню, доповнені закупівлею та доставкою водню автоцистернами. Це життєздатні підходи для початкового етапу водневої економіки, але в середньостроковій та довгостроковій перспективі ці ізольовані рішення також повинні бути підключені до запланованої основної мережі.

Окрім трубопровідного транспортування, існують інші логістичні концепції для водню. Для транспортування на великі відстані судном необхідне перетворення на рідкий водень (LH2) або поєднання з рідинами-носіями (LOHC або аміаком). Однак ці процеси пов'язані з додатковими витратами. Якщо кінцеве використання може бути безпосередньо у вигляді LH2 або аміаку, транспортні витрати значно знижуються.

Підходить для цього:

• Стратегії декарбонізації: виклики у виробництві та використанні відновлюваного водню для сталевих та хімічних компаній

Ринкові механізми та стимули для покупців

Для стимулювання попиту на зелений водень необхідні різні ринкові механізми та стимули для потенційних клієнтів. Ключовою проблемою наразі є те, що промисловість вагається інвестувати у водневі технології через брак економічних стимулів. Життєздатний бізнес-кейс може сприяти інвестиціям та створювати попит.

Одним із перспективних підходів є вуглецеві контракти на різницю цін (CCfD), за якими уряд компенсує різницю між поточною ціною на CO2 та фактичними витратами на запобігання викидам CO2 у рамках кліматично чистого проекту. Ці інструменти пропонують компаніям, що планують, безпеку для довгострокових інвестицій у кліматично чисті технології.

Інші важливі механізми стимулювання включають квоти на зелений водень у певних секторах, податкові пільги для користувачів водню та довгострокові угоди про відпуск. У звіті McKinsey визначено 22 кінцеві способи використання, для яких водень може бути найбільш конкурентоспроможним рішенням. До них належать, зокрема, застосування в промисловості та транспортному секторі.

Міжнародна співпраця та стратегії імпорту

Німеччина не зможе задовольнити свої потреби у водні виключно за рахунок внутрішнього виробництва. Тому стратегії імпорту та міжнародна співпраця мають вирішальне значення. Федеральний міністр досліджень Беттіна Штарк-Ватцінгер наголосила, що Німеччина не може самостійно задовольнити свій попит на водень, і тому стратегія імпорту є важливим наступним кроком.

Згідно з дослідженням McKinsey, імпортований водень може стати конкурентоспроможним до 2030 року. Очікується, що зелений водень із Саудівської Аравії буде доступний у Роттердамі за ціною $3,10/кг, і навіть за $1,90/кг трубопроводом з Алжиру. Ці маршрути імпорту можуть зробити значний внесок у задоволення попиту Німеччини на водень.

Однак, розробляючи імпортні стратегії, слід уникати створення критичної залежності від окремих країн-постачальників. Якщо ЄС та Німеччина закуповуватимуть основні компоненти або цілі електролізні установки з окремих країн, що не входять до ЄС, існує ризик виникнення такої залежності, що потенційно може призвести до втрати ланцюгів створення вартості в межах ЄС.

Забезпечення створення європейської вартості

Зі зростанням ринку зеленого водню, водень стає фундаментальним енергоносієм для безпечної економіки відновлюваної енергетики. Це може призвести до розвитку величезного ринку водневих технологій, створивши до 5,4 мільйона нових робочих місць у Європейському Союзі. Тому вкрай важливо зараз створити умови, які дозволять європейським виробникам забезпечити собі лідируючі позиції на ринку в умовах світової конкуренції.

Одна з проблем полягає в тому, що конкуренти за межами ЄС наразі можуть пропонувати водневі технології до 50 відсотків дешевше, ніж європейські виробники. Часто це пов'язано з нижчими витратами на робочу силу та енергію або з величезними державними субсидіями в поєднанні зі стимулами місцевого ринку. Щоб захистити створення європейської вартості, Німецька воднева асоціація (DWV) закликає до критеріїв стійкості в інструментах державного фінансування Європейського Союзу.

Федеральний міністр економіки Роберт Хабек наголосив, що інвестиції у водень – це «інвестиції в наше майбутнє – у захист клімату, у кваліфіковані робочі місця та в енергетичну безпеку». Національна воднева стратегія визначає курс на тісну співпрацю з європейськими та міжнародними партнерами.

Конкретні рекомендації щодо дій для економіки

Для прискорення виходу на ринок зеленого водню та підвищення його конкурентоспроможності необхідні конкретні заходи як з боку промисловості, так і з боку політиків. Німецька воднева асоціація (DWV) розробила загалом 85 заходів у своєму «HyGuide 2030», спрямованих на стимулювання виробництва, застосування та ринкового попиту на продукцію зеленого водню в промисловому, хімічному, транспортному, енергетичному та теплоенергетичному секторах.

Ключова рекомендація полягає в прискоренні процесів планування та затвердження водневих проектів. Необхідно усунути існуючі перешкоди для розвитку водневої ринкової економіки. Ще одним важливим моментом є поєднання внутрішнього виробництва та стратегічного імпорту для забезпечення достатнього постачання зеленого водню.

Для перехідного етапу слід застосовувати технологічно нейтральний підхід, який також дозволяє використовувати блакитний водень (з природного газу шляхом уловлювання CO2) як перехідне рішення, доки зелений водень не стане доступним у достатніх кількостях та за конкурентними цінами. Використання блакитного водню буде незамінним, доки зелений водень не стане конкурентоспроможним.

Ще одним важливим заходом є координація всіх зацікавлених сторін уздовж ланцюжка створення вартості водню. Виробники, оператори мереж, споживачі та політики повинні тісно співпрацювати та рухатися в одному напрямку, щоб прискорити розвиток водневої економіки.

Перспективи конкурентоспроможності водню

Водень має потенціал стати ключовим енергоносієм у кліматично нейтральній економіці. Однак наразі розвиток ринку все ще перебуває на ранніх стадіях, а вартість зеленого водню значно вища, ніж у альтернатив викопному паливі. Тим не менш, є багатообіцяючі тенденції, які вказують на зростання конкурентоспроможності в найближчі роки.

Згідно з дослідженням McKinsey, водень, вироблений з морської вітрової енергії ЄС, а також імпортований водень, може стати конкурентоспроможним до 2030 року. Після 2035 року ціни на водень для кінцевих споживачів можуть впасти та наблизитися до цін на природний газ. Однак цей позитивний розвиток залежить від послідовного узгодження політичної бази зі збільшенням обсягів виходу водню на ринок та від необхідних інвестицій у виробництво, інфраструктуру та застосування.

Розвиток водневої економіки в Німеччині та Європі пропонує величезні можливості для сталого економічного зростання та створення робочих місць. Водночас ми стикаємося з серйозними викликами, особливо в умовах міжнародної конкуренції. Вкрай важливо забезпечити створення вартості в Європі, одночасно користуючись перевагами глобальної водневої економіки.

Зелений водень буде доступний у достатніх кількостях вже у 2030 році, якщо уряд Німеччини скористається всіма можливостями для негайного розвитку водневої ринкової економіки. Завдяки чіткому стратегічному підходу з конкретними та перевіреними цілями, уряд Німеччини повинен зосередитися на відновлюваних джерелах енергії та виробленому з них водні. Це створить визначеність планування для всіх зацікавлених сторін.

Скористайтеся перевагами великого, п'ятикратного досвіду Xpert.Digital у комплексному пакеті послуг | Дослідження та розробки, XR, PR та оптимізація цифрової видимості - Зображення: Xpert.Digital

Xpert.digital має глибокі знання в різних галузях. Це дозволяє нам розробити кравці, розроблені стратегії, пристосовані до вимог та проблем вашого конкретного сегменту ринку. Постійно аналізуючи тенденції на ринку та здійснюючи розвиток галузі, ми можемо діяти з передбаченням та пропонувати інноваційні рішення. З поєднанням досвіду та знань ми створюємо додаткову цінність та надаємо своїм клієнтам вирішальну конкурентну перевагу.

Детальніше про це тут:

• Використовуйте 5 -разову компетентність xpert.digital в одній упаковці - від 500 € на місяць

☑ Підтримка МСП у стратегії, порадах, плануванні та впровадженні

☑ Створення або перестановка цифрової стратегії та оцифрування

☑ Розширення та оптимізація міжнародних процесів продажів

☑ Глобальні та цифрові торгові платформи B2B

☑ Піонерський розвиток бізнесу

Konrad Wolfenstein

Я радий допомогти вам як особистого консультанта.

Ви можете зв’язатися зі мною, заповнивши контактну форму нижче або просто зателефонуйте мені за номером +49 89 674 804 (Мюнхен) .

Я з нетерпінням чекаю нашого спільного проекту.

Xpert.digital - це центр для промисловості з фокусом, оцифруванням, машинобудуванням, логістикою/внутрішньологічною та фотоелектричною.

За допомогою нашого рішення щодо розвитку бізнесу на 360 ° ми підтримуємо відомі компанії від нового бізнесу до після продажу.

Ринкова розвідка, маха, автоматизація маркетингу, розвиток контенту, PR, поштові кампанії, персоналізовані соціальні медіа та виховання свинцю є частиною наших цифрових інструментів.

Ви можете знайти більше на: www.xpert.digital - www.xpert.solar - www.xpert.plus