PtX Perspektiven für die deutsche Wirtschaft und den internationalen Handel sowie eine Roadmap zu einem globalen PtX Markt

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1 PtX Perspektiven für die deutsche Wirtschaft und den internationalen Handel sowie eine Roadmap zu einem globalen PtX Markt Studien für IWO/MEW/UNITI sowie den WER Deutschland 14. November 2018 Dr. Jens Perner

2 Frontier ist als ökonomischer Berater in vielen Sektoren tätig, Regulierung Strategie Wettbewerb Streitschlichtung Politik Energie Telekommunikation Finanzdienstleistungen Gesundheit Medien Einzelhandel Wasser Bei Frontier arbeiten über 200 Berater in den Büros in Berlin, Brüssel, Köln, Dublin, Paris, London und Madrid Energie ist unser größter Geschäftsbereich, daneben verfügen wir über umfassende Expertise in vielen anderen Infrastruktursektoren Regelmäßige Beratung zu vielfältigen Themen im Strom, Gas- und Brennstoffmarkt entlang der gesamten Wertschöpfungskette Umfassendes Kundenportfolio aus Unternehmen, Verbänden, Behörden und Regierungsorganisationen Energieexpertise in Europa, Deutschland und weltweit Projekte in allen bedeutenden EU Ländern Mehr als ein Drittel der Energieprojekte zum deutschen Markt Transport und Energieberatung ist eines unserer Kerngeschäfte! 2

3 Im Energiesektor beraten wir viele der wichtigsten Stakeholder in Europa 3

4 Worüber sprechen wir? Power-to-X: EE-Strom kann in chemische Energieträger umgewandelt und indirekt verwendet werden Biomassenutzung Prozess CO 2 CO 2 Methanolprozess oder Fischer- Tropsch Synth. Kraft- /Brennstoffe Luft (Direct Air Capturing) Methanisierung Methan CH 4 EE- Stromerzeugung Elektrolyse Wasserstoff H 2 Wasserstoff H 2 Quelle: Frontier Luft (Air seperation) Stickstoff N 2 Haber- Bosch Ammoniak NH 3 4

5 Wir haben jüngst zwei Studien zu internationalen Fragestellungen von Power-toX veröffentlicht Auftraggeber: IWO/MEW/UNITI Auftraggeber: Weltenergierat DE 5

6 Hintergrund: Power-to-X gewinnt als zentrales Thema für die Energiewende zunehmend an Bedeutung national wie international 1 Power-to-X wird ein integraler Bestandteil der Energiewende in vielen Ländern sein u.a. auch in Deutschland Ein internationaler Handel von Power-to-X bzw. ein globaler PtX-Markt bringt große Vorteile mit sich 2 Ein Weltmarkt für Power-to-X wird erhebliche Größenordnungen annehmen 3 Als Technologieland kann Deutschland erheblich von den Investitionen in PtX profitieren Zudem ist PtX für die Exportländer von Vorteil 4 IWO/MEW/ UNITI 5 IWO/MEW/ UNITI 6 Eine Roadmap für PtX sollte heute starten, damit der erforderliche Hochlauf der Industrie zeitgerecht erfolgt Weltenergierat DE 6

7 1 PtX wird für den Wandel der Energiesysteme hin zur Kohlenstoffneutralität von zentraler Bedeutung sein Ambitionierte Klimaziele erfordern Defossilierung in allen Sektoren PtX bietet beträchtliche Vorteile für den Übergang hin zu einem kohlenstoffneutralen Energiesystem Für die Defossilisierung wird in einigen Sektoren zwangsläufig der Einsatz grüner synthetischer Brennstoffe erforderlich sein (z.b. Luftverkehr) Ein ausschließlich auf Erneuerbaren basierendes Stromsystem wird massive Energiespeicher benötigen hierzu sind chemische Brennstoffe erforderlich Quelle: Frontier Economics (historische Werte basierend auf Informationen der Umweltenergiebehörde: National greenhouse gas inventory 2017, final status 04/2017). Quelle: Frontier Economics basierend auf Sterner et al. (2014), sowie eigene Analysen Nutzung bestehender Infrastruktur und Systeme möglich mit positiven Auswirkungen hinsichtlich Systemkosten Akzeptanz Beschleunigung des Tempos der Energiewende 7

8 2 Kostenvorteile und die Nutzung bestehender Importinfrastrukturen sprechen für einen globalen PtX Markt Kostenvorteile und Nutzung bestehender Importinfrastruktur Strom: 6 GW 60 GWh/h Gas: 178 GWh/h Rohöl: 700 GWh/h Gas: 302 GWh/h Power: 6 GW Rohöl: 133 GWh/h Gas LNG: 306 GWh/h Gas: 101 GWh/h Quelle: Frontier Economics, in: Agora Verkehrswende und Agora Energiewende (2018); Preise ohne Steuern, Abgaben und Umlagen Ca. 893 GWh/h Ca. 887 GWh/h Ca. 14 GW 8

9 2 wie auch die weltweite Verfügbarkeit attraktiver Standorte ( Long list von Ländern mit erheblichen langfristigen Exportpotenzialen) Norwegen Kanada Island Russland Mexiko USA Peru Bolivien Spanien Ägypten Marokko Algerien Lybien Mauretanien Mali Sudan Niger Tschad Brasilien Namibia Afghanistan Iran Kasachstan Oman Saudi Arabien Somalia Kenia Katar VAE Madagaskar Pakistan China Australien Chile Argentinien Südafrika Neuseeland Wind Primär Wind, PV-Wind-Hybrid in Teilen PV Primär PV, PV-Wind-Hybrid in Teilen PV-Wind-Hybrid 9

10 3 Ein zukünftiger Markt für PtX wird erhebliche Größenordnungen annehmen Entspricht ca. der Hälfte des heutigen Rohölmarktes Low Case Reference Case High case PtX Markt Ca TWh Ca TWh Ca TWh PtX Anteil in Endnachfrage Straße Personen Straße Fracht Marine Flugverkehr Schiene HH GHD Industrie Sonstige Szenarien basierend auf angenommenen Marktanteilen Low Case Reference Case High Case Einteilung in Sektoren Einteilung in Geografien Finale Energienachfrage je Sektor und Geografie (WEO, IEA) Quelle: Frontier Economics basierend auf IEA, World Energy Outlook 2016, New Policies Scenario 10

11 3 Das Marktpotenzial für PtX-Anlagen und die hiermit zusammenhängenden Investitionssummen sind entsprechend hoch Low Case Reference Case High Case Weltweit zu installierende Anlagen für die PtX Produktion GW PtX GW PtX GW PtX ca. 1-2 ca. 3-4 ca. 4-7 Mrd. Tonnen Mrd. Tonnen Mrd. Tonnen Low Case Reference Case High Case Jährliche Investitionssummen 108 Mrd. pro Jahr 215 Mrd. pro Jahr 430 Mrd. pro Jahr 11

12 4 An den Investitionen könnte die deutsche / europäische Industrie in erheblichem Maße partizipieren Erwartete jährliche Produktion von Elektrolyseuren für die PtX-Herstellung Erwartete Produktion von sonstigen PtX- Anlagen 2020 KOR, 3.3% CAN, 1.8% MEX, 2.0% TWN, 1.7% CAN, 1.5% KOR, 3.7% USA, 6.5% DEU, 19.0% AUT, 0.1% ROW, 6.8% DEU, 16.0% AUT, 2.2% CHN, 15.2% JPN, 17.1% EUR (Rest), 14.0% JPN, 10.5% USA, 10.8% EUR (Rest), 31.4% ROW, 23.0% CHN, 13.4% Die EU vereint etwa 33,1 % der weltweiten erwarteten jährlichen Produktion von Elektrolyseuren für die PtX-Herstellung Die EU vereint etwa 49,4 % der erwarteten Produktion von sonstigen PtX- Anlagen in 2020 auf sich Quelle: UN (2018), eigene Berechnungen Hinweis: Weltmarktanteile ohne Exporte von Handelsdrehscheiben; Länder der Top10 Exporteure, die in der Impactberechnung als Einzelland betrachtet werden können; PtX Weltmarkt: Reference Case Quelle: OECD (2018), eigene Berechnungen Hinweis: Weltmarktanteile ohne Exporte von Handelsdrehscheiben; Länder der Top10 Exporteure, die in der Impactberechnung als Einzelland betrachtet werden; PtX Weltmarkt: Reference Case 12

13 4 mit entsprechenden positiven Rückwirkungen auf Wertschöpfung und Beschäftigung Bruttowertschöpfung (in Mrd. ) Beschäftigte (in Tausend) Quelle: Quelle: Berechnungen des IW auf Basis von Destatis (2018), OECD (2018), UN (2018), WIOD (2016) Hinweis: PtX Weltmarkt: Reference Case Quelle: Quelle: Berechnungen des IW auf Basis von Destatis (2018), OECD (2018), UN (2018), WIOD (2016) Hinweis: PtX Weltmarkt: Reference Case 13

14 5 Ebenso können die Exportländer von Investitionen profitieren Bruttowertschöpfung (in Mrd. ) Beschäftigte (in Tausend) entspricht in etwa 20% des BIPs von Ägyptens in 2017 Diese Beschäftigung entspricht in etwa 1% der Gesamterwerbstätigen in Ägypten in 2017 Quelle: Berechnungen des IW; Annahme: Produktion von 400 TWh PtX 14

15 5 Hiervon könnten v.a. auch Schwellen- und Entwicklungsländer profitieren 15

16 Technologien Maärkte und Nachfrage Angebot und Investitionen 6 Eine globale PtX- Roadmap muss allerdings heute starten, damit mittelbis langfristig die Technologien kostengünstig zur Verfügung stehen 2020 Verschiedene bi-/multilaterale Energie-partnerschaften mit PtX Fokus abgeschlossen 2033 Globaler PtX Markt etabliert mit Hilfe ähnlicher 2028 PtX Bestandteil internationaler Klimaschutzabkommen als RES Option und THG Minderungstechnologie Rahmenbedingungen und Vereinbarungen wie derzeit für den globalen Markt für fossile Energieträger Finanzielle Instrumente zur Minderung von Länderrisiken Große multilaterale Vereinbarungen zum Aufbau eines globalen PtX Marktes Unterzeichnung von int. bindenden Energie-abkommen, um Investitionen in PtX abzusichern Systematischer Ausbau von Wirtschaftsbeziehungen mit potenziellen PtX Anbieterländern zur Minderung von Länderrisiken für Investitionen 2022 Überarbeitung des reg. Rahmens für PtX in der EU / DE 2028 Internationale Quote für PtX im Luftverkehr (basierend auf CORSIA) 2040 EU ETS erstreckt sich über alle Sektoren 2023 Gleichberechtigte Integration von PtX in Quotensysteme für EE im nationalen Verkehrs-/Wärmesektor Beseitigung von Barrieren für PtX Unterstützung von F&E und Pilot-/Demonstrationsprojekten für PtX PtX Nachfrage durch technologieneutrale int. Anreizysteme zur CO2 Minderung getrieben Gezielte Politikmaßnahmen zur Unterstützung der Marktentwicklung für PtX PtX Kosten fallen durch die Skalierung der Technologien 2042 Systematischer Ausbau von PtX Produktionsanlagen in (zunehmend entfernten) Regionen mit geringen Energiekosten 2020 <200 MW Elektrolyseure pro Jahr in der EU installiert 2032 Giga Fabrik für standadisierte PtX Produktions-anlagen Großskalierte Produktion von PtX Anlagen (z.b. Elektrolyseure) Standardisierung der Herstellung von PtX-Anlagenkomponenten ermöglicht Skaleneffekte Herstellung von Systemkomponenten in kleinen Stückzahen

17 Zusammengefasst heisst dies, wir werden Wasserstoff und synthetische Brenn- und Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien als einen Pfeiler der Energiewende benötigen und zwar als weltweit handelbare Produkte mit einem globalen Markt, der eine Win-Win Situationen für die beteiligten Länder einschließlich Deutschland / Europa und die Exportländer mit sich bringt,... aber eine Roadmap für PtX sollte heute starten, damit der erforderliche Hochlauf der Technologien und Industrie zeitgerecht erfolgt. 17

18 Dr. Jens Perner jens.perner@frontier-economics.com Frontier Economics Ltd is a member of the Frontier Economics network, which consists of two separate companies based in Europe (Frontier Economics Ltd) and Australia (Frontier Economics Pty Ltd). Both companies are independently owned, and legal commitments entered into by one company do not impose any obligations on the other company in the network. All views expressed in this document are the views of Frontier Economics Ltd.