EWI Global PtX Cost Tool

Wie teuer sind Produktion und Transport von Wasserstoff und Wasserstoffderivaten an unterschiedlichen Orten der Welt?
In welchen Herkunftsländern lässt sich grüner Wasserstoff am günstigsten erzeugen, und wie verändert sich das in künftigen Szenarien?
Und lohnt sich für ein Land eher die heimische Produktion oder der Import über einen bestimmten Transportweg?

Das EWI Global PtX Cost Tool liefert Szenarien für die globale Versorgung mit grünem Wasserstoff und Wasserstoffderivaten aus Wind- und Solarenergie. Das Tool analysiert Produktionskosten und Produktionspotenzial in 117 Herkunftsländern sowie die Kosten für den Transport in 22 Zielländer und umfasst Wasserstoff sowie die Derivate Ammoniak, Methan, Methanol und Fischer-Tropsch-Brennstoffe.

Abbildung 1: Bereitstellungskosten für grünes Methanol nach Deutschland im Jahr 2030

Das EWI Global PtX Cost Tool für Beratung und Forschung

Das Tool vergleicht das Produktionspotenzial für Wasserstoff und Wasserstoffderivate zwischen Ländern, für heutige Wasserstoffprojekte ebenso wie für zukünftige Szenarien. Kostenübersichten und -vergleiche lassen sich sowohl auf hoher Flugebene für Entscheidungsträger:innen darstellen als auch im Detail für weiterführende Forschungsvorhaben und Modellanalysen aufgreifen.

Das EWI Global PtX Cost Tool im Einsatz:

Globale Potenzial- und Kostenanalyse: Produktionspotenziale für Wasserstoff und Wasserstoffderivate aus Wind- und Solarenergie mit zugehörigen Gestehungskosten (Levelized Cost of Hydrogen, LCOH) in 117 Herkunftsländern darstellen
Transportkostenanalyse: Kosten für Transport von Wasserstoff und Wasserstoffderivaten per Schiff und Pipeline berechnen
Bereitstellungskostenanalyse: Kosten aus heimischer Produktion und Import aus 22 Zielländern für Importländer vergleichen
Optimale Asset-Dimensionierung: optimale Assetstruktur (Anlage für erneuerbare Energien (EE), Elektrolyseur, Speicher) für die kostenminimale Wasserstoffproduktion in unterschiedlichen Ländern ermitteln
Globale Datenbasis: umfassende Kostenparameter für weiterführende Analysen in Forschung und Beratung bereitstellen

Das EWI Global PtX Cost Tool im Detail

Das EWI Global PtX Cost Tool basiert auf einem linearen Optimierungsmodell, das die Gestehungskosten der Wasserstoffproduktion (LCOH) minimiert, indem es die Dimensionierung und den Betrieb der zentralen Systemkomponenten optimiert, darunter Elektrolyseure, Speicher sowie erneuerbare Energiekapazitäten. Das Tool nutzt einen Inselansatz, bei dem alle Anlagen an einem Standort direkt miteinander verbunden sind. Für Photovoltaik (PV), Onshore- und Offshore-Wind bildet das Tool je Land unterschiedliche Güteklassen ab, die sich nach Kapazitätsfaktoren beziehungsweise Wassertiefe unterscheiden. Für jede Güteklasse werden länderspezifisch die Produktionskosten für Wasserstoff und Wasserstoffderivate für die Jahre 2025 bis 2050 in Fünf-Jahres-Schritten in einer separaten Optimierung bestimmt.

Zusätzlich variiert das Tool die Anforderungen des Lieferprofils zwischen einer jährlichen Produktionsmenge (volatil) und einer stündlichen Produktionsmenge (baseload). Inputparameter zu Investitions- und Betriebskosten sind ebenfalls länderspezifisch und für zwei Szenarien (Baseline und optimistisch) hinterlegt. Zudem nutzt das Tool länderspezifische Kapitalkosten (Weighted Average Cost of Capital, WACC), die neben Länderrisiken auch ein Technologierisiko enthalten.

Schematische Darstellung des Modells

Abbildung 2: Schematische Darstellung des EWI Global PtX Cost Tool

Die Ergebnisse der Optimierungen werden in einem Exceltool dargestellt, das auch die Transportkostenberechnung enthält. Im Sheet „Global Analysis„ zeigen Weltkarten den Vergleich von Produktions- und Lieferkosten (siehe Abbildung 1). Im Sheet „Results Export„ lassen sich alle Ergebnisse der eingestellten Szenarien für die Weiterverarbeitung exportieren. Im Sheet „Country-to-country analysis„ können Lieferketten individuell und detailliert analysiert werden.