Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI

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War in Ukraine: Implications for the European and German strategies for importing hydrogen and synthesis products. Position paper

2022-03 , Wietschel, Martin , Roth, Florian , Fragoso García, Joshua , Herbst, Andrea , Kleinschmitt, Christoph , Wittmann, Florian , Breitschopf, Barbara , Zheng, Lin , Eckstein, Johannes , Neuwirth, Marius , Pfluger, Benjamin , Ragwitz, Mario , Löschel, Andreas , Biesewig, Lars , Thiel, Zarah , Voglstätter, Christopher , Nunez, Almudena , Quitzow, Rainer , Kunze, Robert , Stamm, Andreas , Strohmaier, Rita , Lorych, Ludger

Russia’s war of aggression against Ukraine has led many to question the formerly held certainty that close trade relations result in a stable energy supply. Hydrogen, which is expected to play an important role in the future, is particularly affected by this. Against this background, among other things, this position paper addresses new approaches to assessing partner countries for hydrogen imports, the development of import costs, and the potential for hydrogen production in the EU. The paper also addresses the future economic development of Ukraine through the production and transportation of hydrogen.

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Import von Wasserstoff und Wasserstoffderivaten: Von Kosten zu Preisen

2021 , Wietschel, Martin , Eckstein, Johannes , Riemer, Matia , Zheng, Lin , Lux, Benjamin , Neuner, Felix , Breitschopf, Barbara , Fragoso García, Joshua , Kleinschmitt, Christoph , Pieton, Natalia , Nolden, Christoph , Pfluger, Benjamin , Thiel, Zarah , Löschel, Andreas

Nach heutigem Kenntnisstand wird Deutschland zur Erreichung seiner ambitionierten Ziele auf den Import von Wasserstoff und Wasserstoffderivaten angewiesen sein. Vor dieser Problemstellung wird hier erstmals ein Ansatz vorgestellt, wie man sich eine künftige Marktentstehung vorstellen kann und wie man von Herstellkosten zu Preisen kommen könnte. Hierzu wird die Entwicklung eines partiellen Gleichgewichtsmodells skizziert mit preiselastischen Angebots- und Nachfrage-funktionen und den Einbezug von Transportkosten. In diesem werden auch die Länderrisiken und der Einfluss der Regulierung berücksichtigt.

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Krieg in der Ukraine: Auswirkungen auf die europäische und deutsche Importstrategie von Wasserstoff und Syntheseprodukten. Impulspapier

2022 , Wietschel, Martin , Roth, Florian , Fragoso García, Joshua , Herbst, Andrea , Kleinschmitt, Christoph , Wittmann, Florian , Breitschopf, Barbara , Zheng, Lin , Eckstein, Johannes , Neuwirth, Marius , Pfluger, Benjamin , Ragwitz, Mario , Löschel, Andreas , Biesewig, Lars , Thiel, Zarah , Voglstätter, Christopher , Nunez, Almudena , Quitzow, Rainer , Kunze, Robert , Stamm, Andreas , Strohmaier, Rita , Lorych, Ludger

Der Angriffskrieg von Russland auf die Ukraine hat auf vielen Seiten zur Erkenntnis geführt, dass die bisher geltende Gewissheit, dass enge Handelsbeziehungen zu einer stabilen Energieversorgung führen, zu hinterfragen ist. Das Zukunftsthema Wasserstoff ist davon in besonderem Maße betroffen. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich das Impulspapier unter anderem mit neuen Ansätzen der Bewertung von Partnerländern beim Wasserstoffimport, der Entwicklung von Importkosten und den Potenzialen für eine Wasserstoffherstellung in der EU. Zudem geht das Papier auf die künftige wirtschaftliche Entwicklung der Ukraine durch die Erzeugung und den Transport von Wasserstoff ein.

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Importing hydrogen and hydrogen derivatives: from costs to prices

2021 , Wietschel, Martin , Eckstein, Johannes , Riemer, Matia , Zheng, Lin , Lux, Benjamin , Neuner, Felix , Breitschopf, Barbara , Fragoso García, Joshua , Kleinschmitt, Christoph , Pieton, Natalia , Nolden, Christoph , Pfluger, Benjamin , Thiel, Zarah , Löschel, Andreas

Current knowledge indicates that Germany will have to rely on importing hydrogen and hydrogen derivatives to achieve its ambitious targets. Against this background, for the first time, an ap-proach was presented for how to envisage a future emerging market and how to move from pro-duction costs to prices. For this purpose, the development of a partial equilibrium model is out-lined with price-elastic supply and demand functions and the inclusion of transport costs. In this model, country risks and the influence of regulation are also taken into account.

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Future hydrogen demand: A cross-sectoral, global meta-analysis

2022 , Riemer, Matia , Zheng, Lin , Eckstein, Johannes , Wietschel, Martin , Pieton, Natalia , Kunze, Robert

Hydrogen and synthesis products are considered to be of high importance in future energy systems and therefore play an increasing role in climate change mitigation strategies. This working paper provides an overview of over 40 scenarios from published energy system studies for the future development of hydrogen demand from a global perspective as well as for the EU and China. Demand projections are compared for the sectors industry, buildings and transport up to the year 2050. The results are further compared to the bandwidth of hydrogen demand in the scenarios from the Intergovernmental Panel for Climate Change. The findings show that hydrogen is needed to reach climate neutrality in most scenarios and it will become an important, but not a dominant energy carrier in the future. The scenarios show a large range in hydrogen demand both in absolute and in relative terms, which indicates a high uncertainty in the ramp of hydrogen markets. Globally, the hydrogen share in 2050 ranges between 4-11% of total final energy demand. In all regions, the transport sector has the largest share of hydrogen in total energy demand and the largest absolute hydrogen demand. In the EU, the hydrogen share in transport energy ranges from 13-36%% and is considerably higher than globally and in China (10-19%) in 2050. The hydrogen demand projections for industry are between 2%-9% share of industry energy demand in 2050. In the building sector, the role of hydrogen is smaller than in the other sectors in all regions assessed (global share between 1%-2% in 2050).

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