W obecnym środowisku rosnących cen energii i ocieplającej się planety potrzeba stworzenia zrównoważonego koszyka energetycznego jest tak pilna, jak nigdy dotąd. Energia nie jest oczywiście łatwo dostępna, a ustanowienie nowych źródeł może zająć wiele lat, co oznacza, że można oczekiwać, że niedobór energii utrzyma się w dającej się przewidzieć przyszłości.
Dla jego zwolenników, "zielony" wodór - wodór, który jest produkowany przy użyciu czystej energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, takich jak wiatr lub słońce - obiecuje zapewnić panaceum na te wyzwania energetyczne, jednocześnie obniżając emisję dwutlenku węgla na te wyzwania energetyczne, jednocześnie dekarbonizując niektóre z najbardziej zanieczyszczających branż. Przełożyło się to na zwiększone oczekiwania inwestorów dotyczące bezpośrednich inwestycji w wodór, których wartość opiera się na obietnicy dużego popytu na zielony wodór w nadchodzących dziesięcioleciach.
Naszym zdaniem istnieje jednak szereg istotnych przeszkód, które muszą zostać wynegocjowane, zanim wodór stanie się opłacalnym źródłem energii na dużą skalę. Stopień, w jakim firmy w łańcuchu produkcji zielonego wodoru osiągną swoje obecnie optymistyczne wyceny, zależy od tempa, w jakim te wyzwania zostaną spełnione.
Wodór jako źródło energii - podstawy
Wodór jest najprostszym i najobficiej występującym pierwiastkiem w naszym wszechświecie, a ze względu na wysoką zawartość energii może być wykorzystywany jako źródło paliwa. Na Ziemi wodór występuje tylko w połączeniu z innymi pierwiastkami.
W związku z tym wodór musi zostać "odblokowany" lub oddzielony, co wymaga skomplikowanego procesu produkcyjnego, który sam w sobie wymaga energii.
Choć jest to gaz bezbarwny, istnieje wiele kodów kolorystycznych używanych do oznaczania różnych rodzajów wodoru, w oparciu o dane wejściowe do procesu produkcji. Najpopularniejszym obecnie jest "szary" wodór, który jest produkowany przy użyciu gazu ziemnego poprzez reforming metanu parą wodną. Szary wodór stanowi około 95% całego wodoru produkowanego komercyjnie na całym świecie, ale jest bardzo zanieczyszczony - szacuje się, że na każdy 1 kg wyprodukowanego wodoru do atmosfery uwalniane jest 10 kg dwutlenku węgla. W związku z tym wpływ netto szarego wodoru na klimat jest negatywny.
"Niebieski" wodór, inna powszechna forma tego pierwiastka, jest produkowany podobnie jak szary, ale obejmuje zarządzanie dwutlenkiem węgla. W przypadku niebieskiego wodoru, wytwarzany CO2 jest wychwytywany w zakładzie produkcyjnym i przechowywany oddzielnie, co skutkuje znacznie czystszą formą niż w przypadku wodoru szarego. Emisja dwutlenku węgla nie jest jednak całkowicie wyeliminowana. Naukowcy z Cornell i Stanford odkryli, że duże ilości gazu wymagane do napędzania samego procesu produkcji niebieskiego wodoru, wraz z ucieczką "ulotnego metanu" z odwiertów i innych urządzeń magazynujących w całym łańcuchu dostaw, sprawia, że niebieski wodór generuje więcej emisji niż bezpośrednie wykorzystanie samego gazu.
W związku z tym decydenci polityczni skupili się wokół poglądu, że jedynym kolorem wodoru, który może być produkowany w prawdziwie zrównoważony sposób, jest "zielony" wodór.
Zielony wodór
Zielony wodór jest wytwarzany w zupełnie innym procesie, w którym energia elektryczna jest doprowadzana do wody w celu oddzielenia cząsteczek wodoru i tlenu poprzez przepuszczenie wody przez elektrolizer. Odnawialne źródła energii, takie jak wiatr i energia słoneczna, są wykorzystywane do generowania energii elektrycznej w procesie elektrolizy, dzięki czemu proces produkcji jest bezemisyjny. W związku z tym, gdy zielony wodór jest wykorzystywany jako źródło energii, może stanowić podstawę prawdziwie zdekarbonizowanej gospodarki bez konieczności wychwytywania dwutlenku węgla.
Rysunek 1: Różne kolory wodoru
Uwagi: a) CO2-eq/kg - ekwiwalent dwutlenku węgla na kilogram; b) W przypadku szarego wodoru założono 2 kg CO2-eq/kg dla wycieku metanu z procesu reformingu parowego metanu. c) Emisje dla niebieskiego wodoru zakładają zakres 98% i 68% wskaźnika wychwytywania dwutlenku węgla oraz 0,2% i 1,5% wycieku metanu.
Źródło: Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej.
Bariery w skalowaniu zielonego wodoru
W praktyce zastosowanie zielonego wodoru jest ograniczone. Jego prawdziwa obietnica tkwi w potencjale napędzania dekarbonizacji w kilku trudnych do zlikwidowania branżach, takich jak stal i cement, a także dekarbonizacji sektora transportu, w szczególności transportu towarowego na duże odległości. Zielony wodór nie jest elementem długoterminowych planów energetycznych wielu firm i krajów na drodze do zerowej emisji netto. Istnieje jednak kilka wyzwań związanych ze zdolnością zielonego wodoru do stania się znaczącym źródłem energii.
Efektywność
Obecnie głównym problemem jest to, że zielony wodór jest bardzo nieefektywny jako źródło energii. Jak już wspomniano, aby być zeroemisyjnym, energia leżąca u podstaw procesu wytwarzania zielonego wodoru musi pochodzić ze źródeł odnawialnych, takich jak wiatr czy słońce. Zamiana wody w wodór wymaga dużej ilości energii, a produkcja zielonego wodoru za pomocą elektrolizy nie jest efektywnym sposobem wykorzystania odnawialnej energii elektrycznej.
Po pierwsze, następuje natychmiastowa utrata energii, którą oszacowano na około 30% w wyniku zerwania wiązania chemicznego między tlenem i wodorem. Dalsze nieefektywności pojawiają się w zależności od sposobu wykorzystania i przechowywania wodoru, co prowadzi niektórych ekspertów do twierdzenia, że w przypadku wielu sugerowanych zastosowań zielonego wodoru ponad połowa energii zawartej w zielonej energii elektrycznej jest tracona. W związku z tym obietnica, że zielony wodór odegra znaczącą rolę jako źródło energii, opiera się na dostępności taniej i obfitej energii odnawialnej - kluczowym założeniu, które nie jest przesądzone.
Brak infrastruktury
Konieczne są również znaczne inwestycje, aby stworzyć niezbędną infrastrukturę otaczającą przed wprowadzeniem zielonego wodoru. może stać się kluczowym składnikiem koszyka energetycznego. Będzie to wymagało dotacji, a także regulacji związanych z infrastrukturą i użytkowaniem gruntów na potrzeby magazynowania. Obecnie nie istnieje wystarczająca infrastruktura do produkcji, dystrybucji i magazynowania wodoru na odpowiednio dużą skalę. Wydajność elektrolizerów będzie musiała wzrosnąć o około 100 GW do 2030 r. w porównaniu z obecną bazą wynoszącą mniej niż 150 MW, aby osiągnąć europejskie cele produkcyjne. Ze względu na swoje właściwości wodór stanowi wyjątkowe i poważne wyzwanie w zakresie dystrybucji i magazynowania. Przetwarzanie i przechowywanie wodoru wiąże się z nieodłącznym ryzykiem wybuchu i pożaru, co wymaga specjalistycznego sprzętu bezpieczeństwa i systemów monitorowania; a ze względu na swoją lekkość wodór w postaci gazowej musi być utrzymywany pod bardzo wysokim ciśnieniem. Z kolei wodór w postaci ciekłej musi być przechowywany w temperaturze -253°C.
Rurociągi oferują najniższy przyrostowy koszt transportu, zwłaszcza jeśli infrastruktura rurociągowa już istnieje. Istniejące rurociągi gazu ziemnego w Europie i innych krajach zostały zidentyfikowane jako stosunkowo opłacalne rozwiązanie do transportu wodoru. Jednakże, ponieważ atomy wodoru są tak małe, gaz H2 może wydostawać się przez drobne pęknięcia w rurociągu. Jednocześnie wodór może sprawić, że same rurociągi staną się bardziej kruche. Wykorzystanie istniejących gazociągów może zatem teoretycznie działać w przypadku transportu wodoru, ale większość z nich wymagałaby złożonego procesu modernizacji i modernizacji, który może być zaporowo kosztowny.
Niepewność dotacji
Sukces zielonego wodoru będzie wymagał szeroko zakrojonych uzupełnień i modernizacji infrastruktury, co może nastąpić jedynie poprzez połączenie przepisów i znacznej ilości inwestycji, wzmocnionych bodźcami. Polityka musi być wspierająca i niezachwiana; a to, do pewnego stopnia, zależy od woli polityków.
Pierwsze oznaki są pozytywne, ponieważ wiele wiodących gospodarek świata opracowuje "strategie wodorowe", a UE, USA i Chiny przeznaczyły duże kwoty na wsparcie projektów związanych z zielonym wodorem. Przykładowo, kraje europejskie zadeklarowały łącznie ponad 30 miliardów euro finansowania w celu pobudzenia rozwoju do 2030 roku2 , przy czym środki te zostaną wykorzystane zarówno na budowę urządzeń, jak i infrastruktury. W niedawno ogłoszonym planie "RePower EU" Komisja Europejska wyznaczyła cel w postaci dziesięciu milionów ton zielonego wodoru wyprodukowanego w UE do 2030 r., przy czym kolejne dziesięć milionów ma zostać zaimportowane do wykorzystania przez przemysł europejski. Firmy zaangażowane w produkcję zielonego wodoru chcą zwiększyć moce produkcyjne o znaczącą kwotę w ciągu nadchodzącej dekady, aby osiągnąć cele i z pewnością z zadowoleniem przyjmą pomoc rządową.
Jednak dodatkowe wsparcie rządowe może być również wymagane w drugiej krytycznej części równania: w celu pobudzenia popytu na zielony wodór i ułatwienia ekonomii skali, a tym samym obniżenia kosztów. Zachęty rządowe są szczególnie ważne we wspieraniu popytu, ponieważ większość firm i konsumentów nie jest przygotowana na zaabsorbować dodatkowe koszty związane z produktami takimi jak zielona stal czy cement. Losy firm związanych z zielonym wodorem są, przynajmniej na razie, ściśle związane z oczekiwaniami dotyczącymi trwałych dotacji rządowych i tego, czy się one zmaterializują.
W kwietniu tego roku Wielka Brytania ogłosiła zamiar wspierania produkcji zielonego wodoru od 2023 r., wykorzystując "model wsparcia zmiennej ceny premium", który zapewnia dotację w wysokości "różnicy między 'ceną wykonania' odzwierciedlającą koszt produkcji wodoru a 'ceną referencyjną' odzwierciedlającą wartość rynkową wodoru".3 Jest to kontynuacja programu uruchomionego przez Niemcy i zatwierdzonego przez Komisję Europejską pod koniec ubiegłego roku, który wykorzystuje fundusz w wysokości 900 mln euro na subsydiowanie produkcji zielonego wodoru w Polsce.
Rysunek 2: Zwroty cen akcji związanych z wodorem w porównaniu z MSCI ACWI
kraje spoza UE, z myślą o imporcie zeroemisyjnego wodoru do Niemiec. Niezależnie od tych programów, niewiele krajów na świecie uchwaliło krajowy system dotacji, który umożliwia wodorowi o niskiej lub zerowej emisji dwutlenku węgla konkurowanie pod względem ceny z szarym wodorem. Niewątpliwie potrzebne są duże i trwałe zobowiązania po stronie popytu, jeśli firmy działające w obszarze zielonego wodoru mają się dobrze rozwijać.
Implikacje inwestycyjne
Kilka firm, które mogą być potencjalnymi beneficjentami wzrostu w branży wodorowej, to a w szczególności ekologiczny wodór - cieszyły się ostatnio dużym zainteresowaniem inwestorów,
W ciągu ostatnich kilku lat odnotowano znaczną zmienność cen akcji. W szczególności producenci elektrolizerów i wodorowych ogniw paliwowych odnotowali znaczny wzrost na początku dekady w związku z szumem i nadzieją na szybki wzrost popytu na zielony wodór na całym świecie, przy czym wielu z nich zrezygnowało z zysków w 2021 r. i nadal osiągało gorsze wyniki niż ogólny rynek w 2022 r.
Warto zauważyć, że nie jest to pierwszy raz, kiedy na rynkach akcji obserwujemy rajd napędzany "hype'em" na wodór. Mniej więcej dwadzieścia lat temu akcje związane z technologią wodorową osiągnęły zawrotne poziomy, gdy wiodący producenci samochodów zaczęli inwestować w technologię ogniw paliwowych, a politycy zaczęli mówić o "autostradach wodorowych". Jednak sytuacja szybko się pogorszyła, gdy inwestorzy zdali sobie sprawę z trudnej i kosztownej drogi wodoru w porównaniu z bardziej przystępnymi cenowo alternatywami, do tego stopnia, że jeden z producentów ogniw paliwowych stracił 90% swojej wartości w ciągu dwóch lat.
W 2020 r. cykl ten został powtórzony, ponieważ przyznawano kontrakty na elektrolizery we wczesnej fazie, a rządy ogłosiły ekologiczne programy stymulacyjne mające na celu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych i pomoc w walce z COVID-19.gazów cieplarnianych i pomóc w radzeniu sobie z presją związaną z COVID. W związku z tym uczestnicy rynku doprowadzili do szybkiego wzrostu cen akcji kilku spółek związanych z wodorem. W wielu przypadkach kapitalizacja rynkowa firm z tej branży wzrosła ponad dwukrotnie.
Jednak w ciągu 2021 r. wiele z tych firm straciło ponad połowę ich wartości i w 2022 r. nadal odnotowywały gorsze wyniki. Pomimo znaczącej korekty w stosunku do szczytowych poziomów, uważamy, że akcje spółek związanych z wodorem nadal odzwierciedlają optymistyczne oczekiwania dotyczące przyszłych zysków i perspektyw przepływów pieniężnych, a wyceny nie odzwierciedlają ciągłej niepewności związanej zarówno z tempem rozwoju ekologicznego wodoru, jak i ryzykownymi modelami biznesowymi w tym wciąż rozwijającym się obszarze.
W Templeton Global Equity Group koncentrujemy się na identyfikowaniu spółek, które wydają się być istotnie niedowartościowane w stosunku do naszych perspektyw długoterminowych zysków i przepływów pieniężnych. W obecnej sytuacji wiele spółek z segmentu "pure play" jest nastawionych na generowanie strat w najbliższym czasie, nie ma pełnego finansowania w perspektywie średnioterminowej i boryka się z konkurencją.
W dłuższej perspektywie czasowej spółki te nadal oferują niewielką wartość przy obecnych wycenach. Przy średnim wskaźniku ceny do sprzedaży na próbie wiodących spółek związanych z wodorem wynoszącym 46x, a każda z nich spodziewa się ujemnych wolnych przepływów pieniężnych przez kilka lat w przyszłości, profil fundamentalny nie wydaje się być odpowiedni, a wyceny są obecnie zbyt wysokie w stosunku do licznych wyzwań stojących przed tymi firmami.
Perspektywy
Zielony wodór to ekscytujący obszar badań i nadal mamy nadzieję na jego potencjalną rolę w dekarbonizacji kilku obszarów gospodarki emitujących duże ilości dwutlenku węgla. Istnieją jednak wyzwania finansowe, praktyczne i polityczne, które należy przezwyciężyć, zanim zielony wodór będzie można skalować do poziomu, w którym można go uznać za znaczące źródło energii. Rozwiązanie każdego z nich wymaga czasu i zaangażowania.
Akcje związane z wodorem doświadczyły więcej niż jednego hossy od początkustulecia, ostatni w 2020 r., kiedy to zielony wodór stał się modnym hasłem dla spekulantów. Akcje spółek działających w obszarze zielonego wodoru charakteryzowały się w ostatnich latach dużą zmiennością. Uważamy, że niepewność co do powodzenia w radzeniu sobie z wieloma wyzwaniami związanymi z zielonym wodorem nie jest odpowiednio odzwierciedlona w obecnych oczekiwaniach rynkowych, nawet dziś, co na razie pozostawia nas ostrożnymi.
1. Źródło: "Energy Science and Engineering", sierpień 2021 r.
2. Źródło: Barclays
3. Źródło: UKDepartmentforBusiness,Energy&IndustrialStrategy, kwiecień 2022 r.
