Developing a Market Design for Hydrogen Transport
Hydrogen plays a crucial role in achieving climate goals in Europe. Therefore, Germany is pursuing an ambitious hydrogen strategy and plans to build a national hydrogen transport network, which will largely utilize existing natural gas infrastructure. In this context, the question about the optimal market design for such a hydrogen transport network arises.
A group of German natural gas and future hydrogen network operators has commissioned NERA to develop a suitable market design for hydrogen transport networks. NERA economists Lorenz Wieshammer and Marco Schönborn initially identified the key elements that a future-proof market design should consider. These include the involved stakeholders and their responsibilities, mechanisms for network development, government design options, network regulation issues, and potential support measures. In parallel, the NERA economists have developed criteria to evaluate different market design options. An optimal market design should accelerate the ramp-up of the hydrogen market, be process- and cost-efficient, provide the right incentives, and be flexible in responding to uncertainties regarding supply and demand during market ramp-up.
Based on these findings, the NERA economists have developed and evaluated various market design options. It became clear that a centralized hydrogen network company with government participation, as favored by some politicians, would have significant disadvantages. Instead, the NERA economists recommend a market design that builds on the decentralized structure of the natural gas network operator landscape in Germany. For network development planning, they recommend a joint planning of natural gas and hydrogen networks, as well as linking it to the planning of electricity grids. To mitigate certain volume risks in the initial phase of the hydrogen market ramp-up, the NERA economists propose a mechanism for intertemporal tariff smoothing, which is secured by government guarantees in case of structural demand shocks during market ramp-up. Regarding unbundling rules and network regulation, they recommend building on the requirements of the natural gas network sector as far as possible while considering the specificities of the hydrogen market.
NERA’s arguments have contributed to a rethinking of the operator structure of hydrogen transport networks. The draft law for the establishment of a hydrogen network in Germany now envisages a decentralized operator structure and includes numerous elements of the market design NERA recommended. These include intertemporal tariff smoothing and government guarantees in case of structural demand shocks.
Wasserstoff spielt eine entscheidende Rolle bei der Erreichung der Klimaziele in Europa. Deutschland verfolgt daher eine ehrgeizige Wasserstoffstrategie und plant den Aufbau eines überregionalen Wasserstofftransportnetzes, das in weiten Teilen aus bestehender Erdgasinfrastruktur bestehen soll. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage nach dem optimalen Marktdesign für ein solches Wasserstofftransportnetz.
Eine Gruppe deutscher Erdgas- und zukünftiger Wasserstoffnetzbetreiber hat NERA beauftragt, ein geeignetes Marktdesign für Wasserstofftransportnetze zu entwickeln. Die NERA-Ökonomen Lorenz Wieshammer, Marco Schönborn und Dr. Linnéa Rohde haben zunächst die wichtigsten Elemente identifiziert, die ein zukunftsfähiges Marktdesign berücksichtigen sollte. Dazu gehören die beteiligten Akteure und ihre Verantwortlichkeiten, Mechanismen zur Netzentwicklung, staatliche Gestaltungsmöglichkeiten, Fragen zur Netzregulierung sowie mögliche Fördermaßnahmen. Parallel dazu haben die NERA-Ökonomen Kriterien entwickelt, um verschiedene Marktdesign-Optionen zu bewerten. Ein optimales Marktdesign sollte den Hochlauf des Wasserstoffmarktes beschleunigen, prozess- und kosteneffizient sein, die richtigen Anreize setzen und flexibel auf Unsicherheiten in Bezug auf Angebot und Nachfrage während des Markthochlaufs reagieren können.
Basierend auf diesen Erkenntnissen haben die NERA-Ökonomen verschiedene Marktdesign-Optionen entwickelt und bewertet. Dabei wurde deutlich, dass eine zentralistische Wasserstoffnetzgesellschaft mit staatlicher Beteiligung, wie von Teilen der Politik bevorzugt, signifikante Nachteile hätte. Stattdessen empfehlen die NERA-Ökonomen ein Marktdesign, das auf der dezentralen Struktur der Erdgas-Netzbetreiberlandschaft in Deutschland aufbaut. Für die Netzentwicklungsplanung empfehlen sie eine gemeinsame Planung von Erdgas- und Wasserstoffnetzen sowie eine Kopplung an die Planung der Stromnetze. Um bestimmte Volumenrisiken in der Anfangsphase des Wasserstoff-Markthochlaufs abzufedern, schlagen die NERA-Ökonomen einen Mechanismus zur intertemporalen Tarifglättung vor, der im Falle struktureller Nachfrageschocks während des Markthochlaufs durch staatliche Garantien abgesichert ist. Hinsichtlich Entflechtungsregeln und Netzregulierung empfehlen sie, soweit möglich, auf die Vorgaben des Erdgasnetzbereichs aufzubauen und gleichzeitig die Besonderheiten des Wasserstoffmarktes zu berücksichtigen.
Die Argumente der NERA-Ökonomen haben zu einem Umdenken bezüglich der Betreiberstruktur der Wasserstofftransportnetze beigetragen. Der Gesetzentwurf zur Errichtung eines Wasserstoffnetzes in Deutschland sieht nun eine dezentrale Betreiberstruktur vor und enthält auch darüber hinaus zahlreiche Elemente des von den NERA-Ökonomen empfohlenen Marktdesigns. Dazu gehören die intertemporale Tarifglättung und staatliche Garantien im Falle struktureller Nachfrageschocks.
Experts
