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• 1.1 Problemstellung5. Oktober 2019
  „No challenge – no challenge – poses a greater thread to future generations than climate change”
• 1.1 The Problem5. Oktober 2019
  “No challenge – no challenge – poses a greater thread to future generations than climate change”
• 1.2 Zielsetzung5. März 2021
  Durch das „free rider“ Problem zwischen Staaten, die Probleme des Marktes Klimaschäden einzubeziehen und die hohe Unsicherheit privater Investoren wegen Informationsasymmetrien fließen nicht genug Investitionen in grüne Technologien und Unternehmen. Wie einleitend erwähnt, existiert derzeit noch kein der Öffentlichkeit zugängliches Portfolio, Fonds oder ETF für den Sektor Wasserstoff. Um Investitionsentscheidungen zu vereinfachen, soll diese Arbeit einen Überblick über wichtige Unternehmen, Technologien sowie die Stellung des Sektors im Markt geben. Die zu beantwortende Frage ist, ob die Investition in ein Aktienportfolio im Wasserstoffsektor möglich und erstrebenswert ist. Die Unsicherheit und Informationsasymmetrien bei Investoren können durch die Erstellung einer strukturierten Investmentidee abgebaut […]
• 1.3 Terminologische Abgrenzung5. März 2021
  Vor Beginn ist es wichtig, den Begriff Wasserstoffsektor inhaltlich abzugrenzen. Üblicherweise wird die Energiebranche in die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr untergliedert.[1] Diese Untergliederung richtet sich nach dem Endprodukt der Energie. Die Trennschärfe dieser Abgrenzung nimmt mit zunehmender Sektorenkopplung in der Energiebranche ab.[2] Sektorenkopplung bedeutet, dass durch Energieträger wie beispielsweise Wasserstoff die Elektrizität auch in anderen Sektoren genutzt werden kann.[3] Um die benötigte Trennschärfe zum Zweck dieser Arbeit zu erreichen wird die Energiebranche nach den Energieträgern und -formen in die Sektoren Fossile Brennstoffe, Nuklear, Strom, Wasserstoff und Sonstige unterschieden.[4] Der Begriff Wasserstoffsektor schließt die Unternehmen ein, die an der Wertschöpfungskette […]
• 1.4 Gang der Untersuchung6. März 2021
  Das Problem, dass für Investments in den Sektor Wasserstoff hohe Unsicherheit und Informationsasymmetrien herrschen, wird in der Bearbeitung folgender Fragestellungen berücksichtigt. Im zweiten Kapitel „Der Sektor Wasserstoff“ wird die Frage untersucht, ob ein starkes Gewinnwachstum im Sektor Wasserstoff möglich ist. Zu diesem Zweck werden zuerst die Anwendungsbereiche und physischen Eigenschaften des Elements Wasserstoff im Kontext der Energiewirtschaft beurteilt. Im nächsten Schritt werden die technischen Innovationen zu Umgang und Anwendbarkeit von Wasserstoff betrachtet, da ein starkes Gewinnwachstum häufig aus Innovationen entsteht. Die physische und technische Seite des Wasserstoffs werden schließlich in einer Prognose zum Marktumfeld zusammengeführt und die Anwendungsbereiche der Technologie […]
• 2 Der Sektor Wasserstoff6. März 2021
  Die Energiebranche hat für lange Zeit auf fossile Energieträger gebaut und selbst heute werden global noch hohe Summen öffentlicher Gelder für Investitionen in fossile Energieträger bereitgestellt.[1] Aus dieser Abhängigkeit von fossilen Energieträgern, insbesondere Öl, ergibt sich im Kontext des Klimawandels die Frage nach Alternativen. Wasserstoff kann als Energieträger eine zukunftsträchtige Alternative zu fossilen Energieträgern darstellen, er steht jedoch im Wettbewerb mit der Batteriespeicherung von Strom.[2] Um durch eine langfristige „Earnings Momentum Strategy“ profitieren zu können, muss sich der Sektor gegen konkurrierende Energieträger und Technologien durchsetzen.[3] Um einzuschätzen, ob das Element Wasserstoff zu anderen Energieträgern konkurrenzfähig ist, werden zuerst die Eigenschaften […]
• 2.1 Das Element Wasserstoff6. März 2021
  Wasserstoff ist das erste Element im Periodensystem, ein „farb-, geruchloses und geschmackfreies Gas, das in der Verbindung mit Sauerstoff als Wasser vorkommt und […] als Heizgas und in Brennstoffzellen verwendet wird.“ [1] Unter normalen Bedingungen[2] liegt Wasserstoff immer bi-atomar und gasförmig in der Form H2 vor.[3] Wasserstoff kommt in der Natur nicht in elementarer Form vor. Für die Herstellung von Wasserstoff werden, je nach Anforderungsprofil, unterschiedliche Verfahren verwendet.[4] 95% des Wasserstoffes wird heutzutage aus fossilen Energieträgern hergestellt, das steht dem klimaneutralen Hintergrund entgegen.[5] Mit zunehmender Verfügbarkeit erneuerbarer Energien, wird der durch Elektrolyse[6] aus erneuerbaren Energien hergestellte Wasserstoffstoffanteil, signifikant ansteigen.[7] Ein […]
• 2.2 Innovationstätigkeiten6. März 2021
  Bestehende technische Hürden im Umgang mit Wasserstoff wie die Effizienzverluste bei Herstellung und Verbrauch könnten durch eine hohe Innovations- und Entwicklungstätigkeit der Unternehmen genommen werden. Um den Sektor Wasserstoff und die darin stattfindende Innovationstätigkeit einschätzen zu können, ist es nützlich, die Lieferkette des Sektors zu betrachten. Die Wertschöpfungskette kann in die Schritte Herstellung, Speicherung, Verbrauch und Anwendung eingeteilt werden.[1] Ob im Wasserstoffsektor eine hohe Innovationstätigkeit herrscht, soll im Folgenden anhand vorangehend definierter Wertschöpfungskette untersucht werden. Das private Investment in Forschung und Entwicklung wird von der Erwartung befeuert, dass ein Produkt erfolgreich am Markt platziert werden kann. Dieses Investment ist weniger […]
• 2.3 Marktumfeld6. März 2021
  Der Markt für den Wasserstoffsektor und dessen Produkte wie Elektrolyseanalgen, Brennstoffzellen und Speichermöglichkeiten wird von vielen externen Faktoren beeinflusst.[1] Die Hypothese, dass im Sektor Wasserstoff ein günstiges Marktumfeld herrscht, soll nachfolgend untersucht werden. Wasserstoff sollte im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien betrachtet werden. Die Energiewende wird unsere Energielandschaft in den nächsten Jahrzehnten, durch Sektorenkopplung und sogenannten „Power to X“ Anwendungen prägen.[2] „Hydrogen energy storage is an ideal match for renewables of all scales, especially large-scale wind.“[3] Wie Schoenung, S. beschreibt, liefert die Speicherung von Energie in Wasserstoff eine gute Lösung für erneuerbare Energien, insbesondere der Wind- und Solartechnologie. Diese beiden Energieformen […]
• 3 Unternehmen und Aktien im Sektor Wasserstoff6. März 2021
  Die erste von Markowitz definierte Stufe zur Auswahl eines Portfolios ist die Beobachtung von Fakten und Ereignissen.[1] Im folgenden Kapitel wird der Autor darlegen, wie er die Masterliste an Unternehmen im Wasserstoffsektor für das Portfolio recherchiert und aus den zum jeweiligen Wertpapier vorliegenden Fakten zusammengeführt hat. Die Liste an Unternehmen wird in dieser Arbeit als Masterliste des Sektors Wasserstoff bezeichnet. [1] Vgl. Markowitz, H. (1945) S. 77.
• 3.1 Auswahlkriterien der Aktienliste6. März 2021
  Nach dem intensiven Auseinandersetzen mit dem Wasserstoffsektor und der Technologien in Kapitel 2, ist der nächste Schritt die Recherche nach im Sektor tätigen Unternehmen deren Aktien öffentlich gehandelt sind. Hierfür wurden vorwiegend Websites, Blogs und Internetmedien genutzt, da zu Aktien in diesem Sektor keine entsprechende wissenschaftliche Literatur existiert. Das Internet bietet eine gute Breite an Informationen, eben diese wird zur Erstellung einer Masterliste benötigt. Es wurden Unternehmen aus drei Datensätzen zur quantitativen Auswertung des Sektors herangezogen. Die erste verwendete Datenquelle ist eine Liste aller Aktien, welche in sogenannten Wikifolios[1] auf der Website „wikifolio.com“[2] zum Suchbegriff „Wasserstoff“ oder „Hydrogen“ genannt werden.[3] […]
• 3.2 Erstellung der Masterliste6. März 2021
  Die drei gewonnen Datensets werden anschließend zu einer Liste in einem neuen Datenblatt zusammengefasst. Zur Verbesserung der Datenqualität wird die Liste um Doppelnennungen bereinigt, die Gewichtungen aus den einzelnen Quellen summiert und auf 100% normiert. Für die Unternehmen auf dieser Liste wird eine Marktrecherche basierend auf deren Website durchgeführt, um den Tätigkeitsbereich im Wasserstoffsektor festzustellen. Der Bereich wird darauf basierend zur Liste hinzugefügt. Auf selbiger Recherche basierend wird eine weitere Kennziffer erstellt, die den Anteil, zu dem das Unternehmen im Wasserstoffsektor tätig ist, darstellt. Hierbei kann nicht auf Ertrag oder Umsatz abgestellt werden, da viele Unternehmen aktuell ausschließlich in der […]
• 3.3 Überprüfung der Datenqualität6. März 2021
  Die aufgeführte Liste aus Unternehmen, welchen für die folgende Portfoliooptimierung eine entsprechende Aktie zugeordnet wurde, lässt bereits einige Schlussfolgerungen zu. An der ISIN ist erkennbar, dass die Aktien von 17 Unternehmen in Europa, 9 in Nordamerika und 6 in Asien gelistet sind. Wie Abbildung 3 zeigt, teilt sich der Rest auf Ozeanien und Afrika auf. Diese Ortsdaten lassen aufgrund der breiten Abdeckung die Annahme zu, dass die Quellen die Gesamtheit der internationalen Aktien im Wasserstoffsektor abbilden. Eine Schwäche der Daten ist, dass die Recherche auf Deutsch und Englisch durchgeführt wurde. Es könnten Unternehmen aus diesen Sprachräumen bevorzugt worden sein. Die […]
• 4 Optimierung von Wasserstoff-Portfolien6. März 2021
  In diesem Kapitel soll geprüft werden, ob aus der Masterliste Portfolien optimiert werden können, welche eingangs definierten marktüblichen Qualitätskriterien entsprechen. Zur Erstellung eines Optimierungsproblems gilt es, die Realität in ein mathematisches Modell zu überführen.[1] Hierzu werden die relevanten Variablen identifiziert und Annahmen getroffen, um die Umsetzbarkeit des Problems zu gewährleisten. Das Modell liefert nach Ausführung einen Entscheidungsvorschlag, welcher nach Plausibilitätsprüfung im Gesamtkontext angenommen oder verworfen werden kann. Sowohl bei linearer als auch bei nichtlinearer Programmierung wird eine Variable in einem eingeschränkten Bereich optimiert.[2] Bei der nichtlinearen Optimierung sind die Zielfunktion oder die durch Nebenbedingungen gegebenen Bereichsgrenzen nicht linear.[3] Ergebnisse der […]
• 4.1 Methoden und Techniken der Portfoliooptimierung6. März 2021
  Bei der strategischen Asset Allokation wird die Gewichtung jeder Aktie im Portfolio festgelegt.[1] Die hier diskutierte Asset Allokation ist eine Tätigkeit im aktiven Portfolio Management, bei welcher der Investor versucht, durch seine spezielle Portfoliostruktur den Markt zu schlagen.[2] Die hier angestrebte langfristige „Earnings Momentum Strategy“ versucht durch Marktausweitung von daraus generierten Cashflows zu profitieren.[3] In den klassischen Optimierungsansätzen nach Markowitz beschreibt dieser, dass bevor ein Portfolio gewählt werden kann, zuerst eine relevante Erwartung über die zukünftige Entwicklung der möglichen Wertpapiere existieren muss.[4] Diese Erwartung wird hier konkret aus historischen Daten der Wertpapiere gewonnen. Um Berechnungen durchführen zu können, ist die […]
• 4.1.1 Rendite6. März 2021
  Die Berechnung von historischen Aktienrenditen kann diskret oder stetig erfolgen.[1] Bei der Berechnung diskreter Renditen  für eine Aktie  im Portfolio wird der Kurs zu Beginn des gesamten betrachteten Zeitraums  mit dem Kurs der Aktie  am Ende des betrachteten Zeitraumes  entsprechend folgender Gleichung berechnet: Bei der diskreten Rendite  wird der gesamte Zeitraum als Eins betrachtet und die errechnete Rendite stellt somit auch den Ertrag über den gesamten Betrachteten Zeitraum  dar. Zur Vergleichbarkeit müssen diskrete Renditen unterschiedlicher Aktien auf den gleichen Zeitraum bezogen werden. Die Annualisierung diskreter Renditen erfolgt über das geometrische Mittel nach wobei  die annualisiterte diskrete Rendite über  Jahre darstellt. […]
• 4.1.2 Risiko6. März 2021
  Die Standardabweichung oder Volatilität des Kurses einer Aktie , ist ein Maß für das Risiko einer Aktie und wird aus den historischen stetigen Renditen der Aktie ermittelt.[1] Die tägliche Volatilität einer Aktie für tägliche stetige Renditen errechnet sich somit als wobei  die stetige Rendite zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tageskursen,  die Anzahl der Tage  im Betrachtungszeitraum und  der Renditemittelwert ist. Soll die tägliche Volatilität auf die Jährliche umgerechnet werden, muss  bei der Annahme von  Handelstagen pro Jahr mit dem Annualisierungsfaktor gemäß der Formel multipliziert werden.[2] Die Volatilität des gesamten Portfolios kann als Verhältnis aller Einzelvolatilitäten , deren Gewichtung im Portfolio  und  und […]
• 4.2 Nebenbedingungen6. März 2021
  Um zielgerichtete Optimierungsprobleme formulieren zu können, müssen zunächst die Rahmenbedingungen für das Problem, welche in der Optimierung als Nebenbedingungen einfließen, definiert werden. Statman, M. beschreibt, dass ein Portfolio bei gleicher Gewichtung der Aktien im Allgemeinen ab 30 Aktien als gut diversifiziert gilt.[1] Es existieren jedoch auch Aussagen, welche ein Portfolio ab zehn Aktien als diversifiziert ansehen und argumentieren, dass darüber hinaus der marginale Diversifikationseffekt die Kosten für dieTransaktion nicht rechtfertigen.[2] In Abbildung 5 ist zu erkennen, dass die Standardabweichung des zufälligen Portfolios im Vergleich zu einer einzelnen Aktie ab einer Anzahl von 20 Aktien jeweils mehr als 5 Aktien benötigt, […]
• 4.3 Das naive Portfolio6. März 2021
  Als naives Portfolio wird jenes Portfolio bezeichnet, welches aus einer Liste von  Aktien nach der Maßgabe ein Portfolio bildet, dass Aktien mit wi = 1/n gewichtet sind, wobei wi die Gewichtung des Wertpapiers i darstellt.[1] Das würde bei Anwendung auf die Masterliste ein Gewicht von 1/34 pro Aktie ergeben. Dieser gleichgewichtete Ansatz soll als Referenzportfolio zur Bestätigung der Optimierungswirksamkeit dienen. Die Volatilität des naiven Portfolios, errechnet aus den Einzelaktien über den gleichen Zeitraum, beträgt 25,78% und die geometrische jährliche Rendite beträgt 3,46%.[2] Bei der Betrachtung dieser Daten ist zu beachten, dass zum einen Ungenauigkeiten durch Rundung bei den Werten der Einzelaktien enthalten sind, zum […]
• 4.4 Das Minimum Beta Portfolio7. März 2021
  Die erste Optimierung soll die Minimierung des Betas, auch als ß notiert, sein. ß beschreibt, wie sensibel jede im Portfolio enthaltene Aktie auf Marktschwankungen reagiert.[1] Da der Markt keine messbare Benchmark ist, muss eine solche festgelegt werden. Die gewählte Benchmark, welche stellvertretend für den Markt steht, ist der MSCI World Acwi All Cap Index.[2] Die Masterliste Aktien enthält Small-, Mid- und Large Caps[3], welche international verteilt sind. Der MSCI World Acwi All Cap Index enthält mehr als 14000 Aktien aus allen Unternehmensgrößen und zwischen entwickelten und aufstrebenden Märkten verteilt.[4] Aufgrund dieser Gemeinsamkeiten mit der Masterliste und einem durchschnittlichen Beta gegen das Referenzportfolio […]
• 4.5 Das Maximum Ertrags Portfolio7. März 2021
  Portfolio Manager erhalten klassischerweise die Aufgabe eine Benchmark zu schlagen. Privatpersonen wollen bei der Anlage einen maximalen Ertrag erzielen. Die Zielsetzungen bei der Vermögensanlage sind stark ertragsfokussiert und somit werden Portfoliomanager und Investoren in der Realität zur Erstellung eines Maximum-Ertrag-Portfolios, kurz MEP, streben.[1] In folgender Ertragsoptimierung wählt der Investor aus den in der Masterliste repräsentierten Unternehmen. Die geometrische Rendite des gesamten Portfolios rpdA errechnet sich Additiv aus den Produkten des Gewichtes der Aktie  im Portfolio  und der diskreten annualisierten Rendite der Aktie ridA.[2] Durch diese Additivität auf Portfolioebene wird die geometrische Rendite für die Erstellung eines Maximum-Ertrag-Portfolios verwendet.[3] Die geometrische Rendite […]
• 4.6 Das Minimum Volatilität Portfolio7. März 2021
  Das Minimum Varianz Portfolio, auch MVP genannt, minimiert die Varianz einer Auswahl von Aktien, welche als σ2 notiert wird. σ2 beschreibt die durchschnittliche quadrierte Abweichung der Beobachtungswerte, in diesem Fall Aktienkurse, von ihrem arithmetischen Mittel, in diesem Fall der Durchschnittskurs.[1] Die als Risikomaß verwendete Volatilität, welche als σ notiert wird, errechnet sich als Quadratwurzel der Varianz und wird allgemein mathematisch auch als Standardabweichung bezeichnet. Die beiden Risikomaße basieren auf der Risikodefinition, wonach das Risiko die Abweichung von erwarteten Renditen ist.[2] In folgender Optimierung wird das Risikomaß Volatilität minimiert, wobei wi das Gewicht der i-ten Aktie im Portfolio ist, σi die Jahresvolatilität dieser Aktie und pij der […]
• 4.7 Das Maximum Relevanz Portfolio7. März 2021
  Ein Investor, der nicht an die Wirksamkeit von Optimierungsrechnungen glaubt, oder eine möglichst präzise Abdeckung seines Portfolios im Wasserstoffsektor möchte, würde ähnlich zum Vorgehen beim Maximum-Ertrags-Portfolio nach diesem Optimierungsverfahren die Asset Allokation in die 20 Aktien mit der größten Relevanzkennziffer Ri vornehmen. Die Ausführung des Problems, analog zum MEP, ergibt das in Abbildung 9 dargestellte Portfolio. Die Relevanz hat sich im optimierten Portfolio von 2,94% auf 4,31% deutlich verbessert. Das Beta hat sich, von 0,88 auf 0,75, geringfügig verbessert und die Rendite hat von 3,46% auf 3,92% ebenfalls geringfügige Verbesserungen zu verzeichnen. Auffällig ist die starke Erhöhung der Volatilität von 25,78% […]
• 5 Reflektion der Ergebnisse und Ausblick7. März 2021
  Die eingangs gestellte Frage, ob die Investition in ein Aktienportfolio im Wasserstoffsektor möglich ist, kann nach positiver Bestätigung eines Großteiles der zu Beginn gestellten Hypothesen bejaht werden. Eine hohe Transparenz für das Investment in den Sektor wurde hergestellt, indem Informationen in einer Art aufbereitet wurden, dass ein Investor einen soliden Überblick über die Unternehmen im Sektor und den Sektor an sich bekommt. Die chemischen Eigenschaften des Wasserstoffs, gepaart mit der hohen Innovations- und Forschungstätigkeit lassen, wie in Kapitel 2 erläutert, eine generell positive Entwicklung des Sektors erwarten. In Kapitel 3 wurde festgestellt, dass eine ausreichende Anzahl an Unternehmen im Wasserstoffsektor […]