Η επίτευξη της ουδετερότητας του άνθρακα είναι μια επείγουσα παγκόσμια αποστολή, αλλά δεν υπάρχει μονοπάτι «ενιαίου μεγέθους» για τα μεγάλα έθνη που εκπέμπουν εκπομπές να επιτύχουν αυτόν τον στόχο1,2.Τα περισσότερα ανεπτυγμένα έθνη, όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες και αυτά στην Ευρώπη, ακολουθούν στρατηγικές αφαίρεσης κάρβουνου εστιασμένες ειδικά σε στόλους μεγάλων ελαφρών οχημάτων (LDV), ηλεκτροπαραγωγή, κατασκευή και εμπορικά και οικιστικά κτίρια, τέσσερις τομείς που μαζί αντιπροσωπεύουν η συντριπτική πλειοψηφία των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα3,4.Αντίθετα, μεγάλες εταιρείες εκπομπών ρύπων από αναπτυσσόμενες χώρες, όπως η Κίνα, έχουν πολύ διαφορετικές οικονομίες και ενεργειακές δομές, που απαιτούν διαφορετικές προτεραιότητες απαλλαγής από τις ανθρακούχες εκπομπές όχι μόνο σε τομεακό επίπεδο αλλά και σε στρατηγική ανάπτυξη αναδυόμενων τεχνολογιών μηδενικών εκπομπών άνθρακα.

Οι βασικές διακρίσεις του προφίλ εκπομπών άνθρακα της Κίνας σε σύγκριση με αυτές των δυτικών οικονομιών είναι πολύ μεγαλύτερα μερίδια εκπομπών για βαριές βιομηχανίες και πολύ μικρότερα κλάσματα για LDV και χρήση ενέργειας στα κτίρια (Εικ. 1).Η Κίνα κατατάσσεται πρώτη στον κόσμο, μακράν, όσον αφορά την παραγωγή τσιμέντου, σιδήρου και χάλυβα, χημικών και δομικών υλικών, καταναλώνοντας τεράστιες ποσότητες άνθρακα για βιομηχανική θερμότητα και παραγωγή οπτάνθρακα.Η βαριά βιομηχανία συμβάλλει στο 31% των σημερινών συνολικών εκπομπών της Κίνας, ποσοστό που είναι 8% υψηλότερο από τον παγκόσμιο μέσο όρο (23%), 17% μεγαλύτερο από αυτό των Ηνωμένων Πολιτειών (14%) και 13% υψηλότερο από αυτό της Ευρωπαϊκής Ένωσης (18%) (αναφ.5).

Η Κίνα έχει δεσμευτεί να κορυφώσει τις εκπομπές άνθρακα πριν από το 2030 και να επιτύχει ουδετερότητα άνθρακα πριν από το 2060. Αυτές οι δεσμεύσεις για το κλίμα κέρδισαν ευρέως διαδεδομένους επαίνους, αλλά έθεσαν επίσης ερωτήματα σχετικά με την εφικτότητά τους6, εν μέρει λόγω του κύριου ρόλου του «δύσκολα στη μείωση» (HTA). διαδικασίες στην οικονομία της Κίνας.Αυτές οι διεργασίες περιλαμβάνουν κυρίως τη χρήση ενέργειας στη βαριά βιομηχανία και τις βαριές μεταφορές που θα είναι δύσκολο να ηλεκτροδοτηθούν (και επομένως να μεταβούν απευθείας σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας) και βιομηχανικές διεργασίες που εξαρτώνται πλέον από ορυκτά καύσιμα για χημικές πρώτες ύλες. Υπήρξαν μερικές πρόσφατες μελέτες1– 3 διερεύνηση των μονοπατιών αφαίρεσης άνθρακα προς την ουδετερότητα άνθρακα για τον συνολικό σχεδιασμό του ενεργειακού συστήματος της Κίνας, αλλά με περιορισμένες αναλύσεις των τομέων HTA.Σε διεθνές επίπεδο, οι πιθανές λύσεις μετριασμού για τους τομείς HTA έχουν αρχίσει να τραβούν την προσοχή τα τελευταία χρόνια7–14.Η απαλλαγή από τον άνθρακα των τομέων HTA είναι πρόκληση, επειδή είναι δύσκολο να ηλεκτροδοτηθούν πλήρως ή/και οικονομικά7,8.Ο Åhman τόνισε ότι η εξάρτηση από το μονοπάτι είναι το βασικό πρόβλημα για τους κλάδους HTA και ότι απαιτείται όραμα και μακροπρόθεσμος σχεδιασμός για προηγμένες τεχνολογίες για να «ξεκλειδώσουν» τους τομείς HTA, ιδίως τις βαριές βιομηχανίες, από την εξάρτηση από ορυκτά9.Οι μελέτες έχουν εξερευνήσει νέα υλικά και λύσεις μετριασμού που σχετίζονται με τη δέσμευση, τη χρήση και/ή αποθήκευση άνθρακα (CCUS) και τις τεχνολογίες αρνητικών εκπομπών (NETs)10,11. τουλάχιστον μία μελέτη αναγνωρίζει ότι θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη στον μακροπρόθεσμο σχεδιασμό11.Στην πρόσφατη Έκθεση Αξιολόγησης της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή που κυκλοφόρησε, η χρήση υδρογόνου «χαμηλών εκπομπών» αναγνωρίστηκε ως μία από τις βασικές λύσεις μετριασμού για πολλούς τομείς προς την επίτευξη ενός μέλλοντος καθαρών μηδενικών εκπομπών12.

Η υπάρχουσα βιβλιογραφία για το καθαρό υδρογόνο επικεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό σε επιλογές τεχνολογίας παραγωγής με αναλύσεις του κόστους από την πλευρά της προσφοράς15.(Το "καθαρό" υδρογόνο σε αυτό το έγγραφο περιλαμβάνει τόσο το "πράσινο" και το "μπλε" υδρογόνο, το πρώτο παράγεται με ηλεκτρόλυση νερού με χρήση ανανεώσιμης ενέργειας, το δεύτερο προέρχεται από ορυκτά καύσιμα αλλά έχει αποξηρανθεί με CCUS.) Η συζήτηση της ζήτησης υδρογόνου επικεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό ο τομέας των μεταφορών στις ανεπτυγμένες χώρες — οχήματα κυψελών καυσίμου υδρογόνου ιδίως16,17.Οι πιέσεις για την απαλλαγή από τον άνθρακα των βαριών βιομηχανιών έχουν καθυστερήσει σε σύγκριση με εκείνες για τις οδικές μεταφορές, αντανακλώντας τις συμβατικές υποθέσεις ότι η βαριά βιομηχανία θα
εξακολουθούν να είναι ιδιαίτερα δύσκολο να εξαλειφθούν έως ότου εμφανιστούν νέες τεχνολογικές καινοτομίες.Μελέτες καθαρού (ιδιαίτερα πράσινου) υδρογόνου έχουν αποδείξει την τεχνολογική του ωριμότητα και το μειούμενο κόστος17, αλλά απαιτούνται περαιτέρω μελέτες που επικεντρώνονται στο μέγεθος των πιθανών αγορών και στις τεχνολογικές απαιτήσεις των βιομηχανιών για την εκμετάλλευση της μελλοντικής ανάπτυξης της προσφοράς καθαρού υδρογόνου16.Η κατανόηση της δυνατότητας του καθαρού υδρογόνου για την προώθηση της παγκόσμιας ουδετερότητας άνθρακα θα είναι εγγενώς προκατειλημμένη εάν οι αναλύσεις περιορίζονται κυρίως στο κόστος παραγωγής του, στην κατανάλωσή του μόνο από ευνοούμενους τομείς και στην εφαρμογή του σε ανεπτυγμένες οικονομίες. Η υπάρχουσα βιβλιογραφία για το καθαρό υδρογόνο επικεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό στις επιλογές τεχνολογίας παραγωγής με αναλύσεις του κόστους από την πλευρά της προσφοράς15.(Το "καθαρό" υδρογόνο σε αυτό το έγγραφο περιλαμβάνει τόσο το "πράσινο" και το "μπλε" υδρογόνο, το πρώτο παράγεται με ηλεκτρόλυση νερού με χρήση ανανεώσιμης ενέργειας, το δεύτερο προέρχεται από ορυκτά καύσιμα αλλά έχει αποξηρανθεί με CCUS.) Η συζήτηση της ζήτησης υδρογόνου επικεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό ο τομέας των μεταφορών στις ανεπτυγμένες χώρες — οχήματα κυψελών καυσίμου υδρογόνου ιδίως16,17.Οι πιέσεις για απαλλαγή των βαρέων βιομηχανιών από τον άνθρακα έχουν καθυστερήσει σε σύγκριση με εκείνες για τις οδικές μεταφορές, αντανακλώντας τις συμβατικές παραδοχές ότι η βαριά βιομηχανία θα παραμείνει ιδιαίτερα δύσκολο να υποχωρήσει μέχρι να εμφανιστούν νέες τεχνολογικές καινοτομίες.Μελέτες καθαρού (ιδιαίτερα πράσινου) υδρογόνου έχουν αποδείξει την τεχνολογική του ωριμότητα και το μειούμενο κόστος17, αλλά απαιτούνται περαιτέρω μελέτες που επικεντρώνονται στο μέγεθος των πιθανών αγορών και στις τεχνολογικές απαιτήσεις των βιομηχανιών για την εκμετάλλευση της μελλοντικής ανάπτυξης της προσφοράς καθαρού υδρογόνου16.Η κατανόηση της δυνατότητας του καθαρού υδρογόνου για την προώθηση της παγκόσμιας ουδετερότητας άνθρακα θα είναι εγγενώς προκατειλημμένη εάν οι αναλύσεις περιορίζονται κυρίως στο κόστος παραγωγής του, στην κατανάλωσή του μόνο από ευνοούμενους τομείς και στην εφαρμογή του στις ανεπτυγμένες οικονομίες.

Η αξιολόγηση των ευκαιριών για καθαρό υδρογόνο εξαρτάται από την επανεκτίμηση των μελλοντικών απαιτήσεών του ως εναλλακτικού καυσίμου και χημικής πρώτης ύλης σε ολόκληρο το ενεργειακό σύστημα και την οικονομία, συμπεριλαμβανομένης της εξέτασης των διαφορετικών εθνικών συνθηκών.Δεν υπάρχει μια τέτοια ολοκληρωμένη μελέτη μέχρι σήμερα για τον ρόλο του καθαρού υδρογόνου στο καθαρό μηδενικό μέλλον της Κίνας.Η κάλυψη αυτού του ερευνητικού κενού θα βοηθήσει στη χάραξη ενός σαφέστερου οδικού χάρτη για τη μείωση των εκπομπών CO2 της Κίνας, θα επιτρέψει την αξιολόγηση της σκοπιμότητας των υποσχέσεών της για απαλλαγή από τις ανθρακούχες το 2030 και 2060 και θα παράσχει καθοδήγηση για άλλες αναπτυσσόμενες αναπτυσσόμενες οικονομίες με μεγάλους βαρείς βιομηχανικούς τομείς.