Doseganje ogljične nevtralnosti je nujna svetovna misija, vendar ni univerzalne poti, po kateri bi države z velikimi emisijami izpolnile ta cilj1,2.Večina razvitih držav, kot so Združene države in države v Evropi, si prizadevajo za strategije razogljičenja, ki so osredotočene zlasti na velike flote lahkih vozil (LDV), proizvodnjo električne energije, proizvodnjo ter poslovne in stanovanjske zgradbe, štiri sektorje, ki skupaj predstavljajo veliko večino svojih emisij ogljika3,4.Nasprotno pa imajo velike onesnaževalke v državah v razvoju, kot je Kitajska, zelo različna gospodarstva in energetske strukture, ki zahtevajo različne prednostne naloge razogljičenja ne le v sektorskem smislu, temveč tudi pri strateški uvedbi nastajajočih brezogljičnih tehnologij.

Ključne razlike v profilu emisij ogljika na Kitajskem v primerjavi s tistimi v zahodnih gospodarstvih so veliko večji deleži emisij za težko industrijo in veliko manjši deleži za LDV in porabo energije v stavbah (slika 1).Kitajska je daleč na prvem mestu na svetu po proizvodnji cementa, železa in jekla, kemikalij in gradbenih materialov, porabi ogromne količine premoga za industrijsko ogrevanje in proizvodnjo koksa.Težka industrija prispeva 31 % trenutnih skupnih emisij Kitajske, kar je 8 % več od svetovnega povprečja (23 %), 17 % več kot ZDA (14 %) in 13 % več kot Evropska unija. (18 %) (ref.5).

Kitajska se je zavezala, da bo svoje emisije ogljika dosegla najvišjo vrednost pred letom 2030 in dosegla ogljično nevtralnost pred letom 2060. Te podnebne zaveze so si prislužile široko pohvalo, sprožile pa so tudi vprašanja o njihovi izvedljivosti6, deloma zaradi glavne vloge 'težko zmanjšanih' (HTA) procesov v kitajskem gospodarstvu.Ti procesi vključujejo zlasti porabo energije v težki industriji in težkem transportu, ki ga bo težko elektrificirati (in s tem preiti neposredno na obnovljivo energijo), ter industrijske procese, ki so zdaj odvisni od fosilnih goriv za kemične surovine. Bilo je nekaj nedavnih študij1– 3 raziskovanje poti razogljičenja v smeri ogljične nevtralnosti za celotno načrtovanje energetskega sistema Kitajske, vendar z omejenimi analizami sektorjev HTA.Na mednarodni ravni so v zadnjih letih 7–14 začele vzbujati pozornost potencialne rešitve za ublažitev za sektorje HTA.Dekarbonizacija sektorjev HTA je izziv, ker jih je težko v celoti in/ali stroškovno učinkovito elektrificirati7,8.Åhman je poudaril, da je odvisnost od poti ključna težava za sektorje HTA in da sta potrebna vizija in dolgoročno načrtovanje za napredne tehnologije, da bi sektorje HTA, zlasti težko industrijo, „odklenili“ od odvisnosti od fosilnih goriv9.Študije so raziskovale nove materiale in rešitve za ublažitev, povezane z zajemanjem, uporabo in/ali shranjevanjem ogljika (CCUS) in tehnologijami negativnih emisij (NET)10,11. Vsaj ena študija priznava, da jih je treba upoštevati tudi pri dolgoročnem načrtovanju11.V nedavno objavljenem šestem ocenjevalnem poročilu Medvladnega foruma o podnebnih spremembah je bila uporaba vodika z „nizkimi emisijami“ priznana kot ena od ključnih rešitev za ublažitev za več sektorjev za doseganje prihodnosti brez neto emisij12.

Obstoječa literatura o čistem vodiku je osredotočena predvsem na možnosti proizvodne tehnologije z analizami stroškov na strani ponudbe15.('Čisti' vodik v tem prispevku vključuje tako 'zeleni' kot 'modri' vodik, pri čemer prvi nastane z elektrolizo vode z uporabo obnovljive energije, drugi pa izvira iz fosilnih goriv, ​​vendar razogljičen s CCUS.) Razprava o povpraševanju po vodiku je v veliki meri osredotočena na prometni sektor v razvitih državah – zlasti vozila na vodikove gorivne celice16,17.Pritiski za razogljičenje težke industrije so zaostali v primerjavi s pritiski za cestni promet, kar odraža običajne predpostavke, da bo težka industrija
še posebej težko ublažiti, dokler se ne pojavijo nove tehnološke inovacije.Študije čistega (zlasti zelenega) vodika so pokazale njegovo tehnološko zrelost in padajoče stroške17, vendar so potrebne nadaljnje študije, ki se osredotočajo na velikost potencialnih trgov in tehnološke zahteve industrij za izkoriščanje prihodnje rasti ponudbe čistega vodika16.Razumevanje potenciala čistega vodika za pospeševanje svetovne ogljične nevtralnosti bo samo po sebi pristransko, če bodo analize omejene predvsem na stroške njegove proizvodnje, njegovo porabo samo v prednostnih sektorjih in njegovo uporabo v razvitih gospodarstvih. Obstoječa literatura o čistem vodiku je osredotočena predvsem o možnostih proizvodne tehnologije z analizami stroškov na strani ponudbe15.('Čisti' vodik v tem prispevku vključuje tako 'zeleni' kot 'modri' vodik, pri čemer prvi nastane z elektrolizo vode z uporabo obnovljive energije, drugi pa izvira iz fosilnih goriv, ​​vendar razogljičen s CCUS.) Razprava o povpraševanju po vodiku je v veliki meri osredotočena na prometni sektor v razvitih državah – zlasti vozila na vodikove gorivne celice16,17.Pritiski za razogljičenje težke industrije so zaostali v primerjavi s pritiski za cestni promet, kar odraža običajne predpostavke, da bo težko industrijo še posebej težko ublažiti, dokler se ne pojavijo nove tehnološke inovacije.Študije čistega (zlasti zelenega) vodika so pokazale njegovo tehnološko zrelost in padajoče stroške17, vendar so potrebne nadaljnje študije, ki se osredotočajo na velikost potencialnih trgov in tehnološke zahteve industrij za izkoriščanje prihodnje rasti ponudbe čistega vodika16.Razumevanje potenciala čistega vodika za pospeševanje svetovne ogljične nevtralnosti bo samo po sebi pristransko, če bodo analize omejene predvsem na stroške njegove proizvodnje, njegovo porabo samo v prednostnih sektorjih in njegovo uporabo v razvitih gospodarstvih.

Ocenjevanje priložnosti za čisti vodik je odvisno od ponovne presoje njegovih bodočih potreb kot alternativnega goriva in kemične surovine v celotnem energetskem sistemu in gospodarstvu, vključno z upoštevanjem različnih nacionalnih okoliščin.Do danes ni tako obsežne študije o vlogi čistega vodika v prihodnosti Kitajske z ničelnim neto.Zapolnjevanje te vrzeli v raziskavah bo pomagalo pripraviti jasnejši načrt za zmanjšanje emisij CO2 na Kitajskem, omogočilo oceno izvedljivosti njenih obljub glede razogljičenja do leta 2030 in 2060 ter zagotovilo smernice za druga rastoča gospodarstva v razvoju z velikimi sektorji težke industrije.