Å oppnå karbonnøytralitet er et presserende globalt oppdrag, men det er ingen "one-size-fits-all"-vei for store utslippsnasjoner for å nå dette målet1,2.De fleste utviklede nasjoner, som USA og de i Europa, følger dekarboniseringsstrategier som er spesielt fokusert på store lette kjøretøyflåter (LDV), elektrisk kraftproduksjon, produksjon og kommersielle bygninger og boliger, fire sektorer som til sammen står for store deler av deres karbonutslipp3,4.Store utslippere fra utviklingsland, som Kina, har derimot svært forskjellige økonomier og energistrukturer, og krever ulike prioriteringer for avkarbonisering, ikke bare i sektormessige termer, men også i strategisk utplassering av nye nullkarbonteknologier.

Viktige forskjeller på Kinas karbonutslippsprofil sammenlignet med de vestlige økonomier er mye større utslippsandeler for tungindustri og mye mindre fraksjoner for LDV og energibruk i bygninger (fig. 1).Kina rangerer først i verden, langt når det gjelder produksjon av sement, jern og stål, kjemikalier og byggematerialer, og forbruker enorme mengder kull til industriell varme og produksjon av koks.Tung industri bidrar med 31 % av Kinas nåværende totale utslipp, en andel som er 8 % høyere enn verdensgjennomsnittet (23 %), 17 % høyere enn USAs (14 %) og 13 % høyere enn EUs. (18%) (ref.5).

Kina har lovet å toppe sine karbonutslipp før 2030 og oppnå karbonnøytralitet før 2060. Disse klimaløftene fikk utbredt ros, men reiste også spørsmål om deres gjennomførbarhet6, delvis på grunn av den store rollen "vanskelig å redusere" (HTA) spiller. prosesser i Kinas økonomi.Disse prosessene inkluderer særlig energibruk i tungindustri og tungtransport som vil være vanskelig å elektrifisere (og dermed gå direkte over til fornybar kraft) og industrielle prosesser som nå er avhengige av fossilt brensel for kjemiske råvarer. Det har vært noen få nyere studier1– 3 undersøker avkarboniseringsveier mot karbonnøytralitet for Kinas overordnede energisystemplanlegging, men med begrensede analyser av HTA-sektorer.Internasjonalt har potensielle avbøtende løsninger for HTA-sektorer begynt å vekke oppmerksomhet de siste årene7–14.Avkarboniseringen av HTA-sektorer er utfordrende fordi de er vanskelige å elektrifisere fullt ut og/eller kostnadseffektivt7,8.Åhman understreket at veiavhengighet er nøkkelproblemet for HTA-sektorer og at visjon og langsiktig planlegging for avanserte teknologier er nødvendig for å "låse opp" HTA-sektorene, spesielt tungindustri, fra fossilavhengighet9.Studier har utforsket nye materialer og avbøtende løsninger knyttet til karbonfangst, bruk og/eller lagring (CCUS) og negative utslippsteknologier (NETs)10,11. av minst én studie erkjenner at de også bør vurderes i langsiktig planlegging11.I den nylig utgitte sjette vurderingsrapporten fra det mellomstatlige panelet for klimaendringer ble bruken av "lavutslipps"-hydrogen anerkjent som en av de viktigste avbøtende løsningene for flere sektorer for å oppnå en fremtid med netto-nullutslipp12.

Den eksisterende litteraturen om rent hydrogen er i stor grad fokusert på produksjonsteknologiske alternativer med analyser av tilbudssidekostnader15.('Rent' hydrogen i denne artikkelen inkluderer både 'grønt' og 'blått' hydrogen, førstnevnte produsert ved vannelektrolyse ved bruk av fornybar kraft, sistnevnte hentet fra fossilt brensel, men avkarbonisert med CCUS.) Diskusjonen om etterspørselen etter hydrogen er i stor grad fokusert på transportsektoren i utviklede land – spesielt hydrogenbrenselcellekjøretøyer16,17.Presset for avkarbonisering av tungindustri har ligget etter sammenlignet med presset for veitransport, noe som reflekterer konvensjonelle antakelser om at tungindustri vil
forbli spesielt vanskelig å redusere før nye teknologiske innovasjoner dukker opp.Studier av rent (spesielt grønt) hydrogen har vist dets teknologiske modenhet og synkende kostnader17, men det er behov for ytterligere studier som fokuserer på størrelsen på potensielle markeder og teknologiske krav til industrier for å utnytte potensiell vekst av den rene hydrogenforsyningen16.Å forstå potensialet til rent hydrogen for å fremme global karbonnøytralitet vil i seg selv være partisk hvis analyser begrenses hovedsakelig til kostnadene ved produksjonen, dets forbruk kun i favoriserte sektorer og dets anvendelse i utviklede økonomier. Den eksisterende litteraturen om rent hydrogen er fokusert. i stor grad på produksjonsteknologiske alternativer med analyser av tilbudssidekostnader15.('Rent' hydrogen i denne artikkelen inkluderer både 'grønt' og 'blått' hydrogen, førstnevnte produsert ved vannelektrolyse ved bruk av fornybar kraft, sistnevnte hentet fra fossilt brensel, men avkarbonisert med CCUS.) Diskusjonen om etterspørselen etter hydrogen er i stor grad fokusert på transportsektoren i utviklede land – spesielt hydrogenbrenselcellekjøretøyer16,17.Presset for avkarbonisering av tungindustri har ligget etter i forhold til det for veitransport, noe som reflekterer konvensjonelle antakelser om at tungindustri vil forbli spesielt vanskelig å avta inntil nye teknologiske innovasjoner dukker opp.Studier av rent (spesielt grønt) hydrogen har vist dets teknologiske modenhet og synkende kostnader17, men det er behov for ytterligere studier som fokuserer på størrelsen på potensielle markeder og teknologiske krav til industrier for å utnytte potensiell vekst av den rene hydrogenforsyningen16.Forståelse av potensialet til rent hydrogen for å fremme global karbonnøytralitet vil i seg selv være partisk hvis analyser begrenses hovedsakelig til kostnadene ved produksjonen, forbruket kun av favoriserte sektorer og dets anvendelse i utviklede økonomier.

Evaluering av muligheter for rent hydrogen avhenger av å vurdere dets potensielle behov som et alternativt drivstoff og kjemisk råstoff på tvers av hele energisystemet og økonomien, inkludert hensyn til ulike nasjonale forhold.Det er ingen slik omfattende studie til dags dato om rollen til rent hydrogen i Kinas netto-null fremtid.Å fylle dette forskningsgapet vil bidra til å tegne et klarere veikart for Kinas reduksjon av CO2-utslipp, tillate evaluering av gjennomførbarheten av løftene om karbonisering i 2030 og 2060 og gi veiledning for andre voksende utviklingsøkonomier med store tungindustrielle sektorer.