يعد التحايل على حياد الكربون مهمة عالمية عاجلة ، ولكن لا يوجد مسار "مقاس واحد يناسب الجميع" للدول الرئيسية التي تصدر انبعاثات الكربون لتحقيق هذا الهدف 1،2.تتبع معظم الدول المتقدمة ، مثل الولايات المتحدة وتلك الموجودة في أوروبا ، استراتيجيات نزع السلاح التي تركز بشكل خاص على أساطيل المركبات الخفيفة (LDV) الكبيرة ، وتوليد الطاقة الكهربائية ، والتصنيع والمباني التجارية والسكنية ، وهي أربعة قطاعات تمثل مجتمعة الغالبية العظمى من انبعاثات الكربون الخاصة بهم 3،4.وعلى النقيض من ذلك ، فإن البلدان النامية الرئيسية المسببة للانبعاثات ، مثل الصين ، لديها اختلافات وهياكل طاقة مختلفة للغاية ، مما يتطلب أولويات مختلفة لإزالة الكربون ليس فقط من الناحية القطاعية ولكن أيضًا في النشر الاستراتيجي للتكنولوجيات الناشئة الخالية من الكربون.

الفروق الرئيسية لملف انبعاثات الكربون في الصين مقارنة مع تلك الخاصة بالاقتصادات الغربية هي حصص الانبعاثات الأكبر بكثير للصناعات الثقيلة والكسور الأصغر بكثير لمركبات LDV واستخدام الطاقة في المباني (الشكل 1).تحتل الصين المرتبة الأولى في العالم ، إلى حد بعيد ، من حيث إنتاج الأسمنت والحديد والصلب والمواد الكيميائية ومواد البناء ، وتستهلك كميات هائلة من الفحم للحرارة الصناعية وإنتاج فحم الكوك.تساهم الصناعات الثقيلة بنسبة 31٪ من إجمالي انبعاثات الصين الحالية ، وهي حصة تزيد بنسبة 8٪ عن المتوسط ​​العالمي (23٪) ، وأعلى بنسبة 17٪ من مثيلتها في الولايات المتحدة (14٪) وأعلى بنسبة 13٪ من مثيلتها في الاتحاد الأوروبي. (18٪) (المرجع 5).

تعهدت الصين برفع انبعاثات الكربون إلى ذروتها قبل عام 2030 وتحقيق حياد الكربون قبل عام 2060. وقد حظيت هذه التعهدات المناخية بثناء واسع النطاق ولكنها أثارت أيضًا تساؤلات حول جدواها 6 ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الدور الرئيسي لـ "صعوبة التخفيف" (HTA) عمليات في الاقتصاد الصيني.تشمل هذه العمليات بشكل خاص استخدام الطاقة في الصناعات الثقيلة والنقل الثقيل الذي سيكون من الصعب كهربة (وبالتالي الانتقال مباشرة إلى الطاقة المتجددة) والعمليات الصناعية التي تعتمد الآن على الوقود الأحفوري كمواد وسيطة كيميائية. كانت هناك بعض الدراسات الحديثة 1 - 3 التحقيق في مسارات إزالة الكربون نحو حياد الكربون للتخطيط الشامل لنظام الطاقة في الصين ولكن مع تحليلات محدودة لقطاعات HTA.على الصعيد الدولي ، بدأت حلول التخفيف المحتملة لقطاعات HTA في لفت الانتباه في السنوات الأخيرة 7-14.يمثل نزع الكربون عن قطاعات HTA تحديًا نظرًا لصعوبة كهربة قطاعاتها بالكامل و / أو فعاليتها من حيث التكلفة 7،8.شدد أومان على أن تبعية المسار هي المشكلة الرئيسية لقطاعات HTA وأن الرؤية والتخطيط طويل الأجل للتقنيات المتقدمة ضروريان "لإلغاء تأمين" قطاعات HTA ، وخاصة الصناعات الثقيلة ، من الاعتماد على الأحافير 9.استكشفت الدراسات مواد جديدة وحلول التخفيف المتعلقة باحتجاز الكربون و / أو استخدامه و / أو تخزينه (CCUS) وتقنيات الانبعاثات السلبية (NETs) 10،11 من دراسة واحدة على الأقل تقر بضرورة أخذها في الاعتبار أيضًا في التخطيط طويل الأجل 11.في تقرير التقييم السادس الصادر مؤخرًا عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ، تم الاعتراف باستخدام الهيدروجين `` منخفض الانبعاثات '' كأحد حلول التخفيف الرئيسية لعدة ثوانٍ نحو تحقيق انبعاثات صافية صفرية في المستقبل.

تركز الأدبيات الحالية حول الهيدروجين النظيف بشكل كبير على خيارات تكنولوجيا الإنتاج مع تحليلات تكاليف جانب العرض.(يتضمن الهيدروجين "النظيف" في هذه الورقة كلاً من الهيدروجين "الأخضر" و "الأزرق" ، الأول ينتج عن طريق التحليل الكهربائي للماء باستخدام طاقة قابلة للتجديد ، ويتم الحصول على الأخير من الوقود الأحفوري ولكنه منزوع الكربون باستخدام CCUS.) تركز مناقشة الطلب على الهيدروجين بشكل كبير على قطاع النقل في البلدان المتقدمة - مركبات خلايا الوقود الهيدروجينية على وجه الخصوص.لقد تأخرت ضغوط إزالة الكربون من الصناعات الثقيلة مقارنة بضغوط الموانئ العابرة للطرق ، مما يعكس الافتراضات التقليدية بأن الصناعات الثقيلة سوف
يظل من الصعب بشكل خاص تخفيف حدتها حتى ظهور ابتكارات تكنولوجية جديدة.أظهرت دراسات الهيدروجين النظيف (وخاصة الأخضر) نضجه التكنولوجي وتكاليفه المنخفضة ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات التي تركز على حجم الأسواق المحتملة والمتطلبات التكنولوجية للصناعات لاستغلال النمو المحتمل لإمدادات الهيدروجين النظيف.إن فهم قدرة الهيدروجين النظيف على تعزيز حياد الكربون العالمي سيكون متحيزًا بطبيعته إذا اقتصرت التحليلات بشكل أساسي على تكاليف إنتاجه واستهلاكه من قبل القطاعات المفضلة فقط وتطبيقه في الاقتصادات المتقدمة. إلى حد كبير على خيارات تكنولوجيا الإنتاج مع تحليل تكاليف جانب العرض 15.(يتضمن الهيدروجين "النظيف" في هذه الورقة كلاً من الهيدروجين "الأخضر" و "الأزرق" ، الأول ينتج عن طريق التحليل الكهربائي للماء باستخدام طاقة قابلة للتجديد ، ويتم الحصول على الأخير من الوقود الأحفوري ولكنه منزوع الكربون باستخدام CCUS.) تركز مناقشة الطلب على الهيدروجين بشكل كبير على قطاع النقل في البلدان المتقدمة - مركبات خلايا الوقود الهيدروجينية على وجه الخصوص.لقد تأخرت ضغوط إزالة الكربون من الصناعات الثقيلة مقارنة بضغوط الموانئ العابرة للطرق ، مما يعكس الافتراضات التقليدية بأن الصناعات الثقيلة ستظل صعبة التراجع بشكل خاص حتى تظهر الابتكارات التكنولوجية الجديدة.أظهرت دراسات الهيدروجين النظيف (وخاصة الأخضر) نضجه التكنولوجي وتكاليفه المنخفضة ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات التي تركز على حجم الأسواق المحتملة والمتطلبات التكنولوجية للصناعات لاستغلال النمو المحتمل لإمدادات الهيدروجين النظيف.إن فهم قدرة الهيدروجين النظيف على تعزيز حياد الكربون العالمي سيكون متحيزًا بطبيعته إذا اقتصرت التحليلات بشكل أساسي على تكاليف إنتاجه واستهلاكه من قبل القطاعات المفضلة فقط وتطبيقه في الاقتصادات المتقدمة.

يعتمد تقييم فرص الحصول على الهيدروجين النظيف على إعادة تقييم طلباته المحتملة كوقود بديل ومادة وسيطة كيميائية عبر نظام الطاقة بأكمله والاقتصاد ، بما في ذلك مراعاة الظروف الوطنية المختلفة.لا توجد دراسة شاملة كهذه حتى الآن حول دور الهيدروجين النظيف في مستقبل الصين الصافي صفر.سيساعد سد هذه الفجوة البحثية على رسم خارطة طريق أوضح لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الصين ، والسماح بتقييم جدوى تعهداتها بإزالة الكربون لعامي 2030 و 2060 ، وتوفير التوجيه للاقتصادات النامية النامية الأخرى ذات القطاعات الصناعية الثقيلة الكبيرة.