Að gæta kolefnishlutleysis er brýnt verkefni á heimsvísu, en það er engin „ein stærð sem hentar öllum“ leið fyrir helstu losunarlönd til að ná þessu markmiði1,2.Flest þróuð ríki, eins og Bandaríkin og þau í Evrópu, eru að fylgja aðferðum við afkolunarbólusetningu sem beinist sérstaklega að stórum léttum ökutækjaflotum (LDV), raforkuframleiðslu, framleiðslu og verslunar- og íbúðarhúsnæði, fjórum geirum sem samanstanda af mikill meirihluti kolefnislosunar þeirra3,4.Helstu losunaraðilar þróunarlanda, eins og Kína, hafa aftur á móti mjög mismunandi hagkerfi og orkuuppbyggingu, sem krefst mismunandi forgangsröðunar um kolefnislosun, ekki aðeins hvað varðar atvinnugreinar heldur einnig í stefnumótandi uppsetningu nýrrar kolefnislausrar tækni.

Helstu aðgreiningar á kolefnislosunarsniði Kína samanborið við vestræna hagkerfi eru mun stærri losunarhlutdeild fyrir stóriðju og miklu minni hluti fyrir LDVs og orkunotkun í byggingum (mynd 1).Kína er langt í fyrsta sæti í heiminum hvað varðar framleiðslu á sementi, járni og stáli, kemískum efnum og byggingarefnum, og eyðir gríðarlegu magni af kolum til iðnaðarhita og framleiðslu á kók.Stóriðja leggur til 31% af núverandi heildarlosun Kína, hlutfall sem er 8% hærra en heimsmeðaltalið (23%), 17% meira en í Bandaríkjunum (14%) og 13% hærra en í Evrópusambandinu. (18%) (tilv.5).

Kína hefur heitið því að ná hámarki í kolefnislosun sinni fyrir 2030 og ná kolefnishlutleysi fyrir 2060. Þessi loftslagsloforð vöktu mikið lof en vöktu einnig spurningar um hagkvæmni þeirra6, að hluta til vegna mikilvægs hlutverks „erfitt að draga úr“ (HTA). ferli í hagkerfi Kína.Þessir ferlar fela einkum í sér orkunotkun í stóriðju og þungaflutninga sem erfitt verður að rafvæða (og þar með að skipta beint yfir í endurnýjanlega orku) og iðnaðarferli sem eru nú háð jarðefnaeldsneyti fyrir efnafræðilega hráefni. Nokkrar nýlegar rannsóknir hafa verið gerðar1– 3 rannsaka leiðir til kolefnishlutleysis fyrir heildarskipulag orkukerfis Kína en með takmörkuðum greiningum á HTA geirum.Á alþjóðavísu hafa hugsanlegar mótvægislausnir fyrir HTA-geira farið að vekja athygli á undanförnum árum7–14.Kolefnislosun HTA-geira er krefjandi vegna þess að erfitt er að rafvæða þá að fullu og/eða á hagkvæman hátt7,8.Åhman lagði áherslu á að leiðarfíkn væri lykilvandamálið fyrir HTA-geira og að framtíðarsýn og langtímaáætlun fyrir háþróaða tækni sé nauðsynleg til að „opna“ HTA-geirana, sérstaklega þungaiðnað, frá jarðefnafíkn9.Rannsóknir hafa kannað ný efni og mótvægislausnir sem tengjast kolefnisfanga, notkun og/eða geymslu (CCUS) og neikvæðri losunartækni (NET)10,11.af að minnsta kosti einni rannsókn viðurkenna að það ætti einnig að hafa í huga við langtímaáætlanagerð11.Í sjöttu matsskýrslu milliríkjanefndarinnar um loftslagsbreytingar sem nýlega var gefin út, var notkun vetnis með „lítil losun“ viðurkennd sem ein af helstu mótvægislausnum fyrir marga geira í átt að framtíðinni með núlllosun12.

Fyrirliggjandi rit um hreint vetni beinist að mestu leyti að framleiðslutæknikostum með greiningu á framboðskostnaði15.(„Hreint“ vetni í þessari grein felur í sér bæði „grænt“ og „blátt“ vetni, hið fyrra framleitt með rafgreiningu vatns með endurnýjanlegum orkugjöfum, hið síðarnefnda úr jarðefnaeldsneyti en kolsýrt með CCUS.) Umfjöllun um vetniseftirspurn beinist að mestu leyti að flutningageirinn í þróuðum löndum - einkum ökutæki með vetniseldsneyti16,17.Þrýstingur á kolefnislosun í stóriðju hefur dregist saman miðað við þrýsting á vegaflutningum, sem endurspeglar hefðbundnar forsendur um að stóriðja muni
sérstaklega erfitt að draga úr því þar til nýjar tækninýjungar koma fram.Rannsóknir á hreinu (sérstaklega grænu) vetni hafa sýnt fram á tæknilegan þroska þess og minnkandi kostnað17, en frekari rannsókna er þörf sem beinast að stærð hugsanlegra markaða og tæknilegum kröfum atvinnugreina til að nýta væntanlegan vöxt hreins vetnisframboðs16.Skilningur á möguleikum hreins vetnis til að efla kolefnishlutleysi á heimsvísu verður í eðli sínu hlutdrægur ef greiningar takmarkast aðallega við framleiðslukostnað þess, neyslu þess í kjörgreinum eingöngu og beitingu þess í þróuðum hagkerfum. Fyrirliggjandi bókmenntir um hreint vetni eru með áherslu að mestu leyti á framleiðslutæknikostum með greiningu á framboðskostnaði15.(„Hreint“ vetni í þessari grein felur í sér bæði „grænt“ og „blátt“ vetni, hið fyrra framleitt með rafgreiningu vatns með endurnýjanlegum orkugjöfum, hið síðarnefnda úr jarðefnaeldsneyti en kolsýrt með CCUS.) Umfjöllun um vetniseftirspurn beinist að mestu leyti að flutningageiranum í þróuðum löndum - einkum ökutæki með vetniseldsneyti16,17.Þrýstingur á kolefnislosun í stóriðju hefur dregist saman í samanburði við flutninga á vegum, sem endurspeglar hefðbundnar forsendur um að stóriðja verði áfram sérstaklega erfitt að draga úr þar til nýjar tækninýjungar koma fram.Rannsóknir á hreinu (sérstaklega grænu) vetni hafa sýnt fram á tæknilegan þroska þess og minnkandi kostnað17, en frekari rannsókna er þörf sem beinast að stærð hugsanlegra markaða og tæknilegum kröfum atvinnugreina til að nýta væntanlegan vöxt hreins vetnisframboðs16.Skilningur á möguleikum hreins vetnis til að efla kolefnishlutleysi á heimsvísu verður í eðli sínu hlutdrægur ef greiningar takmarkast aðallega við framleiðslukostnað þess, neyslu þess í kjörgreinum eingöngu og beitingu þess í þróuðum hagkerfum.

Mat á tækifærum fyrir hreint vetni er háð því að meta væntanlega eftirspurn þess sem annars konar eldsneytis og efna í öllu orkukerfinu og hagkerfinu, þar á meðal að taka tillit til mismunandi aðstæðna í landinu.Það er engin svo yfirgripsmikil rannsókn til þessa á hlutverki hreins vetnis í nettó-núll framtíð Kína.Að fylla upp í þetta rannsóknarbil mun hjálpa til við að draga skýrari vegvísi fyrir minnkun koltvísýringslosunar í Kína, gera kleift að meta hagkvæmni loforða um kolefnislosun 2030 og 2060 og veita leiðbeiningar fyrir önnur vaxandi þróunarhagkerfi með stóra stóriðjugeira.