שמירה על ניטרליות פחמן היא משימה גלובלית דחופה, אך אין מסלול 'מתאים לכולם' עבור מדינות פולטות גדולות כדי לעמוד ביעד זה1,2.רוב המדינות המפותחות, כמו ארצות הברית ואלו באירופה, נוקטות באסטרטגיות של דה-car bonization המתמקדות במיוחד בציי רכבים קלים גדולים (LDV), ייצור חשמל, ייצור ומבני מסחר ומגורים, ארבעה מגזרים שיחד אחראים על רוב מכריע של פליטת הפחמן שלהם3,4.לעומת זאת, לפליטות מרכזיות במדינות מתפתחות, כמו סין, יש כלכלה ומבני אנרגיה שונים מאוד, הדורשים סדרי עדיפויות שונים לא רק במונחים מגזריים אלא גם בפריסה אסטרטגית של טכנולוגיות אפס פחמן מתפתחות.

ההבחנות העיקריות של פרופיל פליטת הפחמן של סין בהשוואה לאלו של כלכלות מערביות הן נתחי פליטות גדולים בהרבה עבור תעשיות כבדות ושברים קטנים בהרבה עבור LDVs ושימוש באנרגיה בבניינים (איור 1).סין ממוקמת במקום הראשון בעולם, ללא ספק, במונחים של ייצור של מלט, ברזל ופלדה, כימיקלים וחומרי בנייה, צורכת כמויות אדירות של פחם לחום תעשייתי וייצור קוק.התעשייה הכבדה תורמת 31% מסך הפליטות הנוכחיות של סין, נתח הגבוה ב-8% מהממוצע העולמי (23%), ב-17% מזה של ארצות הברית (14%) וב-13% יותר מזה של האיחוד האירופי. (18%) (ר' 5).

סין התחייבה להגיע לשיא פליטת הפחמן שלה לפני 2030 ולהשיג נייטרליות פחמן לפני 2060. הבטחות אקלים אלו זכו לשבחים רבים אך גם העלו שאלות לגבי כדאיותן6, בין היתר בגלל התפקיד העיקרי של 'קשה להפחית' (HTA) תהליכים בכלכלת סין.תהליכים אלה כוללים בעיקר שימוש באנרגיה בתעשייה כבדה ותחבורה כבדה שיהיה קשה לחשמל (ולפיכך לעבור ישירות לאנרגיה מתחדשת) ותהליכים תעשייתיים התלויים כעת בדלקים מאובנים עבור חומרי הזנה כימיים. היו כמה מחקרים עדכניים1– 3 חוקר מסלולי דה-car bonization לקראת ניטרליות פחמן עבור תכנון מערכת האנרגיה הכוללת של סין, אך עם ניתוחים מוגבלים של מגזרי HTA.מבחינה בינלאומית, פתרונות הפחתה פוטנציאליים למגזרי HTA החלו למשוך תשומת לב בשנים האחרונות 7–14.שחרור הפחמן של מגזרי HTA הוא מאתגר מכיוון שקשה לחשמל אותם במלואם ו/או בעלות יעילה7,8.אהמן הדגיש כי תלות בנתיבים היא הבעיה המרכזית עבור מגזרי HTA וכי יש צורך בחזון ותכנון ארוך טווח עבור טכנולוגיות מתקדמות כדי 'לפתור' את מגזרי ה-HTA, במיוחד תעשיות כבדות, מתלות במאובנים9.מחקרים בחנו חומרים חדשים ופתרונות הפחתה הקשורים ללכידה, שימוש ו/או אחסון פחמן (CCUS) וטכנולוגיות פליטה שלילית (NETs)10,11. של לפחות מחקר אחד מכירים בכך שיש לשקול אותם גם בתכנון ארוך טווח11.בדוח ההערכה השישי שפורסם לאחרונה של הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים, השימוש במימן 'נמוך פליטה' הוכר כאחד מפתרונות ההפחתה העיקריים עבור מגזרים מרובים לקראת השגת עתיד אפס פליטות נטו12.

הספרות הקיימת על מימן נקי מתמקדת בעיקר באפשרויות טכנולוגיות ייצור עם ניתוחים של עלויות צד ההיצע15.(מימן 'נקי' במאמר זה כולל מימן 'ירוק' וגם מימן 'כחול', הראשון מיוצר על ידי אלקטרוליזה של מים תוך שימוש בכוח מתחדש, והשני מקורו בדלקים מאובנים אך מופחת עם CCUS.) הדיון בביקוש למימן מתמקד בעיקר ב מגזר התחבורה במדינות מפותחות - רכבי תאי דלק מימן במיוחד16,17.הלחצים להפחתת פחמן של תעשיות כבדות פיגרו בהשוואה לאלה של תחבורה בכבישים, המשקפים את ההנחות המקובלות לפיהן התעשייה הכבדה
קשה במיוחד להפחית עד שיופיעו חידושים טכנולוגיים חדשים.מחקרים של מימן נקי (במיוחד ירוק) הוכיחו את הבגרות הטכנולוגית שלו ואת העלויות הפוחתות שלו17, אך דרושים מחקרים נוספים המתמקדים בגודל השווקים הפוטנציאליים ובדרישות הטכנולוגיות של תעשיות כדי לנצל צמיחה עתידית של אספקת המימן הנקי16.הבנת הפוטנציאל של מימן נקי לקידום ניטרליות פחמן גלובלית תהיה מוטה מטבעה אם הניתוחים יוגבלו בעיקר לעלויות הייצור שלו, צריכתו על ידי מגזרים מועדפים בלבד ויישומו בכלכלות מפותחות. הספרות הקיימת על מימן נקי ממוקדת. בעיקר על אפשרויות טכנולוגיות ייצור עם ניתוחים של עלויות בצד ההיצע15.(מימן 'נקי' במאמר זה כולל מימן 'ירוק' וגם מימן 'כחול', הראשון מיוצר על ידי אלקטרוליזה של מים תוך שימוש בכוח מתחדש, והשני מקורו בדלקים מאובנים אך מופחת עם CCUS.) הדיון בביקוש למימן מתמקד בעיקר ב מגזר התחבורה במדינות מפותחות - רכבי תאי דלק מימן במיוחד16,17.הלחצים להפחתת הפחמן של תעשיות כבדות פיגרו בהשוואה לאלו של תחבורה בכבישים, המשקפים הנחות קונבנציונליות שלפיהן התעשייה הכבדה תישאר קשה במיוחד להירגע עד שחידושים טכנולוגיים חדשים יופיעו.מחקרים של מימן נקי (במיוחד ירוק) הוכיחו את הבגרות הטכנולוגית שלו ואת העלויות הפוחתות שלו17, אך דרושים מחקרים נוספים המתמקדים בגודל השווקים הפוטנציאליים ובדרישות הטכנולוגיות של תעשיות כדי לנצל צמיחה עתידית של אספקת המימן הנקי16.הבנת הפוטנציאל של מימן נקי לקידום ניטרליות פחמן גלובלית תהיה מוטה מטבעה אם הניתוחים יוגבלו בעיקר לעלויות הייצור שלו, צריכתו על ידי מגזרים מועדפים בלבד ויישומו בכלכלות מפותחות.

הערכת הזדמנויות למימן נקי תלויה בהתחשבות בדרישות הפוטנציאליות שלו כדלק חלופי ומאגר כימי בכל מערכת האנרגיה והכלכלה, כולל התחשבות בנסיבות לאומיות שונות.אין עד כה מחקר מקיף שכזה על תפקידו של מימן נקי בעתיד האפס נטו של סין.מילוי הפער המחקרי הזה יעזור לשרטט מפת דרכים ברורה יותר להפחתת פליטת ה-CO2 של סין, יאפשר הערכה של היתכנות של הבטחות שחרור הפחמן שלה לשנת 2030 ו-2060 ויספק הנחיות לכלכלות מתפתחות אחרות בצמיחה עם סקטורים תעשייתיים כבדים גדולים.