Atteindre la neutralité carbone est une mission mondiale urgente, mais il n'existe pas de voie unique pour tous les grands pays émetteurs pour atteindre cet objectif1,2 .La plupart des pays développés, tels que les États-Unis et ceux d'Europe, poursuivent des stratégies de décarbonisation axées en particulier sur les grands parcs de véhicules légers (VLD), la production d'électricité, la fabrication et les bâtiments commerciaux et résidentiels, quatre secteurs qui représentent ensemble la grande majorité de leurs émissions de carbone3,4.Les grands émetteurs des pays en développement, comme la Chine, en revanche, ont des économies et des structures énergétiques très différentes, nécessitant des priorités de décarbonisation différentes non seulement en termes sectoriels mais aussi dans le déploiement stratégique des technologies émergentes à zéro carbone.

Les principales distinctions du profil des émissions de carbone de la Chine par rapport à celles des économies occidentales sont des parts d'émissions beaucoup plus importantes pour les industries lourdes et des fractions beaucoup plus petites pour les VUL et la consommation d'énergie dans les bâtiments (Fig. 1).La Chine se classe de loin au premier rang mondial en termes de production de ciment, de fer et d'acier, de produits chimiques et de matériaux de construction, consommant d'énormes quantités de charbon pour la chaleur industrielle et la production de coke.L'industrie lourde contribue à 31 % des émissions totales actuelles de la Chine, une part supérieure de 8 % à la moyenne mondiale (23 %), supérieure de 17 % à celle des États-Unis (14 %) et supérieure de 13 % à celle de l'Union européenne. (18%) (réf.5).

La Chine s'est engagée à atteindre un pic de ses émissions de carbone avant 2030 et à atteindre la neutralité carbone avant 2060. Ces engagements climatiques ont suscité de nombreux éloges, mais ont également soulevé des questions quant à leur faisabilité6 , en partie à cause du rôle majeur des «difficiles à réduire» (HTA) processus de l'économie chinoise.Ces procédés incluent notamment l'utilisation de l'énergie dans l'industrie lourde et les transports lourds qui seront difficiles à électrifier (et donc à passer directement aux énergies renouvelables) et les procédés industriels désormais dépendants des combustibles fossiles pour les matières premières chimiques. Il y a eu quelques études récentes1– 3 enquêtant sur les voies de décarbonisation vers la neutralité carbone pour la planification globale du système énergétique chinois, mais avec des analyses limitées des secteurs HTA.À l'échelle internationale, les solutions d'atténuation potentielles pour les secteurs de l'ETS ont commencé à attirer l'attention ces dernières années7–14.La décarbonisation des secteurs HTA est difficile car ils sont difficiles à électrifier complètement et/ou de manière rentable7,8.Åhman a souligné que la dépendance au sentier est le problème clé pour les secteurs HTA et qu'une vision et une planification à long terme pour les technologies avancées sont nécessaires pour « déverrouiller » les secteurs HTA, en particulier les industries lourdes, de la dépendance aux fossiles9.Des études ont exploré de nouveaux matériaux et solutions d'atténuation liés au captage, à l'utilisation et/ou au stockage du carbone (CCUS) et aux technologies à émissions négatives (NET)10,11. Au moins une étude reconnaît qu'ils devraient également être pris en compte dans la planification à long terme11.Dans le sixième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, récemment publié, l'utilisation d'hydrogène à « faible émission » a été reconnue comme l'une des principales solutions d'atténuation pour de multiples secteurs en vue d'atteindre un avenir sans émissions nettes12.

La littérature existante sur l'hydrogène propre se concentre en grande partie sur les options technologiques de production avec des analyses des coûts du côté de l'offre15.(L'hydrogène « propre » dans ce document comprend à la fois l'hydrogène « vert » et « bleu », le premier produit par électrolyse de l'eau à l'aide d'énergie renouvelable, le second provenant de combustibles fossiles mais décarboné avec le CCUS.) La discussion sur la demande d'hydrogène se concentre en grande partie sur le secteur des transports dans les pays développés – les véhicules à pile à combustible à hydrogène en particulier16,17.Les pressions en faveur de la décarbonation des industries lourdes ont pris du retard par rapport à celles du transport routier, reflétant les hypothèses conventionnelles selon lesquelles l'industrie lourde
restent particulièrement difficiles à réduire tant que de nouvelles innovations technologiques n'émergent pas.Des études sur l'hydrogène propre (en particulier vert) ont démontré sa maturité technologique et sa baisse des coûts17, mais d'autres études sont nécessaires qui se concentrent sur la taille des marchés potentiels et les exigences technologiques des industries pour exploiter la croissance potentielle de l'approvisionnement en hydrogène propre16.Comprendre le potentiel de l'hydrogène propre pour faire progresser la neutralité carbone mondiale sera intrinsèquement biaisé si les analyses se limitent principalement aux coûts de sa production, à sa consommation par les secteurs favorisés uniquement et à son application dans les économies développées. La littérature existante sur l'hydrogène propre se concentre en grande partie sur les options de technologie de production avec des analyses des coûts du côté de l'offre15.(L'hydrogène « propre » dans ce document comprend à la fois l'hydrogène « vert » et « bleu », le premier produit par électrolyse de l'eau à l'aide d'énergie renouvelable, le second provenant de combustibles fossiles mais décarboné avec le CCUS.) La discussion sur la demande d'hydrogène se concentre en grande partie sur le secteur des transports dans les pays développés – les véhicules à pile à combustible à hydrogène en particulier16,17.Les pressions en faveur de la décarbonisation des industries lourdes ont pris du retard par rapport à celles du transport routier, reflétant les hypothèses conventionnelles selon lesquelles l'industrie lourde restera particulièrement difficile à atténuer jusqu'à ce que de nouvelles innovations technologiques émergent.Des études sur l'hydrogène propre (en particulier vert) ont démontré sa maturité technologique et sa baisse des coûts17, mais d'autres études sont nécessaires qui se concentrent sur la taille des marchés potentiels et les exigences technologiques des industries pour exploiter la croissance potentielle de l'approvisionnement en hydrogène propre16.Comprendre le potentiel de l'hydrogène propre pour faire progresser la neutralité carbone mondiale sera intrinsèquement biaisé si les analyses se limitent principalement aux coûts de sa production, à sa consommation par les seuls secteurs favorisés et à son application dans les économies développées.

L'évaluation des opportunités d'hydrogène propre dépend de la réévaluation de ses demandes potentielles en tant que carburant alternatif et matière première chimique dans l'ensemble du système énergétique et de l'économie, en tenant compte des différentes circonstances nationales.Il n'existe pas à ce jour d'étude aussi complète sur le rôle de l'hydrogène propre dans l'avenir net zéro de la Chine.Combler cette lacune dans la recherche aidera à établir une feuille de route plus claire pour la réduction des émissions de CO2 de la Chine, permettra d'évaluer la faisabilité de ses engagements de décarbonisation pour 2030 et 2060 et fournira des orientations à d'autres économies en développement en croissance dotées de grands secteurs industriels lourds.