Political and technological factors shaping the future of green hydrogen

Abstract

In achieving climate goals, green hydrogen has emerged in several national strategies as a potential alternative. It is intended to reduce carbon dioxide emissions, develop greener industry and strengthen energy security. However, the adoption of green hydrogen still faces significant challenges, such as high production costs and a lack of infrastructure. To overcome these challenges, strong and consistent political support and fast technological development are needed. This study has been commissioned by ABB Smart Power and aims to understand how political and technological factors influence the deployment of green hydrogen and its potential role in the future energy infrastructure. The aim of the work is also to understand which political factors drive the deployment of green hydrogen in different regions and, in addition, to understand which technical challenges may limit its large-scale deployment and competitiveness with fossil fuels and grey hydrogen. This study aims to provide a company manufacturing low-voltage products with a comprehensive analysis of green hydrogen production technologies and their current challenges, as well as a review of green hydrogen related policies and regulations in Europe, the United States and China. The study creates four different scenarios using the Futures Table method. The scenarios aim to understand the role of green hydrogen in the future energy sector and in particular the technological challenges related to its production and which political decisions will accelerate its deployment. Scenarios help to understand the possible future visions of green hydrogen, which can help organizations make decisions and modify their operating strategies to better adapt to the changing challenges and demands of the operating environment. Based on the results of the study, strengthening the role of green hydrogen in the energy system requires both fast technological development and strong political support. These two factors interact with each other and reinforce each other's impact. Although green hydrogen is seen as a key means of achieving carbon neutrality and the number of national hydrogen strategies has increased significantly, its wider use in different sectors depends essentially on the strength of political support and the speed of technological development and their combined effect. If political support is weak, the development of green hydrogen may be limited to areas where the private sector is willing to invest. On the other hand, if technological development is slow, the widespread use of green hydrogen will be postponed to the coming decades. In the worst case, if both political support and technological development remain modest, there is a risk that green hydrogen will remain only a short-term phenomenon without a significant role in the energy transition.

Ilmastotavoitteiden saavuttamisessa vihreä vety on noussut useissa kansallisissa ilmastostrategioissa esiin. Sen avulla halutaan vähentää hiilidioksidipäästöjä, kehittää vihreämpää teollisuutta ja vahvistaa energiavarmuutta. Vihreän vedyn laajempi käyttöönotto kohtaa kuitenkin vielä merkittäviä haasteita, kuten sen kalliit tuotanto kustannukset ja infrastruktuurin puute. Jotta nämä haasteet saataisiin selätettyä, tarvitaan vahvaa ja johdonmukaista poliittista tukea ja teknologian nopeaa kehitystä. Tämä tutkielma on tehty toimeksiantona ABB Smart Powerille ja sen tavoitteena on ymmärtää miten poliittiset ja teknologiset tekijät vaikuttavat vihreän vedyn käyttöönottoon sekä ymmärtää sen mahdollista roolia tulevaisuuden energiainfrastruktuurissa. Työn tavoitteena on myös ymmärtää, mitkä poliittiset tekijät ohjaavat vihreän vedyn käyttöönottoa eri alueilla sekä mitkä tekniset haasteet voivat rajoittaa sen laajamittaista käyttöönottoa ja kilpailukykyä fossiilisten polttoaineiden ja harmaan vedyn kanssa. Tällä tutkimuksella pyritään antamaan pienjännitetuotteita valmistavalle yritykselle kattava analyysi vihreän vedyn tuotannon teknologioista ja niiden tämänhetkisistä mahdollisuuksista ja haasteita. Lisäksi tutkielman avulla pyritään antamaan yleiskatsaus vihreän vedyn politiikoista ja säädöksistä Euroopassa, Yhdysvalloissa ja Kiinassa. Tutkielmassa luodaan neljä erilaista skenaariota hyödyntäen tulevaisuudentaulukkomenetelmää. Skenaarioiden avulla pyritään ymmärtämään vihreän vedyn mahdollista roolia tulevaisuuden energiasektorilla sekä mitä tuotantoon liittyviä teknologisia haasteita se tulee kohtaamaan ja lisäksi miten poliittiset päätökset vauhdittavat sen käyttöönottoa. Skenaariot auttavat ymmärtämään vihreän vedyn mahdollisia tulevaisuuden kuvia, joiden avulla organisaatiot voivat tehdä päätöksiä ja muokata toimintastrategioitaan sopeutumaan paremmin toimintaympäristön muuttuviin haasteisiin ja vaatimuksiin. Tutkimuksen perusteella vihreän vedyn roolin vahvistaminen energiajärjestelmässä edellyttää sekä nopeaa teknologian kehitystä että vahvaa poliittista tukea. Nämä kaksi tekijää ovat keskenään vuorovaikutuksessa ja vahvistavat toistensa vaikutusta. Vaikka vihreä vety nähdään keskeisenä keinona hiilineutraalisuuden saavuttamisessa ja kansallisten vetystrategioiden määrä on kasvanut merkittävästi, sen laajempi hyödyntäminen eri sektoreilla riippuu olennaisesti poliittisen tuen vahvuudesta ja teknologisen kehityksen nopeudesta sekä näiden yhteisvaikutuksesta. Mikäli poliittinen tuki on heikkoa, vihreän vedyn kehitys voi rajoittua alueille, joilla yksityinen sektori on valmis investoimaan. Toisaalta, jos teknologian kehitys on hidasta, siirtyy vihreän vedyn laajempi käyttöönotto tuleville vuosikymmenille. Pahimmassa tapauksessa, mikäli sekä poliittinen tuki että teknologinen kehitys jäävät vaatimattomiksi, on vaarana, että vihreä vety jää vain lyhytaikaiseksi ilmiöksi ilman merkittävää roolia energiasiirtymässä.