Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται το ζήτημα της κλιματικής ουδετερότητας, η οποία αποτελεί στόχο της Ευρωπαϊκής Ένωσης (που απορρέει από την Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία) και των δράσεων που πραγματοποιούνται για την επίτευξή της σύμφωνα και με τις επιταγές της Βιώσιμης Ανάπτυξης και συγκεκριμένα του δέκατου τρίτου αλλά και του έβδομου στόχου από τους δέκα επτά συνολικά που περιλαμβάνονται στην "Agenda 30" (ήτοι δράση για το κλίμα και απαίτηση για φθηνή και καθαρή ενέργεια αντίστοιχα), με έμφαση στα εναλλακτικά καύσιμα μειωμένων έως μηδενικών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και κυρίως του υδρογόνου, τα οποία σχεδιάζεται να αντικαταστήσουν τα εξαιρετικά ρυπογόνα ορυκτά καύσιμα στον τομέα της ενέργειας.

Συγκεκριμένα, στο πρώτο από τα τρία συνολικά κεφάλαια, παρουσιάζεται η έννοια της Βιώσιμης Ανάπτυξης και τεσσάρων σημαντικών στόχων αυτής, με έμφαση στον στόχο που αφορά την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής η οποία στη σύγχρονη εποχή συνιστά υπαρξιακή απειλή και την ελαχιστοποίηση εκπομπής των αερίων του θερμοκηπίου (GHG) ώστε να μειωθούν οι επιπτώσεις τους στην ατμόσφαιρα και να περιοριστεί η περεταίρω υπερθέρμανση του πλανήτη. Επιπλέον, παρουσιάζονται οι δράσεις για το κλίμα σε παγκόσμιο αλλά και ευρωπαϊκό επίπεδο (Συμφωνία των Παρισίων, Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία, Ευρωπαϊκός Κλιματικός Νόμος) και οι στρατηγικές αποφάσεις που έχουν ληφθεί για την μετάβαση του ενεργειακού τομέα σε μία κοινωνία μηδενικού άνθρακα.

Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελεσματικότερα για τον σκοπό αυτό εναλλακτικά καύσιμα, εξετάζονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους, οι μέθοδοι παραγωγής, ο τρόπος χρήσης τους, καθώς και ορισμένες τεχνολογίες βελτιστοποίησής τους για την περαιτέρω αύξηση της συνεισφοράς τους στην απανθρακοποίηση της οικονομίας. Τα εν λόγω βιώσιμα και φιλικά προς το περιβάλλον καύσιμα αφορούν το βιοαέριο, το βιομεθάνιο, το bio-CNG, το bio-LNG, το αέριο σύνθεσης (syngas), τα βιοκαύσιμα μικροφυκών (4ης γενιάς) και το υδρογόνο (Η₂).

Στο τρίτο και τελευταίο κεφάλαιο, στο οποίο δίνεται η μεγαλύτερη βαρύτητα της εργασίας, αναλύεται η αλυσίδα αξίας του Η₂, από την παραγωγή του, όπου βάσει της πρώτης ύλης, του είδους ενέργειας που καταναλώνεται και της τεχνολογίας που χρησιμοποιείται διαχωρίζεται χρωματικά και κατατάσσεται σε κατηγορίες μεγαλύτερων, μεσαίων ή μικρότερων ποσοστών εκπομπών GHG (ήτοι σε μαύρο ή καφέ, γκρι, μπλε, κίτρινο, τυρκουάζ, ροζ/μωβ, κόκκινο, πράσινο, λευκό, πορτοκαλί, άκουα και χρυσό υδρογόνο), στην αποθήκευση (με φυσικό και χημικό τρόπο ή μέσω στερεών υλικών), την διακίνηση (μεταφορά και διανομή) ανάλογα με την φάση που βρίσκεται (συμπιεσμένο αέριο, κρυογονικό υγρό, κρυοσυμπιεσμένο), τις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας, την απόσταση παράδοσης, την ζήτηση της αγοράς και άλλους παράγοντες, καθώς και οι τρόποι και εφαρμογές τελικής χρήσης του στον τομέα μεταφορών, της βιομηχανίας, σε κατοικίες, καθώς και σε μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Τέλος, εξετάζονται ζητήματα σχετικά με κινδύνους που ενδέχεται να προκύψουν κατά τη χρήση του και δίνονται συστάσεις για τον ασφαλέστερο χειρισμό του.

This thesis deals with the issue of climate neutrality, which is a goal of the European Union (which derives from the European Green Deal) and the actions carried out to achieve it, in accordance with the imperatives of Sustainable Development, specifically the thirteenth and the seventh goal of the seventeen in total included in "Agenda 30" (i.e. climate action and demand for cheap and clean energy respectively), with an emphasis on alternative fuels with reduced to zero greenhouse gas emissions and mainly hydrogen, which are planned to replace highly polluting fossil fuels in the energy sector.

Specifically, in the first of the three overall chapters, the concept of Sustainable Development and its four important goals are presented, with an emphasis on the goal regarding the fight against climate change which in in this day and age constitutes an existential risk and the limitation of greenhouse gas (GHG) emissions so that to reduce their impact on the atmosphere and limit further global warming. In addition, the climate actions at global and European level (Paris Agreement, European Green Deal, European Climate Law) and the strategic decisions that have been taken for the transition of the energy sector to a zero-carbon society are presented.

In the second chapter, the most effective alternative fuels for this purpose are presented, their technical characteristics, production and use methods, as well as some optimization technologies to further increase their contribution to the decarbonization of the economy are examined. These sustainable and environmentally friendly fuels include biogas, biomethane, bio-CNG, bio-LNG, syngas, microalgae biofuels (4th generation) and hydrogen (H₂).

In the third and final chapter, in which is given the most weight of this assignment, the value chain of H₂ is analyzed, starting from its production, where based on the raw material, the type of energy consumed and the technology used, it is separated by color and classified into categories depending from GHG emission rates (i.e. black or brown, grey, blue, yellow, turquoise, pink/purple, red, green, white, orange, aqua and gold hydrogen), its storage (physical, chemical or through solid materials), its handling (transportation and distribution) depending on its phase (compressed gas, cryogenic liquid, cryo-compressed), pressure and temperature conditions, delivery distance, market demand and other factors, as well as ways and applications of end use in the transport sector, in industries, in residential sector, as well as in power plants. Finally, issues related to risks that may arise during its use are analyzed and recommendations are given for its safer handling.