TECHNOLOGY ROADMAP OF LOW-CARBON HYDROGEN: TRENDS FOR RISK MANAGEMENT STRATEGIES

Abstract

This study employs a technology roadmap approach to characterise the lowcarbon hydrogen supply chain and identify supply chain risk management (SCRM) trends, key players and essential factors to broader the hydrogen economy. Data included 22 granted patents, 77 pending patents and 50 articles correlated to different timeframes, outlining trends and gaps over time. Operational risk management and alkaline electrolysis had great intellectual property interest and are short-term trends. Mediumterm included more diverse SCRM aspects (e.g., quality assurance, failure prevention and monitoring equipment) and circular economy adherence than short- and long-term results. Long-term roadmap revealed international collaborations to scale hydrogen projects, prioritising cost-effective and exergetic-efficient supply chains across multiple sectors. Key management strategies include addressing human error, improving real-time monitoring, decentralised production based on regional factors (spatial resolution), flexible assets, and integrating waste-to-energy applications. Policies should target electrolysis efficiency, advanced storage, safety control, and biofuels integration, alongside large-scale solutions to mitigate renewables intermittency effect. Future research should focus on optimising failure prevention, predictive maintenance and emergency response systems, integrating ventilation and obstacle design, and proper operational training. The potential of alternative biofuels (e.g., ethanol, glycerine, biogas) as scalable inputs and equipment recyclability remain underexplored. It is expected to provide insights to strengthen R&D management and SCRM strategies planning on energy transition.

O presente estudo emprega a abordagem de roadmap tecnológico para caracterizar a cadeia de suprimentos do hidrogênio de baixo carbono e identificar tendências em gestão de riscos na cadeia de suprimentos (SCRM, do inglês Supply Chain Risk Management), principais atores e fatores essenciais para a expansão da economia do hidrogênio. Os dados analisados incluíram 22 patentes concedidas, 77 patentes pendentes e 50 artigos científicos correlacionados a diferentes períodos, delineando tendências e lacunas ao longo do tempo. A gestão de riscos operacionais e a eletrólise alcalina demonstraram alto interesse em propriedade intelectual, sendo identificadas como tendências de curto prazo. O médio prazo apresentou aspectos mais diversos de SCRM (como garantia de qualidade, prevenção de falhas e equipamentos de monitoramento), além de maior adesão à economia circular em comparação com os horizontes de curto e longo prazo. Os resultados para longo prazo revelaram colaborações internacionais voltadas à ampliação de projetos de hidrogênio, priorizando cadeias de suprimentos custo-efetivas e com alta eficiência exergética em múltiplos setores. As principais estratégias de gestão identificadas incluem: enfrentamento de falhas humanas, aprimoramento do monitoramento em tempo real, produção descentralizada com base em fatores regionais (resolução espacial), ativos flexíveis e integração de aplicações de aproveitamento energético de resíduos (waste-to-energy). Novas políticas públicas devem priorizar a eficiência da eletrólise, armazenamento avançado, controle de segurança e integração com biocombustíveis, além de soluções em larga escala para mitigar os efeitos da intermitência das fontes renováveis. Pesquisas futuras devem focar na otimização da prevenção de falhas, manutenção preditiva e sistemas de resposta a emergências, incorporando ventilação, design de barreiras e capacitação operacional adequada. O potencial de biocombustíveis alternativos (como etanol, glicerina e biogás) como insumos escaláveis, bem como a reciclabilidade dos equipamentos, permanece pouco explorado. Espera-se que este estudo ofereça subsídios para a gestão de P&D e o planejamento de estratégias de SCRM voltadas à transição energética.