Hydrogen- ứng viên sáng giá cho mục tiêu Net Zero vào năm 2050

Ngày đăng:14-03-2022 (396 lượt xem )

Khi thế giới chạy đua hướng tới năng lượng sạch, hydro nổi lên như một “ứng viên chiến thắng đầy tiềm năng”. Theo giới phân tích dự báo, thị trường hydro có thể đạt ngưỡng 1 nghìn tỷ USD mỗi năm vào năm 2050.

 

 Hydrogen, ứng viên sáng giá cho mục tiêu chống biến đổi khí hậu vào năm 2050 (Nguồn: Frost)

 Ngành công nghiệp sẽ đạt trị giá 1 nghìn tỷ USD/năm

Trang tin Oilprice (OPC) Anh số ra đầu tháng 3-2022 cập nhật các báo cáo mới cho thấy, thị trường hydro có thể trị giá tới  1 nghìn tỷ USD mỗi năm vào năm 2050 khi nó trở thành nguồn năng lượng quan trọng cho quá trình chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang các lựa chọn thay thế xanh. Với số lượng lớn hơn các công ty năng lượng và chính phủ đầu tư vào các dự án hydro, nó có thể tạo ra một phần quan trọng của hỗn hợp năng lượng trong thời gian tới.

Hydro được kỳ vọng sẽ có giá trị lớn trong tương lai nếu các xu hướng đầu tư vào nguồn năng lượng nay tiếp tục tăng trưởng. Một số quốc gia trên thế giới đang sản xuất hydro, nhưng hình thức sản xuất lại khác nhau đáng kể. Nhiều công ty dầu khí sản xuất hydro màu xám hoặc xanh lam, biến carbon thải từ nhiên liệu hóa thạch thành hydro, vốn vẫn phụ thuộc vào hoạt động khí đốt. Nhưng hiện nay, sau hai năm đại dịch và hội nghị thượng đỉnh về khí hậu COP26, một số quốc gia đang tìm cách đầu tư vào hydro xanh, tạo ra nguồn năng lượng sử dụng điện phân nước.

Michele DellaVigna, người đứng đầu Phân ban  kinh doanh cổ phần hàng hóa cho khu vực EMEA tại Goldman Sachs, giải thích, “Nếu muốn đạt Net Zero, chúng ta không chỉ dựa vào năng lượng tái tạo mà cần một thứ có vai trò quan trọng hơn giống như khí tự nhiên hiện nay, đặc biệt là để quản lý tính thời vụ và khả năng gián đoạn, và đó là hydro”.  “Công năng của hydro rất lớn, có thể sử dụng nó cho giao thông hạng nặng, sưởi ấm và cho nhiều ngành công nghiệp nặng khác nhau", Michele DellaVigna nhấn mạnh thêm.

Để đạt mục tiêu ước tính 1 nghìn tỷ USD mỗi  năm, hydro sẽ phải chiếm khoảng 15% thị trường năng lượng toàn cầu. Với việc các công ty dầu mỏ coi hydro là một cách để giảm lượng khí thải carbon của họ bằng cách sử dụng công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon (CCS) nhằm  biến chất thải carbon thành năng lượng có thể sử dụng, sản xuất hydro có khả năng sẽ tăng đáng kể trong thập kỷ tới. Điều này sẽ được hỗ trợ nhiều hơn bởi đầu tư từ chính phủ và công ty năng lượng, vốn đang phát triển trên khắp châu Âu và châu Á.

Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đã dự đoán sự tăng trưởng của thị trường hydro từ lâu trong báo cáo mang tên Future of Hydrogen đưa ra năm 2019. Nhu cầu hydro đã tăng gấp ba lần kể từ năm 1975, với 6% khí tự nhiên và 2% than của thế giới được dùng cho sản xuất hydro năm 2019 mặc dù nó bị chỉ trích làm tăng phát thải carbon cao.

Ngành công nghiệp Hydrogen sẽ đạt trị giá 1 nghìn tỷ USD/năm  (Nguồn: Nasdaq)

Từ dự báo đến các dự án đang được triển khai

Do nhu cầu năng lượng sạch tăng nên chỉ dựa và nguồn tái tạo thôi không đủ, mà thế giới phải tìm từ các nguồn khác, trong đó có hydro. Và giờ đây, không chỉ các nước châu Âu và Trung Đông đang phát triển nền kinh tế hydro mà Namibia còn có kế hoạch lớn cho một nhà máy hydro xanh mới. Với chi phí ước tính 18 triệu USD, nhà máy hydro sẽ được đặt ở vùng Erongo, bắt đầu khởi công ngay trong năm nay và sẽ đi vào hoạt động vào năm 2023.

Dự án sẽ được thực hiện dưới hình thức liên doanh giữa Ohlthaver & List (O&L) Group và CMB.TECH.  "Mặc dù việc chuyển đổi ra khỏi  nhiên liệu hóa thạch có thể phải mất thời gian và bằng nhiều cách, nhưng hydro xanh là một trong những thể hiện tiềm năng to lớn trong việc đưa chúng ta đến đích. Namibia là địa điểm hoàn hảo cho một dự án hydro xanh nhờ vào các hoạt động năng lượng mặt trời, gió hoặc thủy điện hiện có”, Chủ tịch điều hành của O&L, Sven Thieme, giải thích với báo chí.

Ấn Độ là một quốc gia khác đang tìm cách tăng sản lượng hydro bằng cách đưa ra các chính sách mới để chào đón hydro vào hỗn hợp năng lượng. Chính sách Hydrogen Xanh mới của chính phủ đáp ứng Sứ mệnh Hydrogen Quốc gia của Ấn Độ, nhằm mục đích thiết lập quốc gia này như một trung tâm hydro xanh và giảm lượng khí thải carbon được thải ra. Ấn Độ đặt mục tiêu sản xuất năm triệu tấn hydro xanh mỗi năm vào năm 2030. Chính sách mới cho phép các nhà sản xuất hydro xanh tiếp cận năng lượng tái tạo hoặc thiết lập các dự án của riêng họ dễ dàng hơn, miễn một số khoản phí liên quan và tạo điều kiện thuận lợi cho các quy trình cấp phép liên quan.

Cùng với Ấn Độ, Nhật Bản hiện đang thử nghiệm tàu hỏa hydro đầu tiên của mình, đưa nguồn năng lượng vào hoạt động. Vào tháng 2, công ty xe lửa JR East đã ra mắt chuyến tàu hybrid đầu tiên chạy bằng năng lượng hydro, một phương tiện giao thông không khí thải do Hitachi và Toyota phát triển với chi phí 34,8 triệu USD. Giai đoạn thử nghiệm đầu tiên sẽ được tiến hành vào đầu vào tháng 3, với tiến độ sẽ đưa vào hoạt động thương mại vào năm 2030. Tàu hỏa Hybari, chạy bằng pin và pin nhiên liệu hydro, với các bồn chứa cung cấp hydro cho pin nhiên liệu và điện được tạo ra thông qua phản ứng hóa học với oxy trong không khí. Năng lượng được pin dự trữ mỗi khi tàu phanh.

Sự kết hợp của các nguồn năng lượng cho phép đoàn tàu đạt được phạm vi hoạt động lớn hơn so với việc nó chỉ chạy bằng pin. Dự kiến, Hybari ​​sẽ đạt tốc độ tối đa 100km/h và phạm vi 140 km chỉ với một lần nạp đầy hydro cao áp. Tuy nhiên, chi phí của một đoàn tàu chạy bằng hydro có thể sẽ vẫn cao hơn so với các đoàn tàu chạy bằng nhiên liệu diesel truyền thống.

Hydro sẽ là năng lượng của tương lai, tạo thành một tỷ trọng lớn trong hỗn hợp năng lượng xanh của thập kỷ tới? Nhiều quốc gia và công ty năng lượng dường như đang đặt cược lớn vào hydro, cả loại có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch và xanh. Khi các dự án hydro xuất hiện trên nhiều quốc gia, có khả năng nguồn năng lượng ở đây sẽ ở dạng này hay dạng khác tùy vào công nghệ sản xuất.

Tàu  hỏa Hybari, chạy bằng pin và pin nhiên liệu hydro của Nhật Bản (Nguồn: Railwaygazette )

Khái niệm cơ bản về nhiên liệu hydro

Theo trang tin năng lượng Energy của chính phủ Mỹ, hydro là nhiên liệu sạch, khi được tiêu thụ trong pin nhiên liệu, chỉ tạo ra nước. Hydro có thể được sản xuất từ ​​nhiều nguồn tài nguyên, chẳng hạn như khí đốt tự nhiên, điện hạt nhân, sinh khối và năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió. Những phẩm chất này làm cho nó trở thành một lựa chọn nhiên liệu hấp dẫn cho các ứng dụng vận tải và phát điện. Nó có thể được sử dụng trong ô tô, trong nhà, cho nguồn điện di động và trong nhiều ứng dụng khác. Hydro là chất mang năng lượng có thể được sử dụng để lưu trữ, di chuyển và cung cấp năng lượng được tạo ra từ các nguồn khác.

Ngày nay, nhiên liệu hydro có thể được sản xuất thông qua một số phương pháp. Các phương pháp phổ biến nhất là biến đổi khí tự nhiên (một quá trình nhiệt) và điện phân. Các phương pháp khác bao gồm các quá trình sinh học và sử dụng năng lượng mặt trời. Các quá trình nhiệt để sản xuất hydro thường liên quan đến quá trình cải tạo hơi nước, một quá trình nhiệt độ cao trong đó hơi nước phản ứng với nhiên liệu hydrocacbon để tạo ra hydro. Nhiều nhiên liệu hydrocacbon có thể được cải tiến để sản xuất hydro, bao gồm khí tự nhiên, dầu diesel, nhiên liệu lỏng tái tạo, than khí hóa hoặc sinh khối khí hóa. Ngày nay, khoảng 95% tổng lượng hydro được sản xuất từ ​​quá trình chuyển hóa hơi nước của khí tự nhiên.

Nước có thể được tách thành oxy và hydro thông qua một quá trình được gọi là điện phân. Các quá trình điện phân diễn ra trong một máy điện phân, hoạt động giống như một pin nhiên liệu ngược lại - thay vì sử dụng năng lượng của một phân tử hydro, giống như pin nhiên liệu, một máy điện phân tạo ra hydro từ các phân tử nước. Các quy trình sử dụng năng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng làm tác nhân để sản xuất hydro. Có một số quá trình sử dụng năng lượng mặt trời, bao gồm quang sinh học, quang điện hóa và nhiệt hóa năng lượng mặt trời. Các quá trình quang học sử dụng hoạt động quang hợp tự nhiên của vi khuẩn và tảo lục để sản xuất hydro. Quá trình quang điện hóa sử dụng chất bán dẫn chuyên dụng để tách nước thành hydro và oxy. Sản xuất hydro nhiệt hóa bằng năng lượng mặt trời sử dụng năng lượng mặt trời tập trung để thúc đẩy các phản ứng tách nước thường cùng với các loài khác như oxit kim loại.

Các quá trình sinh học sử dụng vi sinh vật như vi khuẩn và vi tảo và có thể tạo ra hydro thông qua các phản ứng sinh học. Trong quá trình chuyển hóa sinh khối bằng vi sinh, vi sinh phân hủy chất hữu cơ như sinh khối hoặc nước thải để tạo ra hydro, trong khi trong quá trình quang sinh, vi sinh sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng.

Nhiên liệu hydro là nhiên liệu sạch, chất thải duy nhất là nước (Nguồn: PVT ).

Khắc Nam

Các tin tức khác:

DANH MỤC
Liên hiệp hội đón nhận Huân chương Lao động hạng Ba
Slide
Ban Chấp hành khóa IV ra mắt Đại hội
Slide
GS. TSKH Đặng Vũ Minh - Chủ tịch Liên hiệp hội Việt Nam phát biểu chỉ đạo Đại hội
Slide
Chủ tịch UBND tỉnh tặng bằng khen cho các cá nhân tiêu biểu
Slide
LIÊN KẾT WEBSITE
Thống kê truy cập
  Số người online:  10
  Hôm nay:  72
  Tháng này:  29319
  Tổng số truy cập:  2088830