Bơm nhiên liệu tàu vũ trụ chạy ô tô, thải ra hơi nước không lo khói độc

Năng lượng của tương lai

“Tôi nghĩ rằng xe điện chỉ là bước quá độ để con người tiến tới một nguồn năng lượng mới, bền vững hơn, đó là năng lượng Hydrogen”, ông T, lãnh đạo một doanh nghiệp xăng dầu lớn chợt nhắc đến hydrogen (khí hydro hóa lỏng) trong câu chuyện về việc tìm kiếm nguồn năng lượng cho tương lai.

Năng lượng Hydrogen đến nay vẫn còn là một khái niệm mới mẻ, nhưng giới khoa học đã và đang dành những sự tin tưởng rất cao vào loại hình năng lượng này. Đó được coi là nguồn năng lượng xanh của tương lai loài người, thay thế cho nhiên liệu hóa thạch.

Trong câu chuyện với PV. VietNamNet về năng lượng, PGS.TS Trương Duy Nghĩa, Chủ tịch Hội Khoa học Kỹ thuật Nhiệt Việt Nam cũng nhắc đến loại hình năng lượng hydrogen.

Khai phá nguồn năng lượng của tương lai

“Hướng nghiên cứu của thế giới hiện nay là sử dụng nhiên liệu khí hydro. Thế nhưng, giá năng lượng này vẫn vô cùng đắt đỏ. Do đó, thế giới đang tính đến việc làm các nhà máy điện mặt trời, tận dụng cao nhất năng lượng mặt trời để sản xuất ra khí hydro, như một hình thức tích trữ năng lượng. Hướng đó đúng, chỉ có điều giá thành cao quá”, PGS.TS Trương Duy Nghĩa chia sẻ.

Thực tế, khi xây dựng Đề án quy hoạch điện 8, năng lượng hydrogen cũng đã được đơn vị tư vấn là Viện Năng lượng nhắc đến.

Theo các chuyên gia, công nghệ chính để sản xuất Hydro xanh là từ quá trình điện phân nước. Quá trình điện phân được cung cấp năng lượng từ nguồn năng lượng tái tạo. Các nước có tiềm năng lớn về năng lượng tái tạo sẽ có nhiều điều kiện tốt để phát triển chiến lược cung cấp năng lượng và công nghiệp xoay quanh Hydro xanh.

Theo Viện Năng lượng, Hydro là một loại khí có nhiệt cháy cao nhất trong tất cả các loại nhiên liệu trong thiên nhiên, đã được sử dụng làm nhiên liệu phóng các tàu vũ trụ. Sản phẩm cháy của hydro chỉ là nước nên được gọi là nhiên liệu sạch lý tưởng. Hydro được sản xuất từ nước và năng lượng mặt trời, vì vậy hydro thu được còn gọi hydro nhờ năng lượng mặt trời (solar hydrogen).

Chi phí sản xuất điện từ năng lượng tái tạo (đặc biệt là điện gió và điện mặt trời) ngày càng giảm cũng là một yếu tố quan trọng thúc đẩy sự phát triển công nghiệp Hydro xanh, ngược lại sự phát triển ngành công nghiệp này cũng là yếu tố thúc đẩy sự phát triển của ngành năng lượng tái tạo. Khi tỷ lệ điện năng từ năng lượng tái tạo trong hệ thống điện tăng lên sẽ dẫn tới thách thức không nhỏ trong quản lý và vận hành hệ thống điện.

Chẳng hạn, có những thời điểm điện năng sản xuất từ nhà máy điện gió và mặt trời quá lớn so với nhu cầu phụ tải, lúc đó phần điện năng dư thừa sẽ được sử dụng để sản xuất hydrogen, như là một cách để lưu trữ năng lượng tái tạo dư thừa tránh tình trạng gây quá tải lưới và có thể bị sa thải công suất gây lãng phí tài nguyên quốc gia.

Điều này gần như rất giống với tình cảnh năng lượng tái tạo Việt Nam đang phải đối mặt.

Thế giới gọi tên, vẫn phải chờ

Hiện nay, khoảng 90% lượng H2 đều được sản xuất chủ yếu từ dầu mỏ và khí thiên nhiên, việc này đồng nghĩa với việc vẫn sẽ phát thải khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính và không phải là xu hướng được khuyến khích phát triển.

Do vậy, việc ứng dụng công nghệ sử dụng năng lượng tái tạo để điện phân nước sản xuất H2 là mô hình đã được nghiên cứu, áp dụng thử nghiệm thành công ở nhiều quốc gia. Giải pháp này tiếp tục được Chính phủ các nước khuyến khích, các nhà khoa học và các doanh nghiệp quan tâm phát triển, hoàn thiện và nâng cao quy mô, công suất và giảm giá thành.

Tuy nhiên, Bộ Công Thương chỉ ra thực tế sự phát triển của hạ tầng lưu trữ, vận chuyển, phân phối hiện nay còn rất hạn chế, điều này đã gây cản trở cho việc ứng dụng rộng rãi năng lượng H2 ở nhiều quốc gia. Giá của H2 cho người tiêu dùng phụ thuộc rất nhiều vào số lượng trạm tiếp nhiên liệu, mức độ thường xuyên sử dụng và lượng H2 được cung cấp mỗi ngày.

Giải quyết vấn đề này đòi hỏi phải có một kế hoạch tổng thể và cơ chế phối hợp giữa các Chính phủ, các ngành công nghiệp và các nhà đầu tư trong nước và quốc tế.

Sử dụng năng lượng tái tạo để điện phân nước sản xuất H2 là mô hình đã được nghiên cứu

Tương tự như các quốc gia khác, Việt Nam cũng đang trong quá trình chuyển dịch năng lượng với mục tiêu quan trọng là tạo ra một xã hội trung tính với các-bon thông qua việc sản xuất và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo thay thế và loại bỏ dần nhiên liệu hóa thạch trong hệ thống năng lượng quốc gia. Rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để hỗ trợ thúc đẩy quá trình chuyển dịch này, và đều đi tới kết luận, hydro xanh sẽ đóng vai trò quan trọng trong hệ thống năng lượng ít phát thải carbon trong tương lai.

Chưa bao giờ hydro xanh lại được quan tâm và nghiên cứu ứng dụng nhiều như thời điểm hiện tại. Số lượng các chính sách và dự án nghiên cứu tới hydrogen gia tăng nhanh chóng trên quy mô toàn cầu.

“Đây chính là thời điểm phù hợp nhất để phổ biến công nghệ và giảm giá thành, giúp hydrogen được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống năng lượng xanh”, Bộ Công Thương đánh giá.

Các nhà khoa học thế giới đánh giá, Hydro xanh chính là chìa khóa có tính chất quyết định thúc đẩy quá trình chuyển dịch năng lượng hiệu quả, giúp giảm phát thải khí nhà kính theo những mục tiêu mà Hiệp định Paris đã đề ra.

Tuy nhiên ngày nay, giá thành “hydrogen xanh” vẫn còn đắt. Trong một báo cáo được công bố vào năm 2019 (sử dụng dữ liệu từ năm 2018), Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đưa ra giá “hydrogen xanh” ở mức 3 đến 7,50 đô la cho một kg, so với 0,90 đến 3,20 đô la cho một kg khí mêtan. Việc cắt giảm chi phí của máy điện phân sẽ rất quan trọng để giảm giá “hydrogen xanh”. IEA cũng cho biết chi phí máy điện phân có thể giảm một nửa vào năm 2040, từ khoảng 840 USD/KW hiện nay.

Tiến bộ ngày càng tăng trong công nghệ hydrogen đã thúc đẩy nhiều nước xây dựng chiến lược hydrogen quốc gia – coi phát triển hydrogen là “nhân tố chính của xã hội năng lượng xanh” trong tương lai. Do đó, khi xây dựng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia giai đoạn 2030, tầm nhìn 2045, Bộ Công Thương cũng đánh giá Việt Nam không nên là một ngoại lệ và đã đến lúc (cùng với các nguồn năng lượng sạch khác) nguồn nhiên liệu xanh này cần có tên trong “chiến lược quốc gia”.

Việt Nam nên nghiên cứu xây dựng lộ trình khoa học để khai thác lợi thế sẵn có, tận dụng những cơ hội tiềm năng qua đó thúc đẩy sự phát triển ngành công nghiệp hydro xanh. Ưu tiên hàng đầu là đề xuất ra chiến lược quốc gia phát triển ngành Hydro xanh.

Nếu có chính sách phù hợp, các nhà đầu tư trong các lĩnh vực khác nhau hoàn toàn có thể thống nhất xây dựng những tổ hợp công nghiệp, bao gồm nhà máy phát sản xuất điện năng từ nguồn năng lượng tái tạo, các phân xưởng điện phân quy mô sản xuất hydro xanh, bên cạnh là tổ hợp sản xuất thép hay phân bón, đảm bảo chi phí vận chuyển được cắt giảm tối đa, giúp nâng cao tính cạnh tranh các ngành công nghiệp.