BDK - Công nghệ mới nổi là những cải tiến về kỹ thuật đại diện cho sự phát triển cấp tiến trong một lĩnh vực theo lợi thế cạnh tranh. Hydro xanh đang dần trở thành một giải pháp vô cùng hữu hiệu trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng lan rộng, cũng như nhu cầu sử dụng nguồn năng lượng sạch và vấn đề bảo vệ môi trường đang được thế giới quan tâm.
Hydro là một nguồn năng lượng sạch. (Ảnh: vista.gov.vn)
Ủy ban Chuyển đổi năng lượng quốc tế cho biết, hydro xanh là một trong 4 công nghệ cần thiết để đáp ứng mục tiêu của thỏa thuận Paris về giảm hơn 10 gigatonnes carbon dioxide mỗi năm từ các lĩnh vực công nghiệp liên quan nhất, trong đó có khai thác mỏ, xây dựng và hóa chất.
Hydro xanh được coi là năng lượng không carbon để bổ sung cho năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Các công ty đang nghiên cứu để phát triển các máy điện phân có thể tạo ra hydro xanh với giá rẻ như hydro xám hoặc hydro lam.
Hydro là nguyên tố phổ biến thứ 3 trên trái đất, nhưng không có sẵn để khai thác trực tiếp mà phải được tạo ra từ các nguồn sơ cấp ban đầu như nước hoặc các hợp chất hydrocacbon. Hydro còn là một nguồn năng lượng sạch và có thể sử dụng để thay thế nhiên liệu hóa thạch. Tùy vào phương pháp sản xuất, hydro được phân loại thành 3 nhóm là grey hydrogen (hydro xám), blue hydrogen (hydro lam) và green hydrogen (hydro xanh). Khi hydro cháy, sản phẩm phụ duy nhất là nước - đó là lý do tại sao hydro là nguồn năng lượng không carbon hấp dẫn trong nhiều thập kỷ.
Hiện nay, hydro được tạo ra nhờ vào quá trình nhiệt hóa các loại hợp chất hydrocacbon như metan từ nguồn khí thiên nhiên hoặc sau khi khí hóa nhiên liệu than ở quy mô công nghiệp. Hydro tạo ra từ phương pháp này được gọi là hydro xám vì quá trình nhiệt hóa hydrocacbon kèm theo phát thải CO2. Mặc dù đây là phương pháp sản xuất hydro chi phí thấp và có tính cạnh tranh cao, tuy nhiên nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt và việc cắt giảm phát thải khí nhà kính đang là vấn đề quan trọng hơn. Để giảm phát thải môi trường, hydro lam được xem là một giải pháp thay thế cho hydro xám. Hydro lam được sản xuất bằng phương pháp nhiệt hóa hydrocacbon kết hợp với công nghệ thu gom và lưu trữ CO2. Tuy nhiên, việc bổ sung hệ thống thu gom và lưu trữ CO2 sẽ làm tăng chi phí sản xuất hydro khoảng 1,5 lần.
Hydro xanh được sản xuất thông qua quá trình điện phân, trong đó máy móc tách nước thành hydro và oxy mà không có sản phẩm phụ nào khác. Trong lịch sử, quá trình điện phân đòi hỏi rất nhiều điện nên việc sản xuất hydro theo cách đó không có ý nghĩa gì. Tình hình đang thay đổi vì hai lý do: Một là, lượng điện tái tạo dư thừa đáng kể đã có sẵn ở quy mô lưới điện; thay vì lưu trữ lượng điện dư thừa trong các dãy pin, lượng điện dư thừa được sử dụng để thúc đẩy quá trình điện phân nước, lưu trữ điện năng ở dạng hydro. Hai là, máy điện phân ngày càng hiệu quả hơn. Các công ty đang nghiên cứu để phát triển các máy điện phân có thể tạo ra hydro xanh với giá rẻ như hydro xám hoặc hydro lam và các chuyên gia kỳ vọng họ sẽ đạt được mục tiêu đó trong thập kỷ tới.
Trong khi đó, các công ty năng lượng đang bắt đầu tích hợp máy điện phân trực tiếp vào các dự án điện tái tạo. Các công nghệ tái tạo hiện tại như năng lượng mặt trời và gió có thể khử cacbon trong ngành năng lượng tới 85% bằng cách thay thế khí đốt và than bằng điện sạch. Các bộ phận khác của nền kinh tế, chẳng hạn như vận chuyển và sản xuất, khó điện khí hơn vì chúng thường đòi hỏi nhiên liệu có mật độ năng lượng cao hoặc nhiệt ở nhiệt độ cao. Hydro xanh có tiềm năng trong các lĩnh vực này.
Tại Việt Nam, hydrogen hiện được sử dụng trong vai trò nhiên liệu đầu vào cho sản xuất ở các ngành công nghiệp, trong đó được sử dụng nhiều nhất trong lọc dầu, hóa chất, sản xuất phân đạm và gang thép. Theo kết quả nghiên cứu từ Viện Năng lượng cho thấy nhu cầu sử dụng hydro xanh cho phát triển các ngành kinh tế là rất lớn nhưng việc sản xuất và sử dụng hydro xanh vẫn còn là lĩnh vực mới ở Việt Nam.
Ngày 30-3-2023, tỉnh Trà Vinh tổ chức lễ khởi công xây dựng Nhà máy sản xuất hydro xanh tại xã Đông Hải, huyện Duyên Hải. Đây là dự án sản xuất hydro có quy mô lớn nhất hiện nay và cũng là dự án sản xuất hydro xanh từ nguồn năng lượng tái tạo được đầu tư tại Việt Nam. Dự án được xây dựng trên diện tích đất khoảng 21ha với tổng vốn đầu tư gần 8.000 tỷ đồng, dự kiến sẽ hoàn thành sau 2 năm xây dựng. Khi đi vào hoạt động, mỗi năm nhà máy sẽ sản xuất khoảng 24 ngàn tấn hydro và 195 ngàn tấn oxy. Hydro là hóa chất quan trọng được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp luyện kim, lọc dầu, sản xuất chất bán dẫn, mỹ phẩm đồng thời cũng là nguyên liệu cơ bản để sản xuất các hóa chất khác phục vụ nhiều ngành công nghiệp. Trong những năm gần đây, hydro xanh được kỳ vọng là nguồn năng lượng tương lai, là chìa khóa cho chiến lược chuyển đổi năng lượng của thế giới theo xu hướng bền vững và thân thiện với môi trường, giảm dần sự phụ thuộc vào nguyên liệu hóa thạch cũng như là cắt giảm tác động của khí thải carbon.
Minh Kha
| Chia sẻ bài viết |
