Vật lộn thúc đẩy nhiên liệu hydrogen xanh

Các dự án hydrogen xanh mặc dù đầy hứa hẹn nhưng vẫn phải vật lộn với những bất ổn về công nghệ, địa chính trị cũng như hạn chế về tài chính…

Các hồ chứa hydrogen tại Trung Quốc
Các hồ chứa hydrogen tại Trung Quốc

Nhiên liệu hydrogen vốn đã nổi lên như một giải pháp quan trọng để lưu trữ điện, giải quyết các vấn đề dễ bị gián đoạn của năng lượng gió và mặt trời. Bên cạnh đó, nhiên liệu hydrogen còn đóng một vai trò quan trọng trong các động lực điện khí hoá phương tiện giao thông.

Hydrogen xanh có khả năng giúp giảm lượng khí thải carbon, đặc biệt là trong các lĩnh vực khó khử carbon như sản xuất nặng và các ngành sử dụng nhiều năng lượng như thép hoặc hóa chất.

Năng lượng được biểu thị bằng đơn vị kilowatt giờ (kWh) hoặc megawatt giờ (MWh.) Ở mức kWh thấp, pin là giải pháp thuận tiện và giá cả phải chăng để điện hóa phương tiện giao thông. Ở mức năng lượng vài trăm kWh, pin nhiên liệu và hydrogen nén bắt đầu bộc lộ lợi thế về phạm vi hoạt động.

Ở mức năng lượng MWh, pin gặp vấn đề do trọng lượng của pin và mất nhiều thời gian để sạc lại. Phân khúc này có thể sẽ bị thống trị bởi pin nhiên liệu hydrogen ở cấu hình hybrid với bộ pin có kích thước khiêm tốn làm bộ đệm năng lượng.

Tuy nhiên, việc lưu trữ MWh hydro nén hoặc lỏng trên phương tiện hoặc tàu thuyền cũng đặt ra những thách thức về kích thước vật lý, trọng lượng và các vấn đề về an toàn. Do đó, chất mang hydro lỏng có thể là lựa chọn thay thế hấp dẫn cho lượng lớn hydro nén hoặc lỏng trên phương tiện hoặc tàu thuyền.

Trở lại năm 2020, đã có những nhấn mạnh về rủi ro khi coi hydrogen như một “loại thuốc chữa bách bệnh” tức thời, bởi lẽ quá trình điện phân kém hiệu quả hiện nay và quá trình chuyển đổi hydrogen thành nhiên liệu tổng hợp tiêu tốn quá nhiều năng lượng. Sản xuất hydro dẫn đến thất thoát 45-60% năng lượng trong quy trình chuỗi cung ứng. Việc chuyển đổi điện thành hydrogen dẫn đến tổn thất năng lượng 25% và năng lượng trong hydrogen kém hiệu quả hơn khoảng 60% so với khí tự nhiên hóa lỏng do mật độ năng lượng thấp hơn.

Trên thực tế, cả Đức và Liên minh Châu Âu đều nhận ra rằng chiến lược hydrogen của họ sẽ cần tới mức nhập khẩu đáng kể. Năm 2022, EU đã tăng gấp đôi mục tiêu sản xuất hydrogen tái tạo cho đến năm 2030 từ 5 triệu tấn lên 10 triệu tấn và cũng có kế hoạch nhập khẩu thêm 10 triệu tấn nữa vào năm 2030. Nhập khẩu lượng này cần gần 500 terawatt giờ điện tái tạo, tương đương 14% sản lượng điện tái tạo - tương đương toàn bộ mức tiêu thụ điện của EU.

Năm 2021, nhu cầu hydrogen toàn cầu mới chỉ ở mức 94 triệu tấn, chiếm khoảng 2,5% mức tiêu thụ năng lượng của thế giới. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) từng dự đoán, vào năm 2030 nhu cầu này mới sẽ chỉ tăng lên 115 triệu tấn, với chưa đến 2 triệu tấn từ các ứng dụng mới. Tuy nhiên, đến năm 2050, thị trường hydrogen toàn cầu có thể tăng vọt, đạt khoảng 600-650 triệu tấn, nhằm đáp ứng hơn 20% nhu cầu năng lượng toàn cầu.

Đến năm 2030, cả nhu cầu và sản xuất hydrogen đều có mức tăng trưởng vừa phải, có khả năng bù đắp mức tiêu thụ 14 tỷ mét khối khí đốt tự nhiên hàng năm, 20 triệu tấn than và 360.000 thùng dầu mỗi ngày. Khoảng 12 triệu tấn hydrogen có thể được xuất khẩu mỗi năm.

Bên cạnh đó, để đạt được sản lượng hydrogen xanh dự kiến là 30 triệu tấn từ con số dưới 1 triệu tấn hiện nay, cần phải đầu tư 170 tỷ USD vào các máy điện phân và các dự án thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS).

Hầu hết hydro ngày nay được tạo ra bằng khí tự nhiên chuyển hóa hơi nước, mặc dù các nguồn hydro khác đang trở nên phổ biến bao gồm điện phân nước, phân hủy amoniac và cải cách metanol. Việc lựa chọn nguyên liệu thô và quá trình chuyển đổi thành hydro ảnh hưởng mạnh mẽ đến hiệu quả kinh tế liên quan cũng như cường độ carbon.

Xem thêm

Có thể bạn quan tâm

Những nhân vật chủ chốt trong chính quyền Trump 2.0

Những nhân vật chủ chốt trong chính quyền Trump 2.0

Tổng thống đắc cử Donald Trump đang khẩn trương chuẩn bị đội ngũ nội các và nhân sự cấp cao cho nhiệm kỳ thứ hai tại Nhà Trắng. Những lựa chọn này hứa hẹn sẽ giúp định hình chiến lược lãnh đạo mới của ông trong bốn năm tới…

Top 10 quốc gia giàu có nhất thế giới năm 2024

Top 10 quốc gia giàu có nhất thế giới năm 2024

Những quốc gia giàu có nhất thế giới không chỉ được định hình bởi nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào hay quy mô dân số nhỏ, mà còn bởi các chính sách tài chính thông minh và khả năng duy trì sự thịnh vượng trong bối cảnh kinh tế toàn cầu biến động…

Kế hoạch chuyển giao quyền lực tại đế chế xa xỉ Prada

Kế hoạch chuyển giao quyền lực tại đế chế xa xỉ Prada

Miuccia Prada và Patrizio Bertelli đều đang chủ động chuẩn bị chuyển giao quyền lực tại "đế chế" Prada cho thế hệ tiếp nối. Điều này không chỉ giúp bảo vệ di sản của gia đình mà còn đảm bảo quá trình kế thừa diễn ra suôn sẻ, tránh những xung đột hay căng thẳng không đáng có…

Hơn 2,8 tỷ USD đặt cược cho khả năng Bitcoin chạm mốc 90.000 USD

Hơn 2,8 tỷ USD đặt cược cho khả năng Bitcoin chạm mốc 90.000 USD

Giá Bitcoin đã đạt mức kỷ lục 81.000 USD, với các chỉ báo phái sinh cho thấy đà tăng mạnh mẽ sẽ còn tiếp tục. Tâm lý lạc quan được thúc đẩy bởi chiến thắng của ông Donald Trump và các quyết định cắt giảm lãi suất của Cục Dự trữ Liên bang Mỹ (Fed)…

Tổng thống Mỹ Joe Biden công bố thỏa thuận sơ bộ với Intel trong chuyến thăm khuôn viên Intel Ocotillo tại Arizona hồi tháng 3

Chính quyền Biden và ngành chip đẩy nhanh tiến trình nhận hỗ trợ trước khi ông Donald Trump nhậm chức

Chính quyền Tổng thống Joe Biden đang “chạy đua” để hoàn tất các thỏa thuận hỗ trợ ngành chip trước khi ông Donald Trump nhậm chức. Việc này càng cấp bách hơn khi nhiều công ty hàng đầu như Intel và Samsung vẫn đang trong giai đoạn đàm phán để nhận trợ cấp trị giá hàng tỷ USD từ chính phủ Mỹ…

Thế giới nên đối diện với "Trump 2.0" theo cách nào?

Thế giới nên đối diện với "Trump 2.0" theo cách nào?

Trong cả cuộc marathon bầu cử Tổng thống Mỹ, đã có rất nhiều ý kiến trái chiều, thậm chí là lo ngại về khả năng trở lại chiếc ghế quyền lực của một trong những nhà lãnh đạo khó đoán định nhất: "Trump 2.0".

"Trump 2.0" sẽ thay đổi nước Mỹ như thế nào?

"Trump 2.0" sẽ thay đổi nước Mỹ như thế nào?

Tính tới 11h30 ngày 6/11, ông Trump đang dẫn trước bà Harris với những phiếu đã kiểm, Đảng Cộng hòa của ông Trump cũng gần như chắc chắn giành thắng lợi tại cả Thượng viện và Hạ viện Mỹ. Câu hỏi hiện tại là Trump 2.0 sẽ như thế nào?

Điều gì sẽ xảy ra với nước Mỹ "hậu bầu cử"?

Điều gì sẽ xảy ra với nước Mỹ "hậu bầu cử"?

Cuộc đua tới chiếc ghế quyền lực nhất thế giới đang diễn ra, và sẽ sớm đi tới màn cao trào ngày 5/11. Với tiền lệ từ sau cuộc bầu cử trước, nước Mỹ cũng đang nín thở chờ xem điều gì sẽ xảy ra sau khi ông Trump hoặc bà Harris được tuyên bố thắng cuộc...