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

Bà Christine Lagarde sẽ rời vị trí Chủ tịch Ngân hàng Trung ương Châu Âu (ECB) vào ngày 7/2/2027

ECB khởi động cuộc đua tìm người kế nhiệm bà Christine Lagarde

Cuộc đua tìm tân Chủ tịch Ngân hàng Trung ương châu Âu (ECB) chính thức khởi động, trong bối cảnh các nước Khu vực đồng Euro đang chạy đua đề cử ứng viên và thương lượng nhiều vị trí cấp cao tại cơ quan này trước những thay đổi nhân sự lớn trong năm 2027…

Các hãng trà sữa Trung Quốc muốn lấn sân sang làm thời trang

Các hãng trà sữa Trung Quốc muốn lấn sân sang làm thời trang

Các chuỗi trà sữa lớn của Trung Quốc đều đang nỗ lực đẩy mạnh chiến dịch hợp tác với người nổi tiếng, nhãn hàng thời trang hay biểu tượng văn hoá để tạo sức hút cho sản phẩm, mở rộng tệp khách hàng và củng cố hình ảnh thương hiệu…

Người tiêu dùng Hàn Quốc tìm lại hương vị thực phẩm truyền thống

Người tiêu dùng Hàn Quốc tìm lại hương vị thực phẩm truyền thống

Những sản phẩm từng bị ngừng kinh doanh, bao bì mang phong cách cổ điển và cả cách quảng cáo từ thập niên 1970, 1980 đang trở lại thị trường Hàn Quốc khi người tiêu dùng tìm kiếm cảm giác hoài niệm cùng hương vị quen thuộc của các món ăn vặt và đồ uống truyền thống…

Trí tuệ nhân tạo ngày càng khát nước

Trí tuệ nhân tạo ngày càng khát nước

Nhu cầu nước khổng lồ để vận hành và làm mát các trung tâm dữ liệu phục vụ AI đang khiến các tập đoàn công nghệ lớn vấp phải làn sóng phản đối trên toàn cầu, khi cộng đồng địa phương lo ngại nguồn nước sinh hoạt bị đe dọa trong khi lợi ích kinh tế và việc làm mang lại còn hạn chế…

(Hình ảnh minh hoạ)

Start-up Mỹ tuyên bố tạo ra vàng từ thủy ngân

Tuyên bố mới đây từ một start-up Mỹ về việc biến thuỷ ngân thành vàng đã làm dấy lên những tranh luận về khả năng vàng nhân tạo có thể thay đổi nguồn cung, gây sức ép lên giá và đặt ra bài toán thương mại hóa đầy thách thức…

Vì sao một ổ bánh mì ở Đan Mạch đắt gấp ba lần Bulgaria?

Vì sao một ổ bánh mì ở Đan Mạch đắt gấp ba lần Bulgaria?

Giá thực phẩm tại châu Âu ghi nhận mức chênh lệch đáng kể giữa các quốc gia, với Thụy Sĩ và các nước Bắc Âu thuộc nhóm đắt đỏ nhất, trong khi nhiều nước Đông Âu có mức giá thấp hơn, do khác biệt về tiền lương, chi phí năng lượng, vận tải, thuế và sức mua của người dân…

Sự trở lại của “ông mai, bà mối”

Sự trở lại của “ông mai, bà mối”

Sau hơn một thập kỷ “dating app” làm thay đổi cách con người tìm kiếm tình yêu, dịch vụ mai mối chuyên nghiệp đang có cơ hội hồi sinh tại nhiều quốc gia châu Á khi giới trẻ dù có nhiều lựa chọn trên môi trường số nhưng vẫn gặp khó khăn trong việc tìm kiếm một mối quan hệ nghiêm túc...

Mai mối trở thành ngành kinh doanh hái ra tiền

Mai mối trở thành ngành kinh doanh hái ra tiền

Từ ứng dụng hẹn hò miễn phí đến dịch vụ mai mối thu phí hàng nghìn USD, kết nối tình cảm đang hình thành những mô hình kinh doanh mới, trong đó niềm tin, khả năng cá nhân hóa và tỷ lệ chuyển đổi khách hàng thành doanh thu quyết định lợi thế cạnh tranh…

"Cuộc đua mai mối"... cấp chính phủ

"Cuộc đua mai mối"... cấp chính phủ

Tỷ suất sinh thấp kỷ lục đang thúc đẩy Singapore, Nhật Bản và Hàn Quốc đưa công nghệ vào hoạt động mai mối ở cấp quốc gia, mở rộng cơ hội kết nối cho người độc thân, dù vậy, thuật toán cũng khó có thể giải quyết những nguyên nhân sâu xa của khủng hoảng nhân khẩu học…