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

Nước Mỹ bầu cử Tổng thống như thế nào?

Nước Mỹ bầu cử Tổng thống như thế nào?

Với cuộc bầu cử tổng thống Mỹ 2024 đang đến gần, ứng viên Donald Trump và Kamala Harris gấp rút vận động cử tri tham gia bỏ phiếu ngày 5/11. Tuy nhiên, người chiến thắng sẽ không được quyết định dựa trên số phiếu phổ thông mà là từ một nhóm 538 đại diện trong Đại cử tri đoàn…

Danh hiệu tỷ phú giàu nhất Trung Quốc gọi tên “cha đẻ” TikTok Zhang Yiming

Danh hiệu tỷ phú giàu nhất Trung Quốc gọi tên “cha đẻ” TikTok Zhang Yiming

Với khối tài sản 49,3 tỷ USD, nhà sáng lập Bytedance Zhang Yiming lần đầu tiên giành danh hiệu người đàn ông giàu nhất Trung Quốc. Đồng thời, báo cáo từ Hurun cũng cho thấy sự thay đổi trong cơ cấu tỷ phú tại quốc gia tỷ dân, với các doanh nhân công nghệ và năng lượng mới đang dần chiếm ưu thế…

10 quốc gia nghèo nhất thế giới năm 2024

10 quốc gia nghèo nhất thế giới năm 2024

Các quốc gia nghèo nhất thế giới từ lâu đã phải đối mặt với những thách thức nghiêm trọng do xung đột, thiên tai và tình trạng kinh tế suy thoái. Dù sở hữu tài nguyên phong phú, nhưng nhiều nơi vẫn không thể thoát khỏi cảnh nghèo đói và hàng triệu người dân phải sống dưới mức tối thiểu…

Nvidia và Apple tranh giành ngôi vị công ty giá trị nhất thế giới

Nvidia và Apple tranh giành ngôi vị công ty giá trị nhất thế giới

Nvidia có thời điểm đã vượt qua Apple để trở thành công ty giá trị nhất thế giới khi nhu cầu mạnh mẽ đối với chip AI đã đưa vốn hóa của hãng chạm mốc 3,53 nghìn tỷ USD. Trong khi Nvidia liên tục tăng trưởng mạnh, Apple lại đối mặt với khó khăn khi doanh số iPhone suy giảm tại Trung Quốc…

Bùng nổ dịch vụ xin nghỉ việc hộ tại Nhật Bản

Bùng nổ dịch vụ xin nghỉ việc hộ tại Nhật Bản

Ngày càng có nhiều người trẻ Nhật Bản tìm đến các “agency” để tìm kiếm sự hỗ trợ khi muốn rời bỏ công việc của mình. Xu hướng này đánh dấu một bước ngoặt lớn đối với những quy chuẩn truyền thống trong văn hóa làm việc khắt khe của xứ sở mặt trời mọc…

HSBC tái cơ cấu, bổ nhiệm nữ CFO đầu tiên trong lịch sử

HSBC tái cơ cấu, bổ nhiệm nữ CFO đầu tiên trong lịch sử

Ngân hàng HSBC đã bổ nhiệm nữ Giám đốc Tài chính đầu tiên trong lịch sử 159 năm hoạt động. Cùng với đó, ngân hàng cũng công bố một cuộc cải cách cơ cấu lớn, thành lập các đơn vị kinh doanh mới nhằm tối ưu hóa và nâng cao tính năng động trong bối cảnh thị trường tài chính có nhiều đang thay đổi…

Halloween “đắng” khi giá ca cao leo thang

Halloween “đắng” khi giá ca cao leo thang

Trong bối cảnh nguồn cung khan hiếm và giá ca cao leo lên các ngưỡng cao kỷ lục, nhiều nhà sản xuất bánh kẹo đang buộc phải điều chỉnh lại chất lượng sản phẩm và tìm kiếm các giải pháp thay thế cho mùa Halloween năm nay…

Siêu start-up Trung Quốc Pony AI xin niêm yết IPO tại Mỹ

Siêu start-up Trung Quốc Pony AI xin niêm yết IPO tại Mỹ

Công ty robotaxi Trung Quốc Pony AI đã nộp hồ sơ IPO tại Mỹ. Đây được xem là một bước tiến quan trọng trong bối cảnh các công ty Trung Quốc dần quay lại thị trường chứng khoán Mỹ sau thời gian gặp gián đoạn…

Cuộc đua Nhà Trắng: Tương lai ngành xe điện Mỹ và ván cược tỷ đô từ Hàn Quốc

Cuộc đua Nhà Trắng: Tương lai ngành xe điện Mỹ và ván cược tỷ đô từ Hàn Quốc

Cuộc tranh cử tổng thống Mỹ đang làm dấy lên các tranh luận về tương lai của ngành công nghiệp xe điện. Trong đó, Hàn Quốc lo ngại rằng hàng tỷ USD của họ có thể gặp rủi ro khi những thay đổi chính sách có thể ảnh hưởng đến hàng loạt dự án và ưu đãi mà các doanh nghiệp nước này đang hưởng lợi…