Vai trò và đặc điểm của năng lượng hydro
Đã kiểm duyệt nội dung
Hydro trở thành nguồn năng lượng chính, trở thành tham vọng lớn của các công ty dầu khí. Nhiều quốc gia châu Âu đang có kế hoạch trở thành một phần quan trọng trong gói thỏa thuận xanh.
Một số quy trình công nghiệp và vận tải chạy bằng khí đốt dần chuyển sang dùng hydro tái tạo, với đặc tính hoàn toàn sạch, giá cả phải chăng khi nguồn năng lượng tái tạo ngày càng có chi phí thấp hơn.
moitruonghopnhat.com sẽ chia sẻ tới bạn đọc chi tiết về vấn đề này!
Tổng quan về hydro xanh
Hydro thường dùng ở dạng khí hoặc lỏng để chuyển đổi thành điện năng hoặc nhiên liệu. Ước tính có khoảng 70 triệu tấn hydro trong sản xuất lọc dầu, sản xuất amoniac, thép, hóa chất, phân bón, chế biến thực phẩm, luyện kim,…
Trái Đất tồn tại đến 90% nguyên tử hydro nhưng chúng không tồn tại tự nhiên. Để tạo ra hydro, người ta tách hydro thành năng lượng. Hydro đang sử dụng thông qua quá trình thu khí metan bằng nước, dùng chất xúc tác phản ứng metan và hơi nước ở nhiệt độ cao. Sau đó, cacbon, monoxide, hơi nước và chất xúc tác phản ứng để tạo ra nhiều hydro xanh tinh khiết và CO2.
Ưu điểm của hydro xanh khá dồi dào, dùng trong sản xuất, vận chuyển đi nơi khác. Không giống như pin có khả năng lưu trữ nguồn điện lớn, hydro được sản xuất từ năng lượng tái tạo dư thừa.
Các loại hydro thường gặp
- Hydro xanh lam: khí tự nhiên phân tách thành CO2, khí nhà kính được thu giữ.
- Hydro xanh: tách nước bằng phương pháp điện phân tạo ra hydro và oxy. Quá trình tạo hydro xanh cung cấp bởi nguồn năng lượng tái tạo như gió, mặt trời.
- Hydro màu xám: tương tự như hydro xanh tách khí tự nhiên thành hydro và CO2.
- Hydro màu hồng: nhờ quá trình điện phân có sự tham gia của năng lượng hạt nhân làm nguồn năng lượng mới.
- Hydro màu vàng: điện phân thông qua năng lượng mặt trời.
Việc sản xuất hydro xanh là vấn đề
Việc khử cacbon cần đến quá trình điện khí hóa hệ thống năng lượng và sử dụng năng lượng tái tạo sạch. Nhưng việc khí hóa sẽ rất khó, tốn kém hơn khi kết hợp năng lượng tái tạo với nhiên liệu cacbon thấp. Và hydro xanh là một trong những nhiên liệu cacbon thấp có tiềm năng thay thế hydrocacbon hóa thạch.
Ngày nay, hydro không còn lý tưởng để làm nhiên liệu vì chúng khó lưu trữ và vận chuyển. Đồng thời, chúng cũng khá dễ cháy, điển hình như vụ nổ trạm hydro ở Na Uy (06/2019). Nhưng hydro hiện được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, linh hoạt hơn trong lĩnh vực sưởi ấm, lưu trữ năng lượng lâu dài đến giao thông vận tải.
Trong khi các công ty dầu khí cắt giảm sản xuất nhiên liệu hóa thạch thì công ty khai thác dầu mỏ đang phát triển hydro xanh. Nó dần chiếm vị trí quan trọng để đưa nhiên liệu đến khả năng thương mại. Việc cắt giảm chi phí sản xuất hydro xanh cần quy mô đầu tư lớn.
Chi phí sản xuất hydro xanh là bao nhiêu?
Hydro xanh khá tốn chi phí. Việc cắt giảm chi phí máy điện phân có tác dụng giảm giá hydro xanh nhưng lại mất khá nhiều thời gian. Khi kinh doanh hydro xanh lại đòi hỏi lượng điện tái tạo giá rẻ. Thách thức về hiệu suất thường yêu cầu hydro xanh cung cấp năng lượng cho pin nhiên liệu.
Mặc dù được chú trọng nhưng hiện chỉ có khoảng 1% tổng lượng hydro hằng năm được sản xuất. Hiện có ít nhất 10 quốc gia đang tăng cường sản xuất loại khí để cân bằng an ninh năng lượng. Ngoài các công ty dầu khí, nhiều nhà phát triển năng lượng tái tạo coi hydro xanh thành thị trường mới. Bên cạnh những tên tuổi lớn, hàng loạt công ty nhỏ cũng hy vọng giành hydro xanh để phát triển.
Ngoài các ngành công nghiệp, hydro ứng dụng ngày càng nhiều trong các phương tiện như ô tô điện, xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro. Nhiều quốc gia chuyển sang dùng nhiên liệu hydro. Giải pháp này đóng vai trò quan trọng trong việc khử cacbon.
Cách sản xuất hydro xanh
Khác với các loại hydro khác, hydro xanh tạo ra nhờ gió, mặt trời thông qua quá trình điện phân, phân tách các phân tử nước thành hydro và oxy. Máy điện phân dùng sản xuất hydro hoạt động linh hoạt, chỉ cần vài giây có thể đạt công suất tối đa. Hydro lưu trữ trong các bồn chứa lớn để cung cấp cho ứng dụng công nghiệp, khí đốt hoặc dùng làm pin nhiên liệu.
Hydro xanh ngày nay khá đắt đỏ hơn so với việc sản xuất hydro thông qua nhiên liệu hóa thạch. Việc chuyển đổi năng lượng tạo động lực tăng trưởng dài hạn cho các mục tiêu quốc gia, phát triển xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro, trạm sạc, dự án thử nghiệm quy mô lớn.