Tìm hiểu về Hydro xanh chuẩn bị được sản xuất tại Bến Tre

Khi dự án đi vào vận hành sẽ đóng góp vào việc phát triển ngành năng lượng xanh của Việt Nam nói chung và tỉnh Bến Tre nói riêng, giải quyết việc làm cho từ 500 – 1.000 lao động tại địa phương. Vậy hydro xanh là gì? Hydro xanh được sản xuất như thế nào? Ưu điểm, nhược điểm của hydro xanh?

Hydro xanh là gì

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 hơn.

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 có thể được phân loại thành 3 nhóm như sau: 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.

Để thực hiện sự phân tách này và thu được hydro tự do, cần phải thực hiện một số quá trình và năng lượng được sử dụng cho chúng. Điều này xác định hydro là một chất mang năng lượng, chứ không phải là năng lượng chính hoặc nhiên liệu mà nhiều người coi. Hydro xanh là chất mang năng lượng, không phải là nguồn năng lượng chính. Nói cách khác, hydro là một chất có thể lưu trữ năng lượng, sau đó có thể được giải phóng một cách có kiểm soát ở nơi khác. Vì vậy, có thể được so sánh với pin lithium lưu trữ điện, thay vì nhiên liệu hóa thạch như khí đốt tự nhiên.

Tiềm năng của hydro trong việc chống lại biến đổi khí hậu nằm ở khả năng thay thế nhiên liệu hóa thạch trong các ứng dụng mà quá trình khử cacbon phức tạp hơn, chẳng hạn như vận tải hàng hải và hàng không hoặc các quy trình công nghiệp nhất định. Hơn nữa, có tiềm năng lớn như một hệ thống lưu trữ năng lượng theo mùa (dài hạn), có thể tích lũy năng lượng trong một thời gian dài, sau đó sử dụng theo nhu cầu.

Hydro xanh là gì và được sản xuất như thế nào?

Công nghệ sản xuất Hydro xanh dựa trên việc tạo ra khí hydro, một loại nhiên liệu nhẹ, rất phổ biến và có tính phản ứng cao, thông qua một quá trình hóa học mang tên điện phân. 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. Phương pháp này sử dụng dòng điện một chiều để tách hydro ra khỏi oxy trong nước. Do đó, nếu có được nguồn điện từ các nguồn năng lượng tái tạo, con người sẽ sản xuất được điện mà không cần phải thải CO2 ra bầu khí quyển.

Theo IEA, phương pháp này sẽ giúp giảm 830 triệu tấn CO2 được thải ra hàng năm trong các quá trình sản xuất sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Tương tự, việc thay thế toàn bộ hydro xám trên thế giới sẽ cần 3.000 TWh/năm từ các nguồn năng lượng tái tạo mới, một con số tương đương với nhu cầu điện hiện tại của cả châu Âu.

Tuy nhiên, có một số câu hỏi được đặt ra về khả năng tồn tại của hydro xanh do chi phí sản xuất khá cao. Song việc tiếp tục khử khí carbon trên trái đất dần dần sẽ giúp giảm chi phí sản xuất năng lượng tái tạo, làm xoá tan những nghi ngờ.

Ưu và nhược điểm của hydro xanh

Một số ưu điểm nổi bật của hydro xanh:

Một là, 100% năng lượng bền vững bởi hydro xanh không thải ra khí gây ô nhiễm trong quá trình đốt cháy hoặc trong quá trình sản xuất.

Hai là, dễ lưu trữ do đó, hydro xanh có thể được sử dụng vào những mục đích khác và thời điểm khác, thay vì phải dùng ngay lập tức sau khi được sản xuất.

Ba là, đa năng. Hydro xanh có thể được chuyển hóa thành điện hoặc khí gas nhân tạo và được sử dụng cho các mục đích sinh hoạt, thương mại, công nghiệp hoặc vận tải.

Bốn là, dễ vận chuyển. Hydro xanh có thể được trộn với khí gas tự nhiên với tỷ lệ lên đến 20% và có thể được dẫn qua cùng đường ống dẫn khí. Nếu muốn tăng tỷ lệ cao hơn, cần phải thay đổi một số yếu tố trong hệ thống khí gas để đảm bảo độ tương thích.

Tuy nhiên, hydro xanh cũng có những mặt tiêu cực cần lưu tâm.

Trước tiên là chi phí cao. Năng lượng từ các nguồn tái tạo tuy chính là chìa khóa để tạo ra hydro xanh thông qua điện phân nhưng lại có chi phí sản xuất cao hơn. Do dó, để tạo ra hydrogen cũng tốn kém hơn nhiều. Bên cạnh đó, việc sản xuất năng lượng hydro nói chung và hydro xanh nói riêng cần nhiều năng lượng hơn các loại nhiên liệu khác.

Ngoài ra, các vấn đề an toàn cũng là một điểm đáng ngại, bởi hydro xanh là một nguyên tố dễ bay hơi và dễ cháy. Bởi vậy, cần phải có các biện pháp an toàn chi tiết để ngăn ngừa rò rỉ và cháy nổ.

Sử dụng khí hydro xanh đang được xem là một giải pháp năng lượng bền vững và bảo vệ môi trường, nhưng một nghiên cứu công bố ngày 12/8/2021 cho biết loại khí này có thể thải khí gây hiệu ứng nhà kính nhiều hơn cả than đá.

Tuy nhiên, trong một bài viết học thuật về nghiên cứu của mình đăng trên tạp chí Energy Science and Engineering, nhà hóa sinh Robert Howarth của Đại học Cornell và giáo sư về môi trường Mark Jacobson của Đại học Stanford khẳng định: ‘Khó có thể nói rằng khí hydro xanh không thải khí’. Theo nghiên cứu trên, để tạo hydro đòi hỏi hoạt động sản xuất dùng rất nhiều năng lượng và thải ra lượng khí thải trong quy trình làm nóng và tạo áp suất cũng như trong việc sử dụng khí tự nhiên như nhiên liệu cơ bản.

Các nhà nghiên cứu cảnh báo việc sử dụng nhiên liệu, liên quan đến việc thu và lưu trữ khí CO2 như một phần chiến lược năng lượng sạch ‘chỉ có hiệu quả khi có thể lưu trữ được CO2 vĩnh viễn mà không bị rò rỉ ra khí quyển’. Các tác giả nhấn mạnh khí hydro xanh chứa một số khí thải và tiến trình thu giữ khí CO2 cũng cần tiêu tốn năng lượng. Lượng khí thải CO2 và methane (một loại khí gây hiệu ứng nhà kính khác) sinh ra khi tạo khí hydro xanh có khi còn cao hơn lượng khí thải khi sử dụng khí tự nhiên, dầu diesel hay than đá.

Các tác giả bài cảnh báo: ‘Sự hấp dẫn của hydro xanh đang làm lu mờ khả năng phi carbon hóa thực sự nền kinh tế năng lượng toàn cầu’.

Bắc Lãm (T/h)

(Theo Môi trường & Đô thị điện tử)

Ảnh: ITN