Thế giới sẽ "đặt cược" vào nhiên liệu Hydro?

TRƯỜNG ĐẶNG• 01/10/2023 04:00

Trong cuộc chạy đua năng lượng sạch, Mỹ và nhiều nước đang đặt cược lớn vào một loại nhiên liệu: hydro xanh. Nhưng liệu đây có phải là "cơn sốt vàng" của ngành năng lượng?

Tổng thống Mỹ tiến thêm một bước trong cuộc đua tới nhiên liệu Hydro xanh

Trong tháng 9 vừa qua, chính quyền Tổng thống Joe Biden tiếp tục thúc đẩy một động lực mới trong nỗ lực cách mạng năng lượng của mình bằng việc rót gần 48 triệu USD cho các sáng kiến nghiên cứu và phát triển nhiên liệu hydro xanh.

>>Đức "nghiện” pin xe điện Trung Quốc

Động thái mới nhất chỉ là một phần trong chiến dịch rầm rộ gần đây của Washington. Họ đã chi tới 7 tỷ USD để xây dựng 10 trung tâm hydro xanh trên toàn quốc như một phần của Luật Cơ sở hạ tầng lưỡng đảng, cùng với một loạt các khoản tín dụng thuế hấp dẫn trong Đạo luật Giảm Lạm phát.

Trong một xu hướng điện khí hóa, tầm nhìn về hydro xanh có vẻ như là một bước đi tốn kém. Nhưng thực tế chứng minh điều ngược lại, khi động cơ điện tồn tại nhiều khuyết điểm ở quy mô công nghiệp. Để sản xuất các mặt hàng như xi măng, thép, hay chạy các tàu container và máy bay khổng lồ khắp thế giới mỗi năm, động cơ điện và pin khó có thể đáp ứng nhu cầu.

Bởi vậy, Hydro xanh – với đặc tính cháy rất nóng – có thể cung cấp giải pháp. Khi cháy, sản phẩm phụ duy nhất là nước, khiến nó trở thành nguồn năng lượng phi carbon hấp dẫn nhất trong nhiều thập kỷ trở lại đây.

Cuộc đua mới cho phát thải ròng bằng 0

Ngày nay, phần lớn việc sản xuất hydro dựa vào một quá trình gọi là “tái sinh” để sản xuất hydro từ khí tự nhiên. Quy trình này giải phóng carbon dioxide và tạo ra thứ được biết đến rộng rãi là “hydro xám”.

Tùy vào phương pháp sản xuất, hydro có thể được phân loại thành 3 nhóm: hydro xám (grey hydrogen), hydro lam (blue hydrogen) và hydro xanh (green hydrogen). Bản chất của việc phân loại này là lượng khí thải độc hại sản sinh ra trong quá trình tạo ra hydro nhiều hay ít.

Mục tiêu của hàng trăm tỷ USD mà các nước đang đổ vào là Hydro xanh, trong đó, năng lượng tái tạo được sử dụng để tách nước thành các phân tử hydro và oxy thành phần. Hoặc với Hydro lam, đó là sử dụng khí tự nhiên để tạo ra hydro và carbon dioxide, sau đó được thu giữ và lưu trữ thay vì phát thải ra môi trường.

Năng lượng Hydro là một giải pháp bền vững và thân thiện môi trường của tương lai

Năng lượng Hydro là một giải pháp bền vững và thân thiện môi trường của tương lai, đã thu hút hàng trăm tỷ USD đầu tư từ các nước

Ông Martin Tengler, người đứng đầu nghiên cứu hydro tại BloombergNEF, cho biết làn sóng quan tâm đến năng lượng hydro đã xuất hiện từ những năm 1970, thời điểm xảy ra cuộc khủng hoảng dầu mỏ toàn cầu. Năm 2003, Tổng thống Mỹ lúc bấy giờ là George W. Bush, thậm chí đã rót 1,2 tỷ USD vào sáng kiến nhiên liệu hydro.

Hai thập kỷ sau, cuộc đua đạt mức phát thải ròng bằng 0 đã truyền động lực cho các chính phủ chi ra hàng chục tỷ USD. Ông Tengler nói: “Tôi nghĩ sự khác biệt là lần này tất cả đều là về số mức phát thải ròng, đạt được các mục tiêu về khí hậu và hydro là một trong những con đường có thể giúp chúng ta tiến gần hơn đến mục tiêu đó”.

Quốc gia đầu tiên xây dựng chiến lược hydro quốc gia là Nhật Bản - từ lâu đã đi tiên phong trong việc tìm kiếm các giải pháp năng lượng mới. Vị trí ngoài khơi không thuận lợi cho các đường ống nhiên liệu, bài học từ cú sốc Fukushima bổ sung cho nỗi lo dai dẳng về an ninh năng lượng đã dẫn tới cam kết lâu dài đối với hydro của các nhà sản xuất ô tô chủ chốt của Tokyo.

Ở Châu Âu, Hà Lan - trung tâm giao dịch khí đốt tự nhiên toàn cầu – cũng đang cạnh tranh để trở thành “thung lũng hydro ” của châu lục. Vào tháng 6/2023, Thủ tướng Đức Olaf Scholz và Thủ tướng Italy Giorgia Meloni đã ký hợp đồng xây dựng Hành lang SoutH2, một đường ống dẫn hydro từ Italy qua Áo tới miền Nam nước Đức.

>>Đức đối mặt "cơn gió ngược" trong chuyển đổi xanh

Trong khi đó, Pháp đã thúc đẩy Tây Ban Nha đồng ý kết nối hydro dưới biển thay vì đường ống dẫn khí đốt tự nhiên qua dãy Pyrenees. Tiềm năng năng lượng mặt trời và gió của Tây Ban Nha cũng khiến nơi đây trở thành địa điểm tự nhiên của Châu Âu để sản xuất hydro xanh và đường ống “hydro xanh”.

Cẩn trọng với "ảo tưởng xanh"

Thế nhưng, triển vọng rực rỡ đó cũng bị không ít các nhà nghiên cứu hoài nghi. Ông Adam Tooze, Giám đốc Viện Châu Âu tại ĐH Columbia (Mỹ), cho rằng thế giới đang ở ngã 3 đường trong quyết định theo đuổi một xu hướng năng lượng mang tính cách mạng như hydro.

Tuy nhiên, các chuyên gia cảnh báo một sự thận trọng nếu không muốn hàng chục ngàn tỷ USD đầu tư trở thành vô ích

Các chuyên gia cảnh báo cần một sự tiếp cận thận trọng với chiến lược Hydro xanh, nếu không muốn khoản đầu tư có thể lên tới hàng chục ngàn tỷ USD trở thành vô ích

“Khi tìm kiếm các giải pháp kỹ thuật cho bài toán khử cacbon, chúng ta phải cẩn thận với những ảo ảnh của quá trình chuyển đổi năng lượng…Hiện tại, chúng ta đang phải đối mặt với một vấn đề nan giải tương tự, một vấn đề nan giải có quy mô rất lớn không phải liên quan đến H2O mà là một trong những thành phần của nó, hydro”, ông nhận định.

Với công nghệ hiện nay, sử dụng hydro làm kho dự trữ năng lượng là cực kỳ kém hiệu quả. Việc sản xuất hydro từ nước bằng phương pháp điện phân tiêu thụ nhiều năng lượng hơn sẽ được lưu trữ và giải phóng. Bên cạnh đó, các thiết bị điện phân cần thiết là vô cùng đắt đỏ. Mặc dù hydro có thể cháy sạch, nhưng khi sử dụng làm nhiên liệu, nó lại bất tiện vì đặc tính ăn mòn, năng lượng thấp trên một đơn vị thể tích và có xu hướng phát nổ.

Do đó, việc lưu trữ và vận chuyển hydro xung quanh sẽ đòi hỏi sự đầu tư lớn vào các phương tiện vận chuyển, đường ống, trạm nạp hoặc các cơ sở để chuyển đổi hydro thành dạng amoniac ổn định hơn, theo các chuyên gia.

Những người ủng hộ năng luợng hydro ước tính mức tiêu thụ hàng năm sẽ tăng lên hơn 600 triệu tấn mỗi năm vào năm 2050, so với 100 triệu tấn hiện nay. Nếu kịch bản này xảy ra, nước Mỹ sẽ cần tới 650 gigawatt năng lượng tái tạo cho quá trình điện phân hydro, gần gấp ba lần tổng công suất năng lượng tái tạo được lắp đặt hiện nay.