NỖ LỰC HƯỚNG TỚI MỘT XÃ HỘI HYDRO

Để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu, dự báo sẽ có ảnh hưởng lớn đến Trái đất và xã hội loài người trong thế kỷ này, phong trào thúc đẩy quá trình trung hòa carbon đang diễn ra nhanh chóng. Vào ngày 6 tháng 6, Chính phủ Nhật Bản đã tổ chức một cuộc họp cấp Bộ trưởng về năng lượng tái tạo và hydro tại dinh thủ tướng và đã thông qua việc sửa đổi “Chiến lược hydro cơ bản”. Đây là lần sửa đổi đầu tiên kể từ khi Chiến lược này được ban hành vào năm 2017.

Hiện nay các nước Châu Âu hiện đã nêu rõ quan điểm về việc phát triển và đưa hydro có nguồn gốc từ năng lượng sạch (hydro xanh) vào sử dụng. Trong kế hoạch trung hạn cho ngành năng lượng hydro, Trung Quốc cũng xác định hydro xanh là một công cụ quan trọng để thực hiện xanh hóa các ngành công nghiệp năng lượng, giao thông vận tải và công nghiệp và cũng đã xác định các mục tiêu hydro sẽ đưa vào sử dụng. Mặt khác, vào năm 2017, Nhật Bản là nước đi đầu trên toàn thế giới khi xây dựng Chiến lược hydro cơ bản, hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang một xã hội hydro thông qua Dự án Quỹ Sáng tạo Xanh (GI) và trái phiếu chuyển đổi cơ cấu kinh tế mô hình tăng trưởng không chứa cacbon.

Một trong những ứng dụng lớn trong tương lai là sản xuất điện từ hydro. Hydro và ammoniac có thể thay thế cho khí tự nhiên than đá và sẽ góp phần khử cacbon trong sản xuất điện. Dự kiến đến năm 2030, 1 triệu tấn hydro quy đổi và amoniac sẽ được sử dụng để phát điện hằng năm.

Từ góc độ an ninh năng lượng, điều quan trọng là phải tập trung xây dựng hệ thống sản xuất và cung cấp hydro trong nước. Ở thời điểm hiện tại, có quan điểm cho rằng chi phí sản xuất hydro trong nước sẽ cao hơn chi phí nhập khẩu hydro từ nước ngoài do chi phí điện tái tạo và CCS trong nước cao. Tuy nhiên, trong giai đoạn đang kiểm soát sản lượng năng lượng tái tạo cũng như giá điện dư thừa thấp thì có thể coi hydro là yếu tố để thúc đẩy mở rộng nguồn NLTT thông qua việc sản xuất hydro tại chỗ và có thể sử dụng làm nguồn nhiệt trong nhà máy. Qua đó có thể phát huy tính cạnh tranh.

Về sản xuất hydro trong nước, dự báo nhu cầu về thiết bị điện phân nước có khả năng sản xuất hydro từ năng lượng tái tạo sẽ tiếp tục tăng. Đến năm 2030, mục tiêu đưa vào sử dụng các thiết bị điện phân nước của các Công ty liên kết với Nhật Bản trong và ngoài nước (bao gồm cả các nhà sản xuất phụ tùng và vật liệu) với tổng 15GW đã được thiết lập, qua đó xác lập nền móng cho ngành sản xuất hydro.

Các công nghệ điện phân nước hiện đang trong giai đoạn thương mại hóa bao gồm công nghệ kiềm và màng điện phân polyme (PEM). Tuy nhiên trên thế giới hiện nay đang phát triển công nghệ điện phân thế hệ tiếp theo như điện phân hơi nước nhiệt độ cao với hiệu suất rất cao và công nghệ AEM không cần kim loại quý làm xúc tác như PEM.

Việc sử dụng hydro và amoniac trong lĩnh vực sản xuất điện được kỳ vọng sẽ đóng vai trò hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang trung hòa cacbon như giảm lượng khí thải CO2 từ sản xuất điện trong khi vẫn đảm bảo cung cấp năng lượng ổn định. Do đó, trong Kế hoạch Năng lượng cơ bản lần thứ 6, Nhật Bản đã đặt mục tiêu trong cơ cấu nguồn điện vào năm 2030 hydro và amoniac sẽ chiếm khoảng 1%.

Đối với sản xuất điện hydro, đến năm 2030, Nhật Bản đã phát triển các buồng đốt cho tuabin khí nhỏ từ đốt kèm hydro đến đốt hoàn toàn hydro và thậm chí đã tiến hành kiểm chứng với thiết bị thực tế. Đối với các tuabin khí lớn, Nhật Bản đang phát triển các loại thiết bị đốt đơn và đốt kèm 30% hydro. Nhật Bản cũng có kế hoạch bắt đầu phát triển buồng đốt đơn 30% đáp ứng các tiêu chuẩn nhiệt điện khí của hệ thống phân loại EU.

Về sản xuất điện bằng amoniac, vào năm 2021, đã thực hiện kiểm chứng đốt hỗn hợp amoniac trong nhiệt điện than, vào năm 2023 sẽ thực hiện chạy thử đốt hỗn hợp 20% cho nhà máy 1.000MW đang vận hành thương mại. Mục tiêu trong nửa cuối những năm 2020 sẽ đi vào vận hành thương mại chính thức. Ngoài ra, thông qua Quỹ GI, Nhật Bản đang thử nghiệm đốt hỗn hợp trên 50% và phát triển lò đốt đơn. Ngoài ra, công nghệ đốt đơn đã được thực hiện cho các tuabin khí nhỏ loại 2 MW và đã xác nhận rằng lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính trong quá trình đốt cháy có thể giảm hơn 99% nên đang có kế hoạch thực hiện trên quy mô lớn hơn.

Trên thế giới, thuật ngữ “Nền kinh tế hydro” được sử dụng phổ biến hơn thuật ngữ “Xã hội hydro” do chi phí là vấn đề lớn nhất trong thương mại hóa năng lượng hydro. Về giá cung cấp hydro (giá CIF) Chính phủ đưa ra mục tiêu giá 100 yên/Nm3 hiện tại sẽ về 30 yên/Nm3 vào năm 2030 và 20 yên/Nm3 vào năm 2050, về giá cung cấp amoniac vào năm 2030 quy đổi sang hydro thì sẽ ở mức trên dưới 10 yên/Nm3. Nếu việc phát triển năng lượng hydro và việc xây dựng thị trường dựa trên nguyên tắc chiến lược đảm bảo hiệu quả kinh tế trên quy mô toàn cầu thì hoàn toàn có thể kỳ vọng giá sẽ thấp hơn. 

Theo Bản tin JINED

---