Điều chỉnh kích thước chữ

Giải pháp hydro, sự lựa chọn hoàn hảo cho mục tiêu chống biến đổi khí hậu

(CLO) Cuộc khủng hoảng năng lượng tại Trung Quốc, kéo theo sự hỗn loạn chuỗi cung ứng toàn cầu. Việc tìm ra nguồn năng lượng xanh thay thế nhiên liệu hóa thạch được xem là giải pháp duy nhất cho trong tương lai, và hydro là ứng viên không thể tốt hơn.

Hydro là gì?

Hydro đang là một trong những nguyên tố được nghiên cứu nhiều nhất trên thế giới. Nó là một loại khí, là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ.

Hydro đã được sử dụng trong công nghiệp trong nhiều thập kỷ. Nhưng mối quan tâm hiện tại đối với hydro chủ yếu được thúc đẩy như một nguồn năng lượng và điện.

giai phap hydro su lua chon hoan hao cho muc tieu chong bien doi khi hau hinh 1

Hydro có thể sử dụng thay thế như xăng dầu - Ảnh: Getty

Khí hydro có thể được đốt cháy để tạo ra năng lượng hoặc điện: một nguồn năng lượng sạch tiềm năng. Song nếu dừng tại đây, nó vẫn là một trò chơi đuổi bắt! Bạn vẫn cần cần năng lượng để tạo ra chúng.

Jessica Allen, kỹ sư hóa học tại Đại học Newcastle mô tả hydro trong bối cảnh này là “gần như một loại pin”. Vì vậy, nó cũng sẽ tạo ra những tác hại tới môi trường, bởi khi bạn sạc nó thì nó cũng cần được sạc”.

Sản xuất và phát thải

Năng lượng hydro gần như không tồn tại trên bề mặt trái đất. “Đó là nguyên tố dồi dào nhất trong vũ trụ, nó thực sự vô hạn… nhưng chỉ là khí, chúng ta phải tạo ra nó”, Adam Osseiran, kỹ sư điện tại Đại học Edith Cowan, giải thích.

Trong khi đó, theo kỹ sư Allen, có một số cách để tạo ra hydro lỏng và tinh khiết, với các mức độ phát thải khác nhau.

Cách đầu tiên là sử dụng trực tiếp khí tự nhiên. Khi tạo ra hydro theo cách này, chúng ta bắt đầu với một chút carbon, qua đó chúng ta cũng sẽ tạo ra carbon dioxide. Vì vậy, việc tạo ra hydro cũng sẽ tạo ra một lượng phát thải lớn ra môi trường, trừ khi chúng ta cũng thu giữ và lưu trữ carbon dioxide đó.

Có một cách khác để tạo ra hydro là thông qua điện phân và tách nước. Một lần nữa, chúng ta có thể thực hiện điều đó theo cách mà vẫn có khí thải carbon, nếu sử dụng than hoặc điện lưới. Song chúng ta cũng có thể làm theo cách sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng gió cho quá trình tách nước, qua đó gần như sẽ tạo ra năng lượng xanh hoàn toàn.

Osseiran nói rằng có nhiều loại hydro đang được sản xuất. Chúng được đặt tên và màu khác nhau. “Hydro màu nâu được sản xuất bằng cách sử dụng các nhiên liệu hóa thạch như than đá và khí đốt tự nhiên… hydro màu xám được lấy lại từ các nhiên liệu hóa thạch.”

“Hydro màu xanh lam là một quá trình tương tự như màu xám… song chúng ta thu giữ lại CO2 và đặt nó ở một nơi nào đó ngoài tầm với… để đưa nó ra khỏi bầu khí quyển”. Và đây chính là nguồn nhiên liệu xanh của tương lai.

Cách sử dụng

Allen cho biết: “Có khá nhiều điều chúng ta có thể làm với hydro sau khi đã tạo ra chúng. Nếu chúng ta đang nói về điện và năng lượng, thì cách tốt nhất để lấy điện từ hydro là đưa nó qua pin nhiên liệu. Đó là công nghệ hiệu quả nhất”.

“Trong quá trình điện phân, chúng ta đưa điện và nước vào và chúng ta lấy ra hydro và oxy. Trong pin nhiên liệu, chúng ta đưa hydro vào, kết quả sau đó là chúng ta lấy ra điện và nước”.

Mặc dù nó có tiềm năng trong các lĩnh vực khác, cả Allen và Osseiran đều đồng ý rằng ứng dụng tức thời nhất của nhiên liệu hydro là với quy mô nhỏ - chẳng hạn như pin nhiên liệu trong xe cộ.

Thực tế những chiếc xe hơi đầu tiên sử dụng pin hydro đã ra đời. Tập đoàn Renault vừa cho ra mắt phiên bản hydro từ nguyên mẫu xe van Renault Master và sẽ được bán vào năm tới. Với pin nhiên liệu 30kW và pin 33kWh, Renault Master Van H2-Tech có phạm vi hoạt động lên đến khoảng 500km. Việc tiếp nhiên liệu chỉ mất không quá 5 phút, tương tự như các loại xe sử dụng động cơ đốt trong ngày nay.

Điều đó cho thấy rằng, có những ứng dụng của hydro trên diện rộng. Allen nói: “Rất dễ bị cuốn vào suy nghĩ về năng lượng như điện năng. Nhưng nếu bạn là một kỹ sư hóa học, chúng ta đều biết rằng có rất nhiều quy trình khác nhau để đưa hydro thực sự đi vào đời sống hàng ngày”.

giai phap hydro su lua chon hoan hao cho muc tieu chong bien doi khi hau hinh 2

Một mô hình máy điện phân tách nước thành nhiên liệu hydro - Ảnh: Getty

Quy mô sản xuất

“Làm thế nào hydro có thể cạnh tranh? Làm thế nào nó có thể được mở rộng? Đó là một bài toán kinh tế”, Osseiran nói.

Ông nói thêm rằng vì nó rất dồi dào nên chúng ta sẽ không cạn kiệt hydro như các nguồn tài nguyên khác. Câu hỏi không phải là liệu nó có thể được sản xuất hay không, mà là liệu có đủ ngành công nghiệp phục vụ cho nó hay không.

Thực ra, thế giới cũng đang dần tìm ra lời giải cho bài toán nói trên. Người đàn ông giàu nhất châu Á - Mukesh Ambani vừa hợp tác với tập đoàn Reliance Industries của Ấn Độ để xây dựng nhà máy sản xuất hàng loạt máy điện phân hydro giá rẻ.

Hồi tháng 6, Reliance đã công bố rằng họ sẽ đầu tư 10 tỷ USD vào năng lượng mới, coi hydro tái tạo là “một véc tơ năng lượng duy nhất có thể cho phép khử cacbon trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như giao thông vận tải, công nghiệp và năng lượng”.

Như vậy, với những chiếc máy điện phân hydro của Reliance, viễn cảnh con người có thể tạo ra năng lượng bằng việc đổ nước lã hoặc hút không khí xung quanh là hoàn toàn không hề xa vời.

Bảo quản và vận chuyển

Vậy tại sao tất cả chúng ta không sử dụng hydro? Vấn đề là những thách thức cho việc giữ và vận chuyển nó.

Hydro là một chất khí, luôn tìm cách phát tán ra ngoài. Vì vậy nó chiếm nhiều chỗ. Song cũng đã có có kế hoạch tạo ra các tàu chở khí hydro tương tự như khí đốt tự nhiên hóa lỏng. Dù rằng, công nghệ đó… vẫn đang được phát triển.

Theo Allen, các kỹ thuật để bảo quản hydro bao gồm nén khí hoặc phản ứng với amoniac để tạo ra chất lỏng, dễ vận chuyển hơn nhiều. Đã có những giải pháp, nhưng chúng vẫn chưa thực sự đi vào thương mại.

giai phap hydro su lua chon hoan hao cho muc tieu chong bien doi khi hau hinh 3

Mẫu xe sử dụng năng lượng hydro hoàn toàn của Renault, có thể nạp đầy nhiên liệu chỉ trong 5 phút - Ảnh: Getty

Vấn đề môi trường

Ngoài phát thải carbon, có những lo ngại về môi trường cần được xem xét khi sử dụng năng lượng hydro trên quy mô rộng. Nhưng Osseiran và Allen đều tin rằng những thách thức này nhỏ hơn những thách thức môi trường hiện tại do ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch đặt ra.

Theo Osseiran, việc đốt cháy hydro tạo ra “không gì khác ngoài nước và một số nhiệt vì đó là những gì xảy ra khi có bất kỳ phản ứng hóa học nào”.

Allen thì nói, có ít hơi nước được tạo ra hơn so với hơi nước được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch. “Đó là ít mối lo lắng ít hơn nhiều so với những gì chúng ta đang chịu”.

Như đã nói, việc tạo ra hydro thường cần nước. Nhưng không nhiều như quá trình lọc dầu thô. Allen cho biết việc tinh chế dầu thô cần lượng nước “gấp 10 lần” so với việc tạo ra hydro.

Hướng tới tương lai

Tương lai của hydro trong một thập kỷ tiếp sẽ như thế nào? Theo Osseiran và Allen, nhiên liệu hydro quy mô lớn vẫn còn một khoảng cách xa, nhưng việc sản xuất quy mô nhỏ hơn đang được phát triển nhanh chóng.

Allen nói: “Có thể vào cuối thập kỷ này, một hộ gia đình có thể hoàn toàn không còn phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch hoặc điện lưới, mà sẽ sử dụng năng lượng hydro”.

Osseiran thậm chí còn dự báo: “Sẽ có một sự thay đổi mô hình ở cấp độ địa chính trị, bởi vì sau đó nhiều quốc gia sẽ hoàn toàn độc lập với chuỗi cung ứng nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng khan hiếm trên thế giới”.

Hoàng Hải

Bình Luận
 
 
Tin mới
Ngôi làng nhỏ tại Đức: Không một ai lo lắng về hóa đơn năng lượng

(CLO) Giữa cơn “bão giá” tiền điện, khí đốt tăng vùn vụt, những người dân tại làng năng lượng tái sinh Feldheim lại có một cuộc sống thư thả đến lạ.

Xe điện cỡ nhỏ Tata Tiago có thể di chuyển tối đa 315 km

(CLO) Mẫu xe được bán riêng cho thị trường Ấn Độ với mức giá 10.370 USD với nhiều phiên bản khác nhau để phù hợp với nhu cầu và túi tiền khách hàng.

Đã tìm thấy thi thể hai vợ chồng ở Nghệ An bị nước cuốn trôi

(CLO) Sau nhiều giờ tìm kiếm, lực lượng chức năng đã tìm thấy thi thể hai vợ chồng bị nước cuốn trôi khi đi khám bệnh về. Trước hoàn cảnh khó khăn của gia đình, cấp ủy, chính quyền huyện Nghi Lộc đã nhận đỡ đầu 3 con nhỏ của vợ chồng xấu số.

Nghệ An: Ảnh hưởng bão Noru, nhiều xã bị chia cắt trong

(CLO) Mưa lớn kéo dài trong 2 ngày qua khiến hơn 7.000 ngôi nhà ở các tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh bị ngập sâu, nhiều tuyến đường bị chia cắt. Nước lên nhanh và dâng cao, khiến cuộc sống người dân bị đảo lộn.

Nghệ An: Trắng đêm khắc phục sự cố vỡ đê kênh thấp

(CLO) Mưa lớn liên tục do ảnh hưởng của bão số 4 đã làm vỡ đê Hội Tĩnh ở huyện Hưng Nguyên (Nghệ An). Trong đêm, chính quyền địa phương đã huy động nhiều lực lượng cùng hàng trăm người dân miệt mài ứng cứu.

Tuyển sinh đại học năm 2022: Nhiều trường dành tỷ lệ tuyển sinh học bạ quá nhiều!

(CLO) Theo bà Nguyễn Thu Thủy - Vụ trưởng Vụ Giáo dục Đại học, Bộ Giáo dục và Đào tạo, quá trình triển khai công tác tuyển sinh năm 2022 cũng đã giúp phát hiện những vấn đề còn bất cập trong thực tiễn.

Xưởng đúc tiền Hoàng gia Anh tiết lộ chân dung tiền xu của Vua Charles III

(CLO) Xưởng đúc tiền Hoàng gia của Vương quốc Anh hôm thứ Sáu (30/9) đã công bố hình chính thức của Vua Charles III sẽ xuất hiện trên tiền xu sau khi ông lên ngôi.

Iran tiếp tục biểu tình, 83 người đã thiệt mạng

(CLO) Các cuộc biểu tình tiếp tục ở một số thành phố trên khắp Iran sau cái chết của một phụ nữ trẻ bị cảnh sát giam giữ, và một nhóm nhân quyền cho biết ít nhất 83 người đã thiệt mạng trong gần 2 tuần biểu tình.

Hỗ trợ kịp thời hội viên, nhà báo có thêm nhiều tác phẩm báo chí chất lượng cao

(CLO) Sáng 30/9, tại tỉnh Vĩnh Phúc, Hội Nhà báo Việt Nam tổ chức Hội nghị tổng kết công tác hỗ trợ tác phẩm báo chí chất lượng cao, giai đoạn 2016-2020, triển khai chương trình hỗ trợ giai đoạn 2021-2025. Đồng chí Nguyễn Đức Lợi, Phó Chủ tịch thường trực Hội Nhà báo Việt Nam chủ trì hội nghị.