Công nghệ sản xuất và quy mô thương mại hydrogen xanh tiên tiến (Kỳ 3)

Ảnh minh họa

6. Chính sách và nền kinh tế hydrogen

6.1. Chiến lược hydrogen xanh khác nhau của các quốc gia

Nhóm chuyên gia nghiên cứu của Ngân hàng thế giới (WB) đã chấp thuận nhiều sáng kiến ​​dự án khác nhau ở Brazil, Panama, Costa Rica, Colombia và Chile nhằm thiết lập nguồn nhiên liệu hydrogen xanh và thúc đẩy hydrogen xanh làm nơi lưu trữ năng lượng. Quốc gia khác bao gồm Úc, Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản, Bangladesh và CHLB Đức cũng đã lập kế hoạch chuyển đổi năng lượng của mỗi nước, tập trung mạnh vào hydrogen xanh. Hiện tiềm năng sản xuất hydrogen xanh toàn cầu theo khu vực, nhất là với khu vực Châu Phi cận sa mạc Sahara có tiềm năng cao nhất về sản xuất hydrogen xanh (2.715 EJ), tiếp theo là các khu vực Trung Đông và Bắc Phi (2.023 EJ), Bắc Mỹ (1.314 EJ), Châu Đại Dương (1.272 EJ), Nam Mỹ (1.114 EJ), phần còn lại của Châu Á (6.84 EJ), Đông Bắc Á (212 EJ) và Đông Nam Á (64 EJ).

Trong khi đó, khuynh hướng chính sách hydrogen xanh của một số quốc gia như Chiến lược hydrogen quốc gia cho thấy Úc có nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào cần thiết để sản xuất hydrogen sạch, giúp đưa Úc vào vị trí tuyệt vời để trở thành nhà sản xuất hydrogen quan trọng trên thế giới. Chiến lược hydrogen quốc gia trên đã lên kế hoạch giúp cho Úc vượt qua các trở ngại thị trường, đảm bảo tính thống nhất về quy định luật lệ và thiết lập các liên minh thương mại toàn cầu để trở thành người tham gia chơi chính trong lĩnh vực hydrogen vào năm 2030. Đồng thời cung cấp một khuôn khổ pháp lý có thể thích ứng cho phép Úc mở rộng quy mô khi ngành công nghiệp hydrogen mở rộng nhanh chóng hơn.

Ngược lại, như một bước tiến tới Sứ mệnh hydrogen quốc gia, Chính phủ Ấn Độ công bố giai đoạn đầu tiên của dự án Chính sách hydrogen xanh nhằm mục đích hỗ trợ Ấn Độ đạt được mục tiêu về biến đổi khí hậu trong khi thiết lập nước này như một trung tâm hydrogen xanh. Đến năm 2030, Ấn Độ đặt mục tiêu sản xuất 5 triệu tấn mỗi năm (million metric tonne per annum-MMTPA) hydrogen xanh và lượng tương ứng tăng trưởng công suất năng lượng tái tạo (renewable energy-RE). Chính sách trên cũng đưa ra nhiều ưu đãi khác nhau để lôi kéo các nhà đầu tư đặt cược vào việc sản xuất hydrogen xanh và amonia xanh. Ấn Độ hiện đang tiêu thụ 6,7 triệu tấn hydrogen mỗi năm, và dự báo sẽ tăng gần gấp đôi vào năm 2030. Phần lớn sản lượng hydrogen được sử dụng như nhiên liệu xử lý cho các nhà máy cán luyện thép, nhà máy phân bón và nhà máy hóa lọc dầu để tạo ra hàng hóa cuối cùng. Trong khi đó, hydrogen xám được tạo ra bằng nhiên liệu hóa thạch như nhiên liệu khí tự nhiên hoặc naphtha. Mặc dù chi phí điện tái tạo đã giảm đáng kể do việc triển khai ngày càng nhiều năng lượng tái tạo trong sản xuất điện, hydrogen xanh vẫn còn quá đắt đỏ để có thể cạnh tranh với hydrogen xám. Các chính sách ưu đãi sẽ hỗ trợ đem lại sự giảm giá thành sản xuất hydrogen xanh. Tuy nhiên, trở ngại lớn nhất vẫn sẽ làm cho hydrogen xanh sẽ có giá thành rẻ như hydrogen xám là loại hydrogen bây giờ hiện có giá thành rẻ hơn từ bốn đến sáu lần. Chi phí sản xuất sẽ thấp hơn có thể nhờ loại bỏ phí tiếp cận mở trung tâm hydrogen song phí tiếp cận mở trung tậm hydrogen cấp tiểu bang có thể sẽ làm suy yếu các kỳ vọng chính sách khuyến khích. Kết quả là cần phải có sự hợp tác để loại bỏ sự khác biệt về chi phí và cải thiện các chính sách ưu đãi.

Đối với người dân Nhật Bản, chính phủ của họ có những mục tiêu đầy tham vọng về một tương lai không có carbon và an ninh năng lượng. Để giảm chi phí hydrogen vào năm 2030 và thúc đẩy việc sử dụng amonia làm nhiên liệu chuyển tiếp carbon thấp nhằm mục đích thiết lập một môi trường chuỗi cung ứng hydrogen toàn diện toàn cầu. Đó là “Kế hoạch hydrogen cơ bản” (Chiến lược cơ bản) và “Lộ trình chiến lược cho hydrogen và pin nhiên liệu” đã được Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) công bố năm 2017 và năm 2019, đã phác thảo chính sách khung cho sự tăng trưởng của nền kinh tế hydrogen của Nhật Bản.

Trong khi đó, Bangladesh lại bước vào cuộc chiến năng lượng hydrogen bằng cách thành lập một cơ sở nghiên cứu và thực nghiệm xử lý. Sáng kiến ​​này là một phần trong sáng kiến ​​sâu rộng hơn của chính phủ nước này nhằm đa dạng hóa hỗn hợp năng lượng vốn vẫn chủ yếu phụ thuộc vào than và khí đốt. Các nhà máy nguyên mẫu sản xuất hydrogen, sử dụng chất thải và sinh khối làm nguyên liệu. Một nghiên cứu về nhà máy xanh dựa trên việc lưu trữ năng lượng hydrogen (mô hình lai gió-mặt trời) ở bờ biển Bangladesh cho thấy rằng chi phí của hệ thống trên mỗi đơn vị là 0,09 USD/kWh. Điều này xác lập đề án sản xuất hydrogen xanh có thể được sử dụng để lưu trữ năng lượng tái tạo theo cách an toàn hơn cho môi trường. Tuy nhiên, nghiên cứu không phân tích riêng chi phí sản xuất hydrogen tại đây.

Hiện CHLB Đức đang tích cực thực hiện chính sách hydrogen tiên tiến với việc chính phủ nước này đóng góp một phần đáng kể vào nguồn tài chính từ ngân sách nhà nước dành cho các sáng kiến ​​dự án hydrogen, trong đó ưu tiên hydrogen xanh được sản xuất từ ​​các nguồn tái tạo là lựa chọn lâu dài bền vững nhất cũng như đang nghiên cứu khả năng sử dụng hydrogen có hàm lượng carbon thấp (xanh da trời/blue và xanh ngọc lam/turquoise) như một công nghệ cầu nối. Ngoài ra, CHLB Đức còn đặt mục tiêu dẫn đầu trong việc phát triển và xuất khẩu công nghệ hydrogen xanh, đồng thời đang hình thành quan hệ đối tác quốc tế nhằm đảm bảo nguồn cung hydrogen trong tương lai khi nước này tiếp tục phụ thuộc vào nhập khẩu năng lượng. Chiến lược hydrogen quốc gia bao gồm kế hoạch hành động gồm 38 điểm để khởi động thị trường đẩy mạnh sản lượng (ramp-up) hydrogen vào năm 2023.

Mới đây, Trung Quốc đã công bố kế hoạch phát triển năng lượng hydrogen trong giai đoạn 2021–2035 nhằm đạt được mục tiêu cắt giảm lượng khí thải carbon. Kế hoạch trên do Ủy ban cải cách và phát triển quốc gia phối hợp với Cơ quan năng lượng quốc gia công bố nhằm mục đích thiết lập sự phát triển toàn diện của ngành năng lượng hydrogen vào năm 2025, với khả năng đổi mới sự cải thiện và khả năng làm chủ công nghệ cốt lõi (core technologies) và quy trình sản xuất hydrogen. Đến năm 2025, sản lượng hydrogen hàng năm từ năng lượng tái tạo dự báo ​​sẽ đạt từ 100.000 đến 200.000 tấn, góp phần đáng kể vào việc tiêu thụ năng lượng hydrogen mới và cắt giảm từ 1 đến 2 triệu tấn phát thải carbon dioxide. Để hỗ trợ mục tiêu giảm lượng khí thải carbon đến năm 2030, Trung Quốc có kế hoạch phát triển một cơ cấu công nghiệp được tổ chức tốt và tăng cường sử dụng hydrogen được sản xuất từ ​​nguồn năng lượng tái tạo. Đến năm 2035, hydrogen được sản xuất từ ​​năng lượng tái tạo dự kiến ​​sẽ góp phần đáng kể đến quá trình chuyển đổi sang năng lượng xanh của quốc gia.

Để tạo ra nền kinh tế hydrogen ở Vương quốc Anh, điều quan trọng là phải thiết lập rõ ràng và hướng dẫn nhất quán trong khi vẫn linh hoạt để học hỏi từ sáng kiến ​​ban đầu và đưa ra quyết định đem lại lợi ích kinh tế và loại bỏ carbon nhiều nhất trong thời gian dài. Định hướng và mục tiêu chính sách được nêu trong chiến lược này phù hợp với khuôn khổ và ý chí chung của Vương quốc Anh và sẽ hướng dẫn các kế hoạch hành động trong suốt những năm 2020 để có cách tiếp cận lâu dài. Đến năm 2030, Vương quốc Anh đặt mục tiêu trở thành quốc gia dẫn đầu trong ngành công nghiệp hydrogen với công suất sản xuất hydrogen carbon thấp là 5 GW để hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế carbon thấp. Các kế hoạch cũng bao gồm việc mở rộng quy mô trong tương lai theo hướng của đạo luật Ngân sách Carbon 6 (CB 6) đã được Quốc hội Vương quốc Anh thông qua cũng như các mục tiêu phát thải khí CO₂ ròng bằng 0, dẫn đến tạo ra ra nhiều công ăn việc làm mới và minh bạch tăng trưởng trên khắp quốc đảo này. Chiến lược trên cũng nêu bật tầm quan trọng của việc duy trì các lựa chọn thay thế mở và thích ứng với thay đổi điều kiện thị trường do vẫn còn những câu hỏi về kế hoạch sử dụng hydrogen vào năm 2030 và xa hơn thế nữa, bao gồm cả quy mô nhu cầu và dự kiến ​​phân chia kỹ thuật sản xuất. Các công nghệ khác nhau cũng được xem xét để hỗ trợ các mục tiêu vào năm 2030, tham vọng của CB6 và phát thải khí CO₂ ròng bằng 0 nhằm đưa ra nhiều lộ trình thực tế về hydrogen xanh đến năm 2050.

6.2. Đầu tư hydrogen

Do hydrogen đã thu hút được sự chú ý quan tâm như một nguồn năng lượng sạch tiềm năng nên việc đầu tư mạnh công nghệ đổi mới sáng tạo đã tăng lên trên toàn cầu. Các nước như CH Nam Phi, Hàn Quốc, Trung Quốc, Canada và Ấn Độ đều đã đầu tư đáng kể vào việc phát triển và triển khai công nghệ hydrogen. Các quốc gia khác như các nước thành viên EU, Hoa Kỳ và Úc cũng đã khai phá và đầu tư vào công nghệ sản xuất hydrogen xanh. Kết quả nghiên cứu cho thấy năm 2021, Hàn Quốc đã đầu tư 38 tỷ USD so với mức 8,5 tỷ USD của CH Nam Phi và 9,4 tỷ USD của Namibia vào sản xuất hydrogen. Trong năm 2022, các quốc gia như Canada, Ấn Độ và Úc từng là nhà đầu tư hàng đầu vào công nghệ hydrogen, với mỗi quốc gia đã đầu tư hàng tỷ đô-la vào nghiên cứu và phát triển, cơ sở hạ tầng và thực thi. Đầu tư của CH Nam Phi gia tăng đáng kể lên mức 17,8 tỷ USD vào năm 2022 so với năm 2021 do chính phủ nước này tập trung vào xây dựng hệ thống đường ống hydrogen xanh. Hoa Kỳ và Trung Quốc cũng đã đầu tư đáng kể vào công nghệ hydrogen. Trên thực tế, vốn đầu tư vào công nghệ hydrogen xanh thay đổi tùy theo quốc gia hàng năm và dự kiến ​​sẽ tăng, tùy thuộc vào nhu cầu của các sáng kiến ​​và kế hoạch của chính phủ mỗi nước.

6.2.1. Hydrogen ở Úc

Ngành công nghiệp hydrogen đang không ngừng mở rộng của Úc nơi có nguồn đầu tư trị giá từ 133 đến 185 tỷ đô-la Úc (tương đương từ 92 – 128 tỷ USD), tương ứng 35% tổng vốn đầu tư của quốc gia này vào tài nguyên khoáng sản và phi tái tạo. Vào cuối năm 2021, có 83 dự án hydrogen của Úc được triển khai, tăng từ mức 58 dự án vào cuối năm 2020. Một số dự án hydrogen thí điểm, trình diễn và quy mô nhỏ hiện đang ở các giai đoạn vận hành khác nhau nhờ vào khoản đầu tư 1,2 tỷ đô-la Úc của chính phủ nước này vào những nỗ lực đó. Các dự án hydrogen bắt đầu được sản xuất trong nước với quy mô nhỏ vào năm 2021, và trong tháng 2/2021, dự án Chuỗi cung ứng năng lượng hydrogen đã vận chuyển thử nghiệm hydrogen lỏng sang Nhật Bản. Dự án khí xanh Jemena ở phía Tây Sydney tạo ra 53 tấn khí xanh hàng năm bằng phương pháp điện phân sử dụng năng lượng tái tạo, và là hoạt động lớn nhất của dự án này.

Để hỗ trợ sự phát triển nền kinh tế hydrogen của Úc một cách xanh sạch, sáng tạo, an toàn và cạnh tranh, Quỹ phát triển hydrogen của Tập đoàn tài chính năng lượng sạch (CEFC) có kế hoạch chi tới 300 triệu USD cho hoạt động này. CEFC và Cơ quan năng lượng tái tạo Úc (ARENA) đã cùng hợp tác dỡ bỏ rào cản đầu tư để phát triển nền kinh tế hydrogen của Úc. Các dự án được lựa chọn đầu tư vào ARENA thông qua Vòng đấu thầu tài trợ triển khai hydrogen tái tạo sẽ là trọng tâm của Quỹ hydrogen tiên tiến.

Theo thông tin của ARENA đã công bố, Chính phủ Úc gần đây đã phân bổ 20,9 triệu USD để hỗ trợ Hysata-một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại thành phố Wollongong ở ngoại ô Sydney. Khoản tài trợ này nhằm mục đích cho phép Hysata giới thiệu công nghệ điện phân hydrogen tiên tiến về mặt thương mại. Công nghệ tiên tiến của Hysata đã chứng tỏ hiệu quả ấn tượng khi mà hiệu suất sản xuất hydrogen là 95% (tương đương 41,5 kWh/kg), vượt trội so với các công nghệ hiện có thường hoạt động ở hiệu suất khoảng 75% (tương đương 52,5 kWh/kg). Bước đột phá này có khả năng giảm đáng kể chi phí liên quan đến sản xuất hydrogen tái tạo bằng cách giảm lượng điện cần thiết. Hơn nữa, công nghệ này còn mang lại lợi ích bổ sung là giảm cân bằng chi phí của nhà máy bằng cách giảm thiểu điện trở và giảm yêu cầu làm mát. Tại khu vực Pilbara thuộc Tây Úc, công ty Engie sẽ xây dựng một trong những nhà máy hydrogen tái tạo quy mô lớn đầu tiên trên thế giới. Đối với dự án Yuri sản xuất hydrogen tái tạo có trị giá 87 triệu đô-la Úc, bao gồm những hợp phần sau: Máy điện phân 10 MW tạo ra hydrogen tái tạo, nhà máy điện mặt trời 18 MW để chạy máy điện phân và pin lithium-ion công suất 8 MW/5 MWh.

Máy điện phân trên là loại máy điện phân có công suất lớn nhất ở Úc khi hoàn thành việc xây dựng, nằm ở khu vực Pilbara ở Tây Úc, dự án Yury sẽ sẽ xây dựng nhà máy gần cơ sở sản xuất amonia Yara tầm cỡ quy mô thế giới. Cơ sở Yara sẽ sản xuất tới 640 tấn hydrogen tái tạo mỗi năm. Dự án này sẽ nhận được 2 triệu đô-la Úc tài trợ từ Quỹ hydro tái tạo như một phần của Chiến lược hydrogen thuộc Chương trình năng lượng tái tạo của Chính phủ Tây Úc. Hiện có hơn 500 triệu USD đang được đầu tư bởi Chính phủ Nam Úc nhằm đẩy nhanh các dự án hydrogen mới, cơ sở hạ tầng vận chuyển và các công cụ mô hình hóa cho các nhà đầu tư và nhà phát triển.

Bên cạnh đó, Kế hoạch việc làm hydrogen thì lại nhằm mục đích thiết lập một cơ sở sản xuất hydrogen và nhà máy điện quy mô lớn thân thiện với môi trường. Điều này bao gồm các dự án như Công viên hydrogen Nam Úc (HyP SA) trực thuộc Tập đoàn cơ sở hạ tầng khí đốt Úc (AGIG). Đây là dự án trình diễn trị giá 14,5 triệu USD bao gồm máy điện phân lớn nhất ở Úc đặt tại Khu đổi mới Tonnesley ở vùng ngoại ô phía nam của thành phố Adelaide, Dự án cổng bán đảo Eyre tại Cultana được phát triển bởi Hydrogengen Utility™ (H2U), kết hợp hơn 75 MW điện phân nước để tạo ra hydrogen và amonia tái tạo. Dự án hydrogen xanh của Trafigura Group Pte Ltd và Nyrstar xây dựng cơ sở sản xuất hydrogen xanh quy mô thương mại và xây dựng Trung tâm hydrogen tại Port Bonython để tạo ra nguồn hydrogen sạch và đáng kể cho cả thị trường trong nước và quốc tế.

6.2.2. Hydrogen ở Canada

Chính phủ Canada kỳ vọng ngành nhiên liệu sạch sẽ được đánh giá cao ở mức 50 tỷ CAD (tương đương khoảng 38 tỷ USD) và cung cấp 350.000 nhân viên vào năm 2050, bằng cách thành lập Quỹ nhiên liệu sạch trị giá 1,5 tỷ CAD (6/2021) để phát triển nhiên liệu ít carbon như hydrogen. Canada cũng đang chú ý đến việc xuất khẩu hydrogen nhiều như tiêu thụ trong nước. Vốn dĩ là nước dẫn đầu thế giới về công nghệ hydrogen, đạo luật Bill C-12 mới của Canada đã thiết lập các mục tiêu phát thải CO₂ ròng bằng 0, sẽ khuyến khích đầu tư và nghiên cứu nhiều hơn. Nhà máy sản xuất hydrogen đầu tiên đang xây dựng với công suất 100 MW + các trạm phát điện hydrogen xanh đặt ở các tỉnh bang Quebéc và Manitoba. Những ý tưởng này đang được tạo ra đồng hành với chiến lược sản xuất xe ô-tô ở khu vực Bắc Mỹ và Canada.

Trong khi đó, World Energy-một công ty có trụ sở tại tỉnh bang Newfoundland và Labrador, thì lại đang đưa ra quyết định đầu tư cuối cùng, dự kiến ​​vào cuối năm 2023, để xây dựng cái mà họ gọi là cơ sở thương mại sản xuất hydrogen và amonia xanh đầu tiên của Canada. Dự án sáng tạo này được gọi là dự án Nujioqonik được lên kế hoạch cho Vịnh St. George ở phía tây tỉnh bang Newfoundland và được thiết kế với công suất đáng kể để sản xuất 250.000 tấn hydrogen xanh mỗi năm, sau đó sẽ được chuyển đổi thành khoảng 1,2 triệu tấn amonia xanh mỗi năm.

Hơn nữa, nhà phát triển EverWind Fuels tiết lộ rằng những nỗ lực xây dựng ban đầu cho nhà máy sản xuất hydrogen và amonia xanh của họ đã bắt đầu. Cơ sở sản xuất này dự kiến ​​sẽ bắt đầu đi vào sản xuất vào năm 2025. Đây là cơ sở sản xuất hydrogen xanh thứ hai đi vào hoạt động ở khu vực các tỉnh bang Đại tây dương Atlantic Canada trong năm đó. Phó Chủ tịch EverWind Fuels ông Sam Imbeult phát biểu nhấn mạnh EverWind Fuels đã vạch ra một chiến lược phát triển theo từng giai đoạn, với giai đoạn đầu thì đã nhận được giấy phép và đang hướng tới sản xuất và xuất khẩu 200.000 tấn hydrogen xanh mỗi năm Tiếp đó là những kế hoạch được đề ra để sản lượng này tăng lên 1 triệu tấn mỗi năm trong mỗi năm tới.

Một trong những công ty được thành lập ở Canada, Hydrogengenics là công ty con của Cummins Inc. chuyên sản xuất máy điện phân kiềm và PEM cho các ứng dụng khác nhau. Công ty Cummins đã giới thiệu HyLYZER, một sản phẩm đã được chứng minh hệ thống điện phân nước dạng modular được thiết kế tại chỗ thuận tiện cho việc lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời hiện có sẵn tính thương mại trên thị trường. Công nghệ mới này cung cấp các tính năng thân thiện với người dùng, tạo điều kiện cho khả năng mở rộng dễ dàng và có danh tiếng xuất sắc về độ tin cậy, yêu cầu bảo trì tối thiểu và đảm bảo an toàn tại chỗ. HyLYZER rất phù hợp cho các dự án có nhu cầu sản xuất hydrogen từ 1.000 đến 10.000 mét khối bình thường mỗi giờ (Nm³/h).

6.2.3. Hydrogen ở Hoa Kỳ

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DoE) đã cung cấp gói tài trợ 7 tỷ USD để hỗ trợ việc tạo ra các trung tâm hydrogen sạch khu vực (H2Hub) trên khắp đất nước, sẽ đóng vai trò là nguồn năng lượng quan trọng trong nền kinh tế năng lượng sạch trong tương lai của quốc gia. DoE cũng đã đưa ra dự luật Chiến lược và lộ trình hydrogen sạch quốc gia để lấy ý kiến ​​​​công chúng như một phần cam kết của DoE nhằm đẩy nhanh việc triển khai nhiên liệu hydrogen sạch trên toàn quốc. H2Hub cũng sẽ đóng một vai trò quan trọng trong những nỗ lực của Bộ nhằm hỗ trợ chính quyền địa phương trên toàn quốc trong việc sử dụng hydrogen sạch và đạt được mục tiêu của Tổng thống Joe Biden về nền kinh tế không có carbon vào năm 2050. Đây là một trong những khoản đầu tư lớn nhất trong lịch sử của DoE. Văn phòng thực thi năng lượng sạch sẽ tài trợ cho các trung tâm H2Hub theo đạo luật Cơ sở hạ tầng đã được lưỡng đảng tại Quốc hội Hoa Kỳ phê chuẩn và được Tổng thống Biden ký thông qua (15/11/2021) trị giá 1.200 tỷ USD. Theo đó, đạo luật này sẽ đầu tư 500 triệu USD để sản xuất hydrogen sạch và sáng kiến ​​tái chế, 8 tỷ USD cho các trung tâm hydrogen sạch trong khu vực nhằm hỗ trợ sản xuất thiết bị và chuỗi nguồn cung nội địa mạnh mẽ, và 1 tỷ USD dành cho chương trình điện phân hydrogen sạch để cắt giảm chi phí sản xuất hydrogen từ điện sạch.

Ngoài ra, Sáng kiến ​​“Energy Earthshots Initiative” cũng được tạo ra để đẩy nhanh các giải pháp năng lượng sạch, giá cả phải chăng, nhằm đặt mục tiêu đầu tiên hoặc xử lý xong (shot) để giảm chi phí hydrogen sạch xuống chỉ còn 1 USD/1 kg trong vòng một thập kỷ tới.

6.2.4. Hydrogen ở Trung Quốc

Tập đoàn dầu khí và hóa chất Trung Quốc (Sinopec) là công ty sở hữu nhà máy lọc dầu lớn nhất thế giới tính theo khối lượng và đã xây dựng dự án bốn nhà máy lọc dầu hydrogen xanh. Những sáng kiến ​​này bao gồm 100.000 tấn hydrogen xanh mỗi năm đặt ở Ulaanqab (khu tự trị Nội Mông), 10.000 tấn hydrogen xanh mỗi năm của dự án năng lượng mặt trời đặt ở Kuqa, khu tự trị Duy Ngô Nhĩ (Uygur) Tân Cương và 10.000 tấn hydrogen xanh mỗi năm thuộc dự án năng lượng gió và năng lượng mặt trời đặt tại Ordos, khu tự trị Nội Mông. Đây là một phần của kế hoạch Sinopec đầu tư 4,6 tỷ USD đến năm 2025 cho sản xuấthydrogen với dự kiến tăng khả năng sản xuất hydrogen hàng năm lên 500.000 tấn vào năm đó.

Các kế hoạch sản xuất hydrogen đầy tham vọng của Tập đoàn đầu tư điện lực thuộc nhà nước thì lại bao gồm một dự án trình diễn hydrogen ở khu tự trị Tây Tạng sử dụng hydrogen để giải quyết tính chất không liên tục của các nguồn RE. Các công ty tư nhân khác cũng đang tái định vị kế hoạch sản xuất hydrogen trong nước. Nhà sản xuất quặng sắt lớn nhất thế giới, Fortescue Metals Group và Envision Group, một công ty công nghệ xanh của Trung Quốc đã đồng ý hợp tác để sản xuất 10 triệu tấn hydrogen xanh vào năm 2030. Tập đoàn kỹ thuật năng lượng Trung Quốc (CEEC), nhà cung cấp giải pháp năng lượng xanh, cũng đã bắt đầu xây dựng một trong những khu sản xuất hydrogen xanh lớn nhất quốc gia ở Lan Châu (tỉnh Cam Túc). Dự án gồm ba giai đoạn dự kiến sẽ tiêu tốn 15 tỷ nhân dân tệ (tương đương 2,23 tỷ USD), bao gồm kỹ thuật công nghệ tiến tiến, mua sắm và xây dựng cơ sở vật chất cho toàn bộ chuỗi công nghiệp hydrogen từ sản xuất, lưu trữ và vận chuyển đến nạp lại dưới dạng pin hydrogen và phương tiện chạy bằng hydrogen. Trong giai đoạn đầu tiên, CEEC sẽ đầu tư 3 tỷ nhân dân tệ (tương đương 442,32 triệu USD) để xây dựng cơ sở vật chất trên khu đất dài 2,83 km để sản xuất 20.000 tấn hydrogen xanh mỗi năm và lưu trữ 100.000 mét khối hydrogen thông qua sự hợp tác với chuyên gia pin nhiên liệu Troowin Power System Technology (tỉnh Vũ Hán).

Một trung tâm hydro xanh để vận chuyển và sản xuất thiết bị hydro nằm trong số các cơ sở khác trong giai đoạn đầu. Hydrogen xanh sẽ được tạo ra bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo sạch như năng lượng mặt trời hoặc gió, những nguồn năng lượng không thải ra khí nhà kính GHG. Đến năm 2025, Chính phủ Trung Quốc kỳ vọng sẽ đạt được 50.000 phương tiện chạy pin nhiên liệu trên đường và công suất sản xuất hydrogen xanh sẽ từ 100.000 đến 200.000 tấn mỗi năm.

6.2.5. Hydrogen ở Ấn Độ

Chính phủ Ấn Độ đề xuất đầu tư 800 triệu rupee-INR (tương đương khoảng 96 triệu USD) để khuyến khích chuyển đổi sang sử dụng hydrogen xanh vào năm 2024 đối với các dự án thí điểm, chuỗi cung ứng và cơ sở hạ tầng, R&D, luật pháp và nhận thức của công chúng. Theo quy định của dự án Green Energy Corridor mới được thành lập gần đây, bất kỳ cơ sở năng lượng tái tạo mới nào cho mục đích sản xuất hydrogen xanh trước tháng 7/2025 thì sẽ được hưởng 25 năm sử dụng điện miễn phí. Theo đó, có tới 7 bang được đưa vào khuôn khổ dự án gồm Gujarat, Himachal Pradesh, Karnataka, Kerala, Rajasthan, Tamil Nadu và Uttar Pradesh, ban đầu sẽ nhận được tài trợ để xây dựng 20 nhà máy điện năng lượng tái tạo có công suất 20 GW. Ở bang Rajasthan, Tập đoàn Avaada sẽ đầu tư hơn 5 tỷ USD để xây dựng một nhà máy sản xuất hydrogen và amonia xanh tích hợp với công suất RE cố định. Đến năm 2025 và 2030, tập đoàn này sẽ kỳ vọng đạt được mức công suất lần lượt là 11 GW và 30 GW. Với sự tích hợp ngược vào polysilicon, thỏi mảnh vậ liệu tinh khiết và tấm bán dẫn, tập đoàn trên dự định tăng quy mô sản xuất PV lên 10 GW vào năm 2030.

6.2.6. Các nước khác

CHLB Đức sẽ đầu tư 10,6 tỷ USD, trong khi CH Pháp và Bồ Đào Nha sẽ đầu tư mỗi bên đóng góp 8 tỷ USD, Vương quốc Anh dự kiến ​​chi 16,6 tỷ USD, Nhật Bản chi 3 tỷ USD và Trung Quốc (nhà sản xuất hydrogen xanh lớn nhất thế giới) sẽ đầu tư 16 tỷ USD vào năm 2020 để xanh hóa hoạt động kinh doanh của họ. Theo dõi thông qua đạo luật về hydrogen, các tập đoàn doanh nghiệp được chính phủ hậu thuẫn ở Hàn Quốc đồng ý đầu tư 38 tỷ USD vào năm 2021 để nâng cao năng lực ngành công nghiệp hydrogen của đất nước vào năm 2030. Năm 2021, Namibia cũng đã triển khai chương trình dự án hydrogen xanh ước tính trị giá 9,4 tỷ USD, được lên kế hoạch bắt đầu sản xuất vào năm 2026. Mục tiêu đầu tiên là sản xuất 2 GW năng lượng tái tạo cho thị trường khu vực và trên toàn thế giới. Hội nghị biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc lần thứ 26 ở Glasgow (COP26) đã đưa ra cam kết chi 8,5 USD tỷ để hỗ trợ quá trình dự án “Just Energy Transition Partnership” của CH Nam Phi trong việc chuyển đổi sang con đường phát triển phát thải carbon thấp, bao gồm mục tiêu “phát triển các triển vọng kinh tế mới như năng lượng xanh hydrogen”. CH Nam Phi cũng đã công bố ý định (2/2022) để hỗ trợ một loạt các dự án hydrogen xanh trị giá khoảng 17,8 tỷ USD trong thập kỷ tiếp theo. Tương tự, các nước Kenya, Marroco và Nigeria đang phát triển các chiến lược để đưa hydrogen xanh vào hỗn hợp năng lượng.

Các hệ thống máy điện phân hydrogen xanh của hãng Siemens có bán trên thị trường, bao gồm Silyzer và ITM Power. Silyzer của Siemens được biết đến với khả năng mở rộng quy mô công suất lên tới mức hai chữ số megawatt và sử dụng công nghệ điện phân PEM, phù hợp với ngành tiêu chuẩn. Hãng Siemens cung cấp nhiều tùy chọn máy điện phân trong danh mục đầu tư của họ, trong đó máy điện phân Silyzer 300 là sản phẩm mới nhất và mạnh mẽ nhất của họ trên dây chuyền sản xuất, có mức tiêu thụ điện năng từ hai chữ số megawatt và năng lực sản xuất từ ​​100 đến 2.000 kg mỗi giờ. Hãng Siemens còn tự khẳng định mình là nhà sản xuất máy điện phân PEM hàng đầu thế giới cho sản xuất hydrogen xanh.

Trong khi đó, máy điện phân ITM Power đã được thị trường công nhận và đảm bảo quan hệ đối tác với các công ty hàng đầu trong ngành, chẳng hạn như Linde và Shell, trong lĩnh vực sáng kiến ​​hydrogen xanh. Hãng Linde, một công ty khí đốt toàn cầu, đã thành lập một liên doanh liên doanh tập trung vào kinh doanh khí hydrogen xanh. Thiết kế của ITM Power và sản xuất máy điện phân PEM dạng modular để tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất hydrogen xanh. Hãng Shell, một công ty năng lượng, đã chọn máy điện phân ITM 10 MW cho cơ sở hydrogen xanh của họ đặt tại Nhà máy hóa chất mang tên Công viên hóa chất và năng lượng Rheinland ở Wesseling (CHLB Đức), với sự hỗ trợ đến từ cam kết chung về pin nhiên liệu và hydrogen của Ủy ban Châu Âu (FCH-JU).

7. Tiềm năng và thách thức của công nghệ sản xuất hydrogen

Khái niệm về một thế giới chạy bằng hydrogen đã được thảo luận nhiều năm. Mặc dù tiến độ đạt được có vẻ chậm chạp, thế giới lại có ấn tượng rằng nó đang và sẽ luôn là nhiên liệu của tương lai. Điều này đặc biệt đúng đối với việc phát triển cơ sở hạ tầng cũng như các biện pháp cắt giảm chi phí với cả những tiềm năng và thách thức hiện tại của công nghệ sản xuất hydrogen. Sản xuất hydrogen hiện nay chủ yếu liên quan đến điện phân và tái sinh reforming nhiên liệu hóa thạch Quá trình trước đây tiêu tốn nhiều năng lượng và tốn kém về mặt tiêu thụ điện năng và đòi hỏi nguồn năng lượng tái tạo. Những điều này đã trở thành rào cản đối với sự phát triển thị trường năng lượng.

Trong một số công nghệ sản xuất hydrogen nhất định, chẳng hạn như điện phân thì cần khoảng 9 kg nước để sản xuất 1 kg hydrogen. Điều này có thể là vấn đề ở những vùng khan hiếm nước như Pakistan và Thổ Nhĩ Kỳ, dẫn đến sự cạnh tranh về nguồn nước giữa sản xuất hydrogen và các nhu cầu thiết yếu khác. Hơn nữa, chất lượng của nước sử dụng là rất quan trọng vì tạp chất có thể ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất. Các tác động môi trường bao gồm tác hại tiềm ẩn đối với hệ sinh thái dưới nước và sự gia tăng mức tiêu thụ năng lượng. Tuy nhiên, nghiên cứu đang tiến hành nhằm mục đích phát triển các phương pháp tiết kiệm nước hơn, chẳng hạn như tưới nhỏ giọt trong nông nghiệp, và các quy định có thể khuyến khích việc sử dụng nước có trách nhiệm trong ngành công nghiệp hydrogen để giải quyết những mối lo ngại này và làm cho việc sản xuất hydrogen bền vững hơn trong tương lai.

Hydrogen có thể cung cấp năng lượng cho động cơ đốt trong song nó lại thải ra oxide nitrogen và kém hiệu quả hơn pin nhiên liệu. Chi phí nhiên liệu các tế bào cao và sự sẵn có hạn chế của các trạm tiếp nhiên liệu hydrogen đã hạn chế số lượng phương tiện chạy bằng hydrogen trên đường hiện nay. Thiếu khả năng tiếp cận các trạm tiếp nhiên liệu hydrogen sẽ không khuyến khích người dân mua xe chạy bằng nhiên liệu hydrogen và các công ty thì lại đang do dự trong việc lắp đặt các trạm tiếp nhiên liệu mà không có thị trường cho xe chạy bằng nhiên liệu hydrogen.

Mặc dù hydrogen có thể được phân phối ở dạng nén dưới dạng chất lỏng ở –253 ◦C hoặc ở áp suất cao, công tác hậu cần vận chuyển đường dài ở hình thức này vẫn là một rào cản đáng kể. Lưu trữ hydrogen lỏng đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và cách nhiệt để duy trì nhiệt độ cực kỳ thấp. Sự phát triển của công nghệ chuyển đổi hydrogen được tạo ra thông qua điện phân (được tạo ra tại chỗ hoặc bên ngoài điện phân hơi nước/nước để chuyển đổi carbon dioxide) thành chất lỏng nhiên liệu, chẳng hạn như dầu diesel, dimethyl ether (DME), methane và ammonia luôn là những chủ đề của sự nỗ lực mãnh liệt. Điều này sẽ tạo thuận lợi cho việc vận chuyển từ những khu vực có nồng độ RE cao đến những khu vực có lượng năng lượng tái tạo hạn chế tài nguyên và nhiên liệu hóa thạch. Khi ngành công nghiệp mở rộng, người ta dự báo rằng một số triển khai mới sẽ được thực hiện cho các sản phẩm này. Hơn nữa, những lo ngại đáng kể cũng đã được đặt ra về mức độ an toàn hydrogen do tính dễ cháy cao khi có thể bốc cháy trên nhiều điều kiện phạm vi rộng. Hydrogen không màu, không mùi và nhẹ hơn không khí nên khó phát hiện rò rỉ. Phát triển an toàn và hiệu quả công nghệ lưu trữ hydrogen vẫn là một thách thức đáng kể. Khí hydrogen phải được lưu trữ ở áp suất cao hoặc nhiệt độ đông lạnh, cũng có thể gây ra rủi ro về độ an toàn. Vì vậy, việc xây dựng một cơ sở hạ tầng hydrogen mạnh mẽ, bao gồm cơ sở sản xuất và mạng lưới phân phối, cũng như đào tạo và thiết bị chữa cháy chuyên dụng, đòi hỏi xem xét cẩn thận các biện pháp và quy định an toàn. Nhận thức công cộng và giáo dục về an toàn hydrogen là rất quan trọng để triển khai thành công các công nghệ hydrogen tương lai.

8. Định hướng phát triển năng lượng hydrogen trong tương lai

Các hướng nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc nhân rộng và phát triển công nghệ hydrogen xanh ít nhất phải đáp ứng được sự sẵn sàng về cấp độ công nghệ (TRL) 5–6 (phát triển công nghệ và trình diễn khả năng tồn tại) với vai trò của các nhà sản xuất hydrogen, chính phủ các nước và các nhà nghiên cứu trong việc phát triển các hướng hydrogen trong tương lai, là điều rất quan trọng. Trong khi các nhà nghiên cứu nỗ lực sản xuất hydrogen xanh để ứng phó với biến đổi khí hậu thì các ngành công nghiệp lại phải tìm cách vận chuyển, lưu trữ, phân phối và tăng trạm nhiên liệu, kể cả ở khu vực nông thôn. Trong khi đó, chính phủ các nước cũng nên xem xét và thực hiện các chính sách cẩn thận nhằm định vị môi trường hydrogen xanh đóng một vai trò thiết yếu trong nỗ lực toàn cầu về lâu dài để đạt được một năng lượng toàn cầu hiệu quả, linh hoạt, an toàn và là hệ thống sạch. Ngoài ra, chính phủ các nước cũng còn nên phát triển và đảm bảo nguồn cung cấp hydrogen không carbon trong nước vì việc sản xuất hydrogen xanh vẫn cực kỳ tốn kém và chỉ có thể được thực hiện ở quy mô nhỏ. Hiện tại có cơ sở hạ tầng không đủ để lưu trữ một lượng lớn hydrogen hóa lỏng trong thời gian dài cũng như vận chuyển nó trên một khoảng cách dài và phân phối nó ra thị trường. Kết quả là chính phủ ở mọi quốc gia đều phải nhập khẩu một lượng lớn một phần nhu cầu của họ về hydrogen trung hòa carbon và không carbon.

Trong tương lai, sự thành công của hệ thống năng lượng hydrogen sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như cạnh tranh thị trường và nhu cầu. Ví dụ, thiết bị chạy bằng hydrogen phải cạnh tranh với nhiên liệu thay thế tùy chọn. Những thách thức như thiếu cơ sở hạ tầng tiếp nhiên liệu và tốc độ cao cũng như chi phí tiếp nhiên liệu hydrogen hiện đang cản trở sự phổ biến rộng rãi việc áp dụng các phương tiện sử dụng pin nhiên liệu. Tuy nhiên, nếu có nhu cầu cao về hydrogen, chi phí tiếp nhiên liệu có thể giảm nhờ quy mô sản xuất kinh tế.

Hydrogen có nhiều tiềm năng hơn để cung cấp năng lượng cho các phương tiện hạng nặng như xe buýt, xe lửa và xe tải được sử dụng trong các ngành công nghiệp như khai thác mỏ. Hệ thống pin nhiên liệu được đặc biệt hiệu quả khi mức dự trữ năng lượng trên một đơn vị khối lượng cao. Ngoài ra, việc sử dụng hydrogen truyền thống như methane sản xuất, hệ thống mạng lưới khí đốt và hóa lọc dầu có thể sẽ chỉ đạt mức khiêm tốn tăng trưởng vào năm 2050, trong khi nhu cầu về hydrogen làm nhiên liệu dự kiến ​​sẽ tăng đáng kể bắt đầu từ năm 2030, chiếm 35% tổng nhu cầu hydrogen vào năm 2050.

Cơ sở hạ tầng hỗ trợ cung cấp năng lượng của thế giới đã phát triển thành một hệ thống phức tạp, bao gồm khai thác, chế biến và vận chuyển trong thế kỷ qua. Việc thực hiện những thay đổi đáng kể đối với hệ thống này có thể còn phả mất nhiều năm. Để hydrogen trở thành nhiên liệu thành công thì nó phải vượt qua những thách thức như xây dựng lại hoặc sửa đổi phần lớn cơ sở hạ tầng hiện có và sự cạnh tranh với các nguồn năng lượng khác. Các quá trình tích hợp hydrogen vào hệ thống cung cấp năng lượng có thể xảy ra diễn ra trong nhiều thập kỷ và có thể bị diễn ra chậm lại bởi các yếu tố chẳng hạn như suy thoái kinh tế do đại dịch COVID-19 gây ra. Ngoài ra, các nhà hoạch định chính sách cũng nên tập trung vào việc tìm kiếm các giải pháp hiệu quả về mặt chi phí để chuyển đổi sang sử dụng hydrogen và khai phá các cách thức sử dụng hydrogen và các ngành công nghiệp khí đốt tự nhiên có thể bổ sung cho nhau.

9. Kết luận

Đánh giá này cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về tiến độ sản xuất trên toàn cầu về công nghệ sản xuất hydrogen xanh và các chính sách liên quan, đặc biệt chú trọng đến điện phân và tiềm năng của các công nghệ hydrogen xanh mới nổi, bao gồm cả oxide rắn tế bào điện phân (SOEC), tái sinh reforming khí methane bằng hơi điện (ESMR), màng trao đổi anion (AEM), điện phân không khí trực tiếp (DAE) và tế bào điện phân vi sinh vật (MEC). Tiềm năng của hydrogen xanh thay thế các loại nhiên liệu có hàm lượng carbon cao hiện nay, đặc biệt là những loại có nguồn gốc từ nhiên liệu xanh hoặc hydrogen xám, được làm nổi bật, thể hiện tiềm năng giảm thiểu phát thải trong các ngành công nghiệp và đóng vai trò là nguồn năng lượng cho điện, nhiệt và giao thông vận tải.

Hydrogen xanh đã thu hút được sự quan tâm và đầu tư đáng kể trong các ngành công nghiệp khác nhau do tính linh hoạt của nó trong quá trình sản xuất chuỗi, từ sản xuất năng lượng điện tái tạo đến điện phân nước và tổng hợp hydrogen. Những nỗ lực gần đây đã hướng tới phát triển công nghệ hydrogen xanh dựa vào năng lượng tái tạo là nguồn sản xuất hydrogen. Những công nghệ này bao gồm điện phân tái tạo, sử dụng điện từ các nguồn tái tạo như như năng lượng mặt trời, gió hoặc thủy điện để cung cấp năng lượng cho quá trình điện phân hydrogen và sản xuất hydrogen dựa trên sinh học, sử dụng chất thải hữu cơ và sinh khối thông qua quá trình khí hóa, lên men hoặc nhiệt phân.

Dữ liệu thu thập được từ đánh giá này nhấn mạnh hydrogen xanh vẫn còn tương đối đắt so với các giải pháp thay thế không tái tạo như đầu vào cho doanh nghiệp hoặc một nguồn năng lượng. Các chính phủ trên khắp toàn cầu, bao gồm cả Úc, Canada, Ấn Độ và Trung Quốc, đều đã thực hiện đầu tư đáng kể vào công nghệ hydrogen xanh. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DoE) đã đặt ra mục tiêu đầy tham vọng là giảm chi phí sản xuất hydrogen xuống còn 1 USD/kg vào năm 2030. Điện phân là công nghệ hydrogen xanh hoàn thiện nhất, được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực khác nhau dựa trên sự hoàn thiện về mặt công nghệ của nó. Trong số các phương pháp mới hơn này, SOEC đã thể hiện nhiều hứa hẹn, mặc dù có những hạn chế như thời gian khởi động dài hơn và tính không ổn định cơ học do ứng suất nhiệt, được bù đắp bởi chi phí vật liệu thấp. SOEC chứng minh tính thực tế tại chỗ và tích hợp hiệu quả với các nguồn năng lượng tái tạo không liên tục. Trong khi các công nghệ khác đang ở giai đoạn phát triển ban đầu, nhóm tác giả dự báo sẽ có khả năng tồn tại trong những năm tới.

Những tiến bộ trong sản xuất hydrogen xanh rất quan trọng đối với các nhà hoạch định chính sách, các ngành công nghiệp và nhà nghiên cứu ở nhiều quốc gia khác nhau. Các nhà hoạch định chính sách hiện đang tập trung vào việc nâng cao khả năng cạnh tranh kinh tế, loại bỏ carbon, và quy định luật lệ để hỗ trợ sự phát triển của ngành hydrogen xanh. Hỗ trợ và khuyến khích của chính phủ các nước trên thế giới, bao gồm trợ cấp, tín dụng thuế và các khoản tài trợ khác, được dự báo sẽ gia tăng trên toàn cầu để thúc đẩy sản xuất hydrogen xanh. Các chính phủ trên toàn thế giới cũng sẽ đưa ra các quy định chặt chẽ hơn về môi trường, khuyến khích các ngành công nghiệp áp dụng năng lượng sạch, những nguồn như hydrogen xanh. Do đó, các ngành công nghiệp được hưởng lợi từ quá trình chuyển đổi năng lượng, cơ hội xuất khẩu và thúc đẩy đổi mới bằng công nghệ hydrogen xanh. Các nhà nghiên cứu đóng một vai trò quan trọng trong tiến bộ công nghệ đổi mới sáng tạo cùng một lúc. Những nỗ lực nghiên cứu và phát triển liên tục có thể sẽ nâng cao hiệu quả và hiệu quả chi phí công nghệ sản xuất hydrogen xanh.

Tuy vậy, vẫn còn tồn tại một số thách thức và dự kiến ​​sẽ kéo dài trong thập kỷ tiếp theo, bao gồm chi phí sản xuất cao, phát triển cơ sở hạ tầng rộng rãi, sản xuất không liên tục do phụ thuộc vào năng lượng tái tạo, phát triển thị trường và hợp tác toàn cầu. Giải quyết những thách thức và vấn đề về hydrogen đòi hỏi một cách tiếp cận đa ngành liên quan đến sự hợp tác giữa ngành công nghiệp, cơ quan chính phủ, nhà nghiên cứu và tổ chức tiêu chuẩn. Ngoài ra, tiến bộ công nghệ và nghiên cứu đang diễn ra là rất quan trọng để cải thiện độ an toàn của hydrogen trong toàn bộ vòng đời của nó, từ sản xuất đến các ứng dụng sử dụng cuối cùng. Vượt qua những thách thức này sẽ là điều cần thiết để nhận ra những lợi ích tiềm năng của hydrogen xanh về mặt tăng trưởng kinh tế, bền vững môi trường và an ninh năng lượng.

Những hạn chế trong đánh giá này xuất phát từ sự khan hiếm dữ liệu, đặc biệt là ở đánh giá sự sẵn có và tính bền vững của các nguồn lực cần thiết như nguồn năng lượng tái tạo (ví dụ: năng lượng mặt trời, gió) và nước cho xanh sản xuất hydrogen ở các khu vực cụ thể và đạt được kết quả dữ liệu tác động môi trường toàn diện cho tất cả các giai đoạn của chu trình vòng đời sản xuất hydrogen, bao gồm phát thải, sử dụng nước và sử dụng đất. Đánh giá nhấn mạnh những hạn chế của công nghệ sản xuất hydrogen xanh bằng cách tập trung vào đánh giá vòng đời và nghiên cứu kinh tế-kỹ thuật của chúng. Các nghiên cứu gần đây đã tập trung vào việc phát triển tính ổn định, đáng tin cậy, thiết thực và công nghệ sản xuất hydrogen xanh hiệu quả về mặt chi phí. Mỗi phương pháp này đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng nên việc lựa chọn công nghệ tối ưu nhất phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc giảm thiểu tác động môi trường của việc sản xuất hydrogen xanh, chẳng hạn như giảm thiểu sử dụng nước, tối ưu hóa các nguồn tài nguyên tái tạo và phát triển công nghệ thu giữ và sử dụng carbon. Hơn nữa, cần phải phân tích sâu hơn để khai phá khái niệm nền kinh tế tuần hoàn trong bối cảnh sản xuất của ngành hydrogen, xem xét các phương án tái chế, tái sử dụng hoặc tái sử dụng vật liệu và sản phẩm phụ trong chuỗi giá trị hydrogen.

Tóm lại, hydrogen xanh có nguồn gốc từ các nguồn tái tạo, đã góp phần mang lại một giải pháp bền vững để loại carbon trong ngành năng lượng, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và tăng cường khả năng phục hồi khí hậu và môi trường trên trái đất. Các ứng dụng của hydrogen xanh trong các lĩnh vực khác nhau cho phép cắt giảm đáng kể lượng phát thải khí nhà kính GHG, giúp thúc đẩy tính bền vững của môi trường. Chi phí sản xuất giảm nhanh sẽ góp phần định vị hydrogen xanh như một giải pháp thay thế hiệu quả về mặt chi phí, đóng vai trò then chốt trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu và phù hợp với Các mục tiêu bền vững toàn cầu như các nguyên tắc SDG của Liên hợp quốc và ESG là bộ tiêu chuẩn về quản trị môi trường, xã hội và doanh nghiệp là tập hợp các vấn đề cần cân nhắc, bao gồm các vấn đề môi trường, vấn đề xã hội và quản trị doanh nghiệp có thể được xem xét khi đầu tư.

Tuấn Hùng

Researchgate.net