Hydro sạch—nghĩa là hydro được sản xuất theo cách tạo ra ít hoặc không tạo ra khí thải CO2 bằng cách sử dụng điện tái tạo cộng với điện phân ('hydro xanh') hoặc nhiên liệu hóa thạch cộng với thu hồi và lưu trữ carbon (hydro xanh')—sẽ có vai trò quan trọng trong giúp thế giới đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, đặc biệt là trong việc khử cacbon trong các lĩnh vực khó giảm thiểu như hàng không, vận tải đường bộ, vận chuyển và sản xuất thép.
Trong năm qua, số lượng dự án hydro sạch được đề xuất hoặc đang được phát triển đã tăng vọt, bao gồm cả việc tài trợ cho 6 đến 10 trung tâm hydro sạch (H2Hubs) theo chương trình Trung tâm hydro sạch khu vực (H2Hubs) của Bộ Năng lượng, trong đó hơn 30 các hiệp hội khu vực dự kiến trong tháng này sẽ nộp đơn đăng ký đầy đủ. Tuy nhiên, một phân tích trong báo cáo của Deloitte, Hydrogen: Làm cho nó xảy ra , cho thấy thế giới đang không mở rộng quy mô sản xuất đủ nhanh để đáp ứng mức nhu cầu hydro sạch được dự đoán trong kịch bản 'Không phát thải ròng vào năm 2050' từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA). ).
Dựa trên phân tích các cuộc phỏng vấn với hơn 350 CEO, giám đốc điều hành và lãnh đạo trong khu vực tư nhân và công cộng, báo cáo của Deloitte kết luận rằng việc liên kết nhu cầu, sản xuất và phân phối hydro sạch trong các trung tâm công nghiệp mang lại con đường hiệu quả nhất để thúc đẩy sự phát triển của thị trường hydro sạch.
Geoff Tuff , hiệu trưởng và lãnh đạo Khí hậu & Bền vững về Năng lượng, Tài nguyên & Công nghiệp, Deloitte Consulting LLP cho biết: “Làm cho hydro sạch trở thành một phần quan trọng trong việc đạt được mức 0 ròng không còn là thách thức chủ yếu về công nghệ nữa—đó là thách thức kinh doanh. “Các trung tâm năng lượng sạch có thể đưa ra giải pháp thiết thực để giúp các công ty vượt qua quan điểm chính thống cũ về cạnh tranh tổng bằng 0 và mở rộng quy mô cung cấp hydro sạch bằng cách hợp tác với nhau theo những cách quan trọng.”
Cho đến nay, các dự án hydro sạch chủ yếu phụ thuộc vào sự hỗ trợ đáng kể của chính phủ để đạt được khả năng kinh tế, nhưng việc có được sự hỗ trợ tài chính đủ để thuyết phục tổ chức khu vực tư nhân đưa ra quyết định đầu tư cuối cùng (FID) thường tỏ ra khó nắm bắt. Các trung tâm hydro có thể giúp phá vỡ bế tắc bằng cách làm cho ngành công nghiệp ít phụ thuộc vào sự hỗ trợ của chính phủ. Tarek Helmi , một đối tác của Deloitte Hà Lan và Tương lai cho biết: “Nếu chúng ta muốn đáp ứng các mục tiêu khí hậu toàn cầu, điều quan trọng là chúng ta phải tìm cách bắt đầu thực hiện các dự án hydro quy mô lớn, ít hoặc không phát thải với tốc độ nhanh hơn. Dẫn đầu về năng lượng và hydro toàn cầu. “Các trung tâm hydro có thể đẩy nhanh quá trình sản xuất hydro sạch bằng cách liên kết nhu cầu, sản xuất và phân phối ở gần nhau về mặt địa lý.”
Cảnh quan hydro sạch vào năm 2023
Mặc dù việc sản xuất nhiên liệu hydro sạch đang tăng lên nhanh chóng ở cả Hoa Kỳ và toàn cầu, nhưng nhu cầu về hydro sạch dự kiến sẽ vượt xa nguồn cung. Đến năm 2030 , IEA dự đoán rằng nhu cầu hydro sạch có thể đạt 150 megaton (Mt)/năm. Theo IEA, con số này gần gấp ba lần công suất hàng năm 53 triệu tấn của nguồn cung cấp hydro sạch hiện có và đã công bố tính đến tháng 8 năm 2022, theo IEA—một con số bao gồm các dự án trong giai đoạn lập kế hoạch ban đầu mà quyết định đầu tư cuối cùng vẫn chưa được đưa ra.
Trong nỗ lực tăng cường cung cấp hydro sạch, DOE dự kiến sẽ trao 7 tỷ đô la vào mùa hè này để tài trợ cho việc phát triển tối đa mười trung tâm hydro sạch trong khu vực. Các trung tâm này nhằm kết nối các mạng lưới khu vực gồm các nhà sản xuất và người tiêu dùng hydro được liên kết với nhau bằng cơ sở hạ tầng liên kết.
Ưu đãi thuế từ Đạo luật giảm lạm phát có khả năng cải thiện sức hấp dẫn tài chính của hydro carbon thấp bằng cách giảm chi phí sản xuất và chi phí mua hàng. Stanley Porter , trưởng bộ phận Năng lượng, Tài nguyên & Công nghiệp Toàn cầu, Deloitte Consulting LLP cho biết: “Những khoản tín dụng thuế này đã thúc đẩy rất nhiều sự quan tâm và đầu tư tư nhân vào việc phát triển các trung tâm này . “Trên thực tế, chúng tôi đã nghe từ nhiều người tham gia và nhà tổ chức trung tâm hydro sạch đơn lẻ rằng họ có đủ động lực để tiếp tục đầu tư vào các dự án của mình bất kể họ có thực sự nhận được tài trợ từ Bộ Năng lượng hay không,” ông nhận xét.
Mở rộng quy mô sản xuất và nhu cầu hydro sạch: 5 bước
Báo cáo của Deloitte nêu chi tiết năm cách mà các công ty có thể làm việc để tăng quy mô sản xuất và nhu cầu hydro sạch bằng cách hợp tác, thử nghiệm và áp dụng đổi mới mô hình kinh doanh:
1. Phát triển các đề xuất giá trị mới khuyến khích việc áp dụng các sản phẩm có hàm lượng carbon thấp. Chúng tôi đang thấy điều này đã có trên thị trường nhiên liệu hàng không bền vững (SAF), nơi các hãng hàng không hợp tác sử dụng hệ thống tín dụng và chứng chỉ để khuyến khích sự phát triển của thị trường SAF và cố gắng giảm lượng khí thải hàng không nói chung.
Các hãng hàng không cạnh tranh đang hợp tác để giảm lượng khí thải bằng cách phát triển thị trường nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) .
2. Điều chỉnh các công nghệ khử cacbon để áp dụng trong từng lĩnh vực. Các chương trình nghiên cứu và phát triển có mục tiêu kết hợp với các dự án thí điểm có thể xác định các cơ hội đầy hứa hẹn để tinh chỉnh và triển khai công nghệ trong các trường hợp sử dụng cụ thể. Bằng cách hợp tác trong từng lĩnh vực hoặc ngành, các công ty có thể tập hợp các nguồn lực của mình và cải thiện cơ hội đạt được các chiến thắng ngắn hạn để thúc đẩy đầu tư thêm .
3. Tăng nguồn cung bằng cách tiếp cận 'nghĩ lớn, bắt đầu nhỏ và mở rộng quy mô nhanh'. Hiện tại, khoảng 80% các dự án hydro sạch được công bố là nhỏ (dưới 100 kiloton) với khả năng khử cacbon, nhiều nhất là ở một số nhà máy địa phương, theo Deloitte Energy Transition Monitor, tổ chức lập bản đồ và phân tích tất cả các thông báo toàn cầu về cung cấp hydro sạch dự án. Chỉ những dự án quy mô lớn hơn mới có khả năng giảm chi phí sản xuất, thúc đẩy phát triển cơ sở hạ tầng, giảm chi phí xã hội và khử cacbon cho các nhà máy công nghiệp lớn nhất.
4. Chuyển sang chu kỳ tài sản nhanh hơn cùng với đầu tư và tái sử dụng cơ sở hạ tầng. Trong nhiều ngành công nghiệp khó giảm bớt, chu kỳ thay thế tài sản thường dài và tỷ lệ thay thế thấp. Chẳng hạn, với tốc độ thay thế hiện tại, Deloitte ước tính rằng ngành thép có thể mất 40 năm để thay thế tất cả các lò cao bằng những lò có thể sử dụng hydro. Các phương pháp thay thế tài sản có thể sẽ khác nhau tùy theo ngành, nhưng việc chuyển dần từ xám (hydro được sản xuất bằng khí tự nhiên hoặc khí mê-tan mà không thu được khí nhà kính được tạo ra trong quá trình) sang hydro xanh (được tạo ra bằng cách sử dụng điện từ các nguồn năng lượng tái tạo để điện phân nước) có thể làm giảm đồng thời khuyến khích đầu tư vào cơ sở hạ tầng quy mô lớn để sản xuất và vận chuyển hydro sạch.
5. Nắm bắt các mô hình kinh doanh và thương mại hợp tác mới. Tuff nhận xét : “ Tư duy tổng bằng không truyền thống đã không thu hẹp khoảng cách giá trị đối với hydro sạch, như có thể thấy trong số ít các dự án đã đạt được FID”. Ông nói: “Bằng cách điều phối và tích hợp các dự án dọc theo chuỗi giá trị hydro, các công ty có thể chia sẻ rủi ro và khuyến khích đầu tư nhiều hơn vào thị trường vẫn còn khá kém thanh khoản.
Làm thế nào các trung tâm có thể xúc tác cho thị trường hydro sạch
Năm yếu tố đó là những thành phần không thể thiếu trong quá trình hình thành các trung tâm công nghiệp các-bon thấp. Những dự án này, tập hợp các ngành công nghiệp và khách hàng phát thải cao trong một khu vực địa lý, thường có bốn đặc điểm chính:
- Đủ nguồn lực chi phí thấp để sản xuất hydro
- Một nhóm khá lớn các bên bao tiêu trong ngành–khách hàng sẵn sàng và có khả năng sử dụng hydro sạch
- Một môi trường pháp lý hỗ trợ
- Những người tham gia trung tâm sẵn sàng hợp tác để giảm chi phí hydro thông qua quy mô kinh tế và cơ sở hạ tầng dùng chung.
Nghiên cứu gần đây của Deloitte về trường hợp kinh doanh cho các trung tâm carbon thấp đã phát hiện ra rằng bằng cách tham gia vào một trung tâm hydro sạch, các công ty có thể đạt được một mức khối lượng sản xuất và giảm phát thải nhất định trong khi giảm tới 95% chi phí cơ sở hạ tầng so với việc hành động một mình.
Khi các công ty kết hợp với nhau trong các trung tâm, họ có thể sẽ phát triển những cách cộng tác mới với các đối thủ cạnh tranh cũ — một hình thức 'hợp tác' có thể nâng cao mức hiệu suất cho những người tham gia trung tâm, tăng tốc hydro sạch và mở rộng lợi ích chung cho tất cả những người tham gia.
