Ấn Độ cần phát triển đồng thời thị trường hydro và năng lượng mặt trời
Ấn Độ cần phát triển đồng thời thị trường hydro và năng lượng mặt trời
Mặc dù cả hydro xanh và năng lượng mặt trời đều góp phần tạo ra năng lượng tái tạo nhưng chúng cũng cần có các giải pháp lưu trữ năng lượng hiệu quả. Hệ thống lưu trữ pin, thường gắn liền với năng lượng mặt trời, đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ năng lượng dư thừa được tạo ra trong những ngày nắng để sử dụng sau này. Một báo cáo mới nhấn mạnh tiềm năng của Ấn Độ trong việc dẫn đầu thị trường máy điện phân hydro phát triển nhanh nhất vào năm 2050, nhằm đạt được lượng khí thải ròng bằng không.
Theo báo cáo, Ấn Độ được dự đoán sẽ có tốc độ tăng trưởng cao nhất trong thị trường đang mở rộng của máy điện phân hydro xanh (H2) ở châu Á, tiếp theo là Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc. Báo cáo chỉ ra cơ hội chung trị giá 180 tỷ USD cho các máy điện phân hydro ở thị trường trọng điểm châu Á vào năm 2050. Nó được ra mắt tại một sự kiện được tổ chức vào ngày 12 tháng 4 tại New Delhi. Hiệu suất của BEV tiếp tục tụt hậu so với các phương tiện thông thường chạy bằng nhiên liệu hóa thạch ở một số khía cạnh: chi phí, trọng lượng, phạm vi hoạt động, thời gian sạc và hiệu suất trong thời tiết lạnh. Ngoài ra, pin đã qua sử dụng thường tạo ra chất thải đáng kể do khả năng tái chế hạn chế. Chuỗi cung ứng liên quan đến sản xuất pin lithium ion cũng là một vấn đề đáng lo ngại.
Những công nghệ pin tốt hơn chắc chắn sẽ xuất hiện trong những năm tới. Tuy nhiên, những cải tiến có thể sẽ tăng dần vì những tiến bộ cần thiết trong hóa học, vật lý và khoa học vật liệu thường không diễn ra với tốc độ như những tiến bộ trong công nghệ thông tin.
Xe điện chạy bằng pin nhiên liệu (FCEV) đang ngày càng trở nên phổ biến trong lĩnh vực giao thông vận tải, đặc biệt là trong các ứng dụng quy mô lớn với tỷ lệ sử dụng cao như xe buýt, vận tải đường bộ, đường sắt và hàng hải. FCEV được cung cấp năng lượng bởi hệ thống truyền động điện tương tự như BEV, với điểm khác biệt chính là FCEV lưu trữ năng lượng chủ yếu trong các thùng chứa đầy hydro thay vì các bộ pin lớn, nặng. Trọng lượng nhẹ hơn nhiều liên quan đến việc lưu trữ nhiên liệu hydro mang lại những lợi thế đáng kể khi tăng quy mô phương tiện, tải trọng và hành trình. Ngoài ra, FCEV còn cung cấp khả năng tiếp nhiên liệu nhanh hơn, phạm vi hoạt động vượt trội và hiệu suất trong thời tiết lạnh tốt hơn nhiều so với BEV. Nhiều nhà phát triển sản phẩm cũng nhìn thấy những cơ hội đáng kể cho sự đổi mới trong tương lai có thể cải thiện hiệu suất và giảm chi phí.
Hydro có tiềm năng đóng một vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu lưu trữ năng lượng cần thiết để giảm lượng khí thải CO2. Nó là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ và khả năng mang năng lượng hiệu quả của nó đã được hiểu rõ trong nhiều thập kỷ.
Hydro có thể được sản xuất và sử dụng mà không gây ô nhiễm độc hại hoặc phát thải CO2. Nó cháy sạch khi trộn với oxy từ khí quyển và có thể được sử dụng làm nguồn nhiệt hoặc cung cấp năng lượng cho động cơ đốt trong. Hydro cũng có thể được đưa vào thiết bị pin nhiên liệu để chuyển đổi năng lượng hóa học của hydro thành điện năng. Trong cả hai trường hợp, khí thải duy nhất được tạo ra là hơi nước. Khi pin nhiên liệu hydro được sử dụng để cung cấp năng lượng cho động cơ điện, hệ thống này có hiệu suất cao hơn gấp đôi so với động cơ đốt trong thông thường.
Hydro hiếm khi tồn tại đơn độc mà được tích lũy với số lượng rất lớn trong nước, hydrocarbon và sinh khối. Việc chiết xuất hydro hiệu quả từ các hợp chất này là rất quan trọng để triển khai trên quy mô rộng. Hiện tại, khoảng 95% hydro được sản xuất bằng cách tách nó ra khỏi khí tự nhiên thông qua một quá trình gọi là “chuyển hóa hơi nước”. Hydro được sản xuất theo cách này được gọi là “xám” và thường không được coi là giải pháp khí hậu hiệu quả vì nó thải ra CO2 dưới dạng sản phẩm phụ. Tuy nhiên, có thể thu giữ và cô lập CO2 để tạo ra hydro “xanh” với chi phí bổ sung khoảng 30%. Ngành dầu khí, đặc biệt là Shell, BP và Repsol, quan tâm đến phương pháp hydro xanh vì nó có thể giúp bảo toàn giá trị tài sản khí đốt tự nhiên của họ.
Hydro là loại nhiên liệu công bằng nhất vì nó có thể được sản xuất ở bất cứ nơi nào có điện và nước bằng quy trình gọi là điện phân, trong đó dòng điện được sử dụng để tách hydro khỏi oxy. Nếu điện đến từ các nguồn tái tạo thì nhiên liệu hydro được coi là năng lượng tái tạo hoặc “xanh” vì nó được sản xuất mà không phát thải CO2.
Điện phân tiêu tốn nhiều năng lượng và chỉ mới được coi là khả thi gần đây vì chi phí năng lượng tái tạo đã giảm và công nghệ điện phân đã được cải thiện. Năng lượng hạt nhân cũng có thể cung cấp năng lượng cho quá trình điện phân để tách nước mà không thải ra CO2. Các công ty tiện ích của Hoa Kỳ Exelon, FirstEnergy, Xcel Energy và Arizona Public Service đều đã cam kết bắt đầu sản xuất hydro quy mô nhỏ tại các nhà máy hạt nhân.
