Ba yếu tố quyết định chi phí sản xuất hydro xanh bằng điện phân PEM

Three key cost drivers of PEM electrolysis hydrogen production

Annie Nguyễn
Ngày: 9/3/2026

Chi phí sản xuất hydro xanh vẫn là một trong những rào cản lớn nhất đối với quá trình chuyển đổi năng lượng. Theo chuyên gia điện phân hydro Kris Hyde, ba yếu tố chính đang quyết định giá thành hydro sản xuất bằng công nghệ điện phân màng trao đổi proton (PEM).

Trong một chia sẻ sau hội thảo của Mission Hydrogen, ông Hyde cho rằng việc giảm chi phí hydro phụ thuộc chủ yếu vào giá điện, hiệu suất hệ thống và chi phí bộ stack điện phân.

1. Giá điện – yếu tố chi phí lớn nhất

Theo nhiều nghiên cứu trong ngành, giá điện chiếm phần lớn chi phí sản xuất hydro, đặc biệt khi sử dụng điện phân nước.

Tuy nhiên, các nhà phát triển dự án thường khó kiểm soát trực tiếp giá điện vì nó phụ thuộc vào thị trường năng lượng, chi phí năng lượng tái tạo và hạ tầng lưới điện.

Do đó, giải pháp thực tế là tăng hiệu suất hệ thống điện phân, giúp sản xuất nhiều hydro hơn từ cùng một lượng điện.

Một trong những cách cải thiện hiệu suất là giảm độ dày của màng điện phân trong hệ thống PEM. Tuy nhiên, điều này cần được thực hiện cẩn trọng để tránh hiện tượng rò rỉ hydro (hydrogen crossover) và giảm tuổi thọ thiết bị.

2. Tuổi thọ stack điện phân

Stack điện phân là bộ phận trung tâm của hệ thống sản xuất hydro và cũng là một trong những thành phần đắt đỏ nhất.

Theo Hyde, thay vì chỉ tập trung giảm giá thành stack, ngành công nghiệp nên chú trọng kéo dài tuổi thọ stack.

Ví dụ:

• Nếu tuổi thọ stack là 5 năm và nhà máy được thiết kế hoạt động 20 năm, hệ thống cần 3 lần thay thế stack.

• Nếu tuổi thọ stack tăng lên 7 năm, chỉ cần 2 lần thay thế.

Sự thay đổi này có thể giúp tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành và bảo trì trong vòng đời dự án.

3. Hệ thống chỉnh lưu – chi phí thường bị bỏ qua

Trong khi nhiều nghiên cứu tập trung vào xúc tác điện phân, Hyde cho rằng một thành phần quan trọng khác thường bị đánh giá thấp: bộ chỉnh lưu (rectifier).

Bộ chỉnh lưu chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) từ lưới điện thành dòng điện một chiều (DC) cần thiết cho quá trình điện phân.

Trong các nhà máy hydro quy mô lớn, hệ thống này thường là một trong những thiết bị đắt nhất.

Khác với stack điện phân, công nghệ điện tử công suất đã khá trưởng thành. Tuy nhiên, nó lại nhận được ít sự chú ý trong nghiên cứu giảm chi phí so với các thành phần khác của hệ thống điện phân.

Hướng đi cho ngành hydro

Các chuyên gia cho rằng để giảm chi phí sản xuất hydro xanh, ngành công nghiệp cần tiếp cận toàn diện hơn, bao gồm:

• cải thiện hiệu suất điện phân

• kéo dài tuổi thọ thiết bị

• tối ưu hóa hệ thống điện tử công suất

• mở rộng quy mô sản xuất

Những cải tiến này có thể giúp giảm chi phí hydro quy dẫn (LCOH), yếu tố quan trọng để hydro xanh cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch trong tương lai.