Tính đến tháng trước, 61 quốc gia đã công bố chiến lược hydro quốc gia.[i] Tiếp nối blog trước đây của các tác giả về những gì các chiến lược này cho chúng ta biết về buôn bán hydro, blog này là một phân tích so sánh về các lộ trình sản xuất khác nhau mà mỗi quốc gia đang xem xét. Nó sử dụng Công cụ theo dõi lộ trình và chiến lược hydro quốc gia của CGEP, tập hợp các tài liệu chính thức do chính phủ xuất bản.
Việc biết những nguồn năng lượng mà các quốc gia dự định sử dụng để sản xuất hydro là rất hữu ích vì nó cho thấy rằng các lộ trình sản xuất dự kiến còn đa dạng hơn là chỉ điện phân và cải cách khí metan bằng thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS).
Cách tiếp cận giáo điều và “tất cả những điều trên”
Các điều kiện cụ thể của mỗi quốc gia – vị trí địa lý, chất lượng và số lượng tài nguyên thiên nhiên cũng như thị trường năng lượng hiện tại – ảnh hưởng đến chiến lược hydro của họ. Tất cả các chiến lược đều nhằm mục đích phát triển hydro tái tạo, phù hợp với các nghiên cứu cho thấy rằng 2/3 công suất sản xuất hydro theo kế hoạch vào năm 2030 có thể đến từ các nguồn tái tạo.[ii] Nhưng chỉ có 13 quốc gia có kế hoạch chỉ dựa vào gió và mặt trời, bao gồm cả các nhà xuất khẩu tiềm năng như như Chile, Oman và Nam Phi cũng như một số nước châu Âu. Trong khi đó, một số quốc gia—Brazil, Canada, Colombia, Indonesia và Hoa Kỳ—có cách tiếp cận trung lập hơn về công nghệ và có kế hoạch tận dụng sự giàu có và đa dạng về tài nguyên của họ với sáu đến bảy lựa chọn (xem Bảng 1) . Các chiến lược khác bao gồm từ ba đến năm lựa chọn, chẳng hạn như các nguồn tái tạo khác, hạt nhân, sản phẩm phụ, hydro tự nhiên và hydro carbon thấp.
Hydro tái tạo
Mỗi chiến lược quốc gia đều đề cập đến ít nhất một dạng năng lượng tái tạo để sản xuất hydro điện phân. Gió và năng lượng mặt trời được đề cập rộng rãi nhất—trong 55 chiến lược quốc gia trên tổng số 61 chiến lược—với 42 quốc gia sử dụng cả hai nguồn, 7 quốc gia chỉ sử dụng gió và 6 quốc gia chỉ sử dụng năng lượng mặt trời. Sáu quốc gia đề cập đến “điện tái tạo” mà không cung cấp thêm thông tin chi tiết, trong khi Đức đề cập đến các nguồn năng lượng tái tạo dựa trên gió ngoài khơi.
Trong khi đó, thủy điện xuất hiện trong 21 chiến lược, cho phép sử dụng máy điện phân liên tục hơn. Điều này bao gồm Brazil và Canada, những quốc gia đã có khoảng 60% thủy điện trong tổng nguồn điện của họ, cũng như hầu hết các nước Mỹ Latinh, những quốc gia cũng có tiềm năng thủy điện đáng kể. Na Uy và Romania là những quốc gia châu Âu duy nhất đề cập đến thủy điện. Các quốc gia khác có kế hoạch sử dụng thủy điện bao gồm Kazakhstan, Kenya và Nga. Cuối cùng, việc sử dụng năng lượng địa nhiệt để cung cấp năng lượng cho máy điện phân đã được Colombia, Costa Rica, Ecuador, Indonesia, Kenya và New Zealand dự kiến.
Nhiều quốc gia có kế hoạch sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân đang lường trước những tác động đến tài nguyên nước. [iii] Nước dùng cho điện phân phải là nước khử ion. Nếu được sản xuất từ nước ngọt, điều này có thể dẫn đến xung đột giữa sản xuất hydro hoặc các mục đích sử dụng khác, chẳng hạn như trong nông nghiệp hoặc đô thị. Các quốc gia gặp căng thẳng về nước thường nằm ở Châu Phi, nhưng Ecuador và Bồ Đào Nha cũng đang chú ý đến điều này. Các quốc gia này thường hướng tới việc sử dụng phương pháp khử mặn nước biển để cung cấp nước, điều này cũng có thể giải quyết vấn đề về nguồn nước sẵn có cho người dân. Maroc và Bồ Đào Nha tin rằng đầu tư bổ sung cho quá trình khử muối là không đáng kể so với tổng vốn cần thiết cho hệ sinh thái hydro. Bồ Đào Nha cũng đang xem xét việc sử dụng nước từ các nhà máy xử lý nước thải.
Hydro cacbon thấp
Bất chấp sự ưu tiên mạnh mẽ của một số quốc gia đối với hydro tái tạo, hydro carbon thấp dựa trên nhiên liệu hóa thạch thực sự được đề cập trong khoảng một nửa số chiến lược. Hầu hết đều có kế hoạch sử dụng cải cách hơi mêtan với CCUS; tuy nhiên, các quốc gia như Áo, Canada, Cộng hòa Séc, Đức, Mauritania và Thổ Nhĩ Kỳ cũng đề cập đến nhiệt phân, [iv] mặc dù có một số cảnh báo về mức độ sẵn sàng của công nghệ. Các nhà sản xuất khí đốt—Úc, Canada, Indonesia, Kazakhstan, Malaysia, Na Uy, Nga và UAE—có nguồn tài nguyên khí đốt và tiềm năng lưu trữ carbon đáng kể, đồng thời có kế hoạch tiếp tục sử dụng tài nguyên khí đốt của họ trong nền kinh tế hydro. Tuy nhiên, hydro carbon thấp cũng được đề cập trong kế hoạch của một số nước EU, bao gồm Bỉ, Cộng hòa Séc, Hungary, Hà Lan và Ba Lan. Đức đề cập đến việc sản xuất của mình một cách hạn chế, trong khi Vương quốc Anh xác nhận sự quan tâm của mình. Trong kế hoạch, các nhà sản xuất thường lập luận rằng đây có thể là nguồn ngắn hạn phù hợp để nhanh chóng khởi động thị trường, chủ yếu là do chi phí thấp hơn—so với chi phí hydro tái tạo hiện tại—và khả năng sản xuất ở quy mô lớn và đủ số lượng. Trong khi các nước EU đồng ý về tiềm năng của hydro carbon thấp để nhanh chóng khởi động thị trường trong chiến lược của họ, họ thường nhấn mạnh vào khía cạnh chuyển tiếp của nó.
Một số quốc gia như Úc, Colombia, Ba Lan và Nga cũng đang khám phá khả năng khí hóa than do trữ lượng và sản xuất than hiện có của họ. Tuy nhiên, không ai trong số bốn nhà sản xuất than lớn nhất – Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia và Mỹ – đang xem xét sản xuất hydro từ than đá.
Các nguồn hydro khác
Trong số 17 quốc gia đang xem xét điện hạt nhân, hầu hết đều có nhà máy điện hạt nhân đang vận hành, ngoại trừ Indonesia và Ba Lan. Chỉ một số ít là người châu Âu, đặc biệt là Pháp, nước từ lâu đã ủng hộ phương pháp sản xuất này. Trong khi đó, năm quốc gia cũng công nhận sản phẩm phụ là hydro (Trung Quốc, Canada, Phần Lan, Ấn Độ và Hàn Quốc) và ba quốc gia đang nghiên cứu hydro tự nhiên (Brazil, Pháp và Maroc).
Mặc dù hydro sinh học[v] không được đưa tin nhiều trên các phương tiện truyền thông như hydro điện phân dựa trên gió và mặt trời, nhưng các công nghệ dựa trên sinh khối khác nhau (bao gồm khí hóa, nhiệt phân hoặc cải cách biomethane) đã được 21 quốc gia đề cập, trong khi hai quốc gia khác (Đức và UAE) đề cập đến nó như một nguồn hạn chế. Kế hoạch của Ấn Độ đề cập rằng sinh khối có tiềm năng đạt được quy mô lớn và chi phí thấp trong khi vẫn cung cấp sản lượng hydro liên tục.
Tham vọng về công suất sản xuất hydro và điện phân dự kiến
Tất cả ngoại trừ 12 trong số 61 quốc gia đều đưa mục tiêu sản xuất lượng hydro hoặc công suất máy điện phân vào kế hoạch của họ (xem Bảng 2). Trong khi đó, 44 quốc gia đặt ra mục tiêu đến năm 2030, nhấn mạnh ưu tiên mang lại tầm nhìn trung hạn cho ngành. Ngược lại, có ít mục tiêu hơn vào năm 2040 và 2050 (lần lượt là 23 và 24). Mục tiêu sản xuất cao nhất vào năm 2030 được đặt ra ở Mỹ và Ấn Độ, mỗi nước lên tới 10 triệu tấn (Mt), trong khi Mỹ có kế hoạch trở thành một trong những nhà sản xuất lớn nhất vào năm 2050 (50 Mt). Mục tiêu công suất máy điện phân được công bố là khoảng 125 gigawatt (GW) vào năm 2030; con số này đạt gần 225 GW nếu người ta chuyển các mục tiêu sản xuất hydro tái tạo sang công suất điện phân. [vi] Trong khi đó, sản lượng hydro được công bố sẽ đạt khoảng 41 Mt vào năm 2030.
Người ta có thể đặt câu hỏi về tính thực tế của những dự báo này. Công suất lắp đặt máy điện phân là 1,1 GW tính đến tháng 10 năm 2023.[vii] Công suất sản xuất máy điện phân là 32 GW vào năm 2023 và dự kiến sẽ đạt 50 GW vào năm 2024 và 75 GW vào năm 2025, có thể hỗ trợ việc mở rộng.[viii] Nhưng có sự tiến bộ về mặt Số dự án đạt được quyết định đầu tư cuối cùng (FID) diễn ra chậm: chỉ 7% trong số 45 Mt dự án hydro carbon thấp và tái tạo theo kế hoạch do Hội đồng Hydro báo cáo đã thực hiện FID tính đến tháng 10 năm 2023. [ix] Phân tích gần đây nhất của BNEF cũng chỉ ra những thiếu sót này, dự báo nguồn cung sẽ chỉ đạt 16,4 Mt vào năm 2030. [x]
Ngoài ra, không chắc chắn liệu có thể phát triển đủ công suất tái tạo kịp thời mà không tiêu tốn nguồn tài nguyên cho ngành điện hay không. Các quốc gia có xuất phát điểm rất khác nhau khi nói đến các nguồn điện tái tạo vật chất: chỉ một số ít quốc gia có kế hoạch sử dụng hydro có tỷ trọng năng lượng tái tạo trên 90%—Costa Rica, Na Uy, Paraguay và Uruguay [xi] —với các quốc gia như Brazil và New Zealand có cổ phần trên 80%. Trong khi nhiều quốc gia đang trông cậy vào tiềm năng năng lượng tái tạo đáng kể của mình thì nguồn năng lượng này thường chưa được khai thác. Và, như đã lưu ý, mục tiêu của họ cũng sẽ phải tính đến việc phát triển năng lượng tái tạo để khử cacbon trong hỗn hợp năng lượng của họ. Hình 1 cho thấy tham vọng của các quốc gia được chọn vào năm 2030, nêu bật khoảng cách giữa công suất tái tạo hiện có và công suất tái tạo theo kế hoạch dành riêng cho sản xuất hydro. Tương tự, hydro có hàm lượng carbon thấp phụ thuộc vào khả năng thu giữ và lưu trữ carbon đủ để được phát triển kịp thời.
[i] Anne-Sophie Corbeau và Rio Pramudita Kaswiyanto, “Theo dõi lộ trình và chiến lược hydro quốc gia,” Trung tâm chính sách năng lượng toàn cầu, Đại học Columbia, tháng 5 năm 2024, https://www.energypolicy.columbia.edu/publications/national-hydrogen -strategies-and-roadmap-tracker/. Ba quốc gia (Estonia, Kazakhstan và Uzbekistan) đã được thêm vào kể từ phiên bản cuối cùng của trình theo dõi được xuất bản vào tháng 5 và không được đưa vào blog trước đó.
[ii] Hội đồng Hydro, Thông tin chuyên sâu về Hydro 2023 , tháng 12 năm 2023, https://hydrogencouncil.com/wp-content/uploads/2023/12/Hydrogen-Insights-Dec-2023-Update.pdf.
[iii] Nước cũng cần thiết cho quá trình cải cách khí metan.
[iv] Nhiệt phân cho phép phân tách khí mêtan thành hydro và cacbon rắn.
[v] Yushan Lou và cộng sự, “Vai trò tiềm năng của Biohydrogen trong việc tạo ra một thế giới không có lưới,” Trung tâm Chính sách Năng lượng Toàn cầu, Đại học Columbia, ngày 9 tháng 1 năm 2023, https://www.energypolicy.columbia.edu/ ấn phẩm/tiềm năng-vai trò của biohydrogen-trong-tạo-một-net-zero-world/.
[vi] Trong trường hợp có nhiều dự báo khác nhau, giá trị trung bình được sử dụng.
[vii] Hội đồng Hydro, Thông tin chuyên sâu về Hydro 2023.
[viii] Martin Polly, “'Dư thừa công suất nghiêm trọng' | Nguồn cung máy điện phân toàn cầu vượt xa nhu cầu từ các dự án hydro xanh: BNEF,” Hydrogen Insights, ngày 28 tháng 3 năm 2024, https://www.hydrogeninsight.com/electrolysers/severe-overcapacity-the-global-supply-of-electrolysers- vượt xa-nhu cầu-từ-xanh-hydro-dự án-bnef/2-1-1618327.
[ix] Hội đồng Hydro, Thông tin chi tiết về Hydro 2023 .
[x] BNEF, “Triển vọng cung cấp Hydro: Kiểm tra thực tế,” tháng 5 năm 2024, https://about.bnef.com/blog/hydrogen-supply-outlook-2024-a-reality-check/.
[xi] Bao gồm sinh khối nhiệt.
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
