Cách mới để thu được nhiệt và điện 700 độ C từ hydro – mà không cần đốt cháy – Forbes.
New Mexico ở Mỹ là bang giàu dầu mỏ, chỉ đứng sau Texas. Vậy tại sao New Mexico lại muốn có một nguồn năng lượng hydro thành nhiệt hoàn toàn mới từ Úc?
Đầu tiên, nhà nước muốn tạo ra năng lượng sạch, nghĩa là năng lượng có lượng khí thải carbon thấp (không phải dầu hoặc khí tự nhiên). Hydro là năng lượng sạch và không thải ra khí thải khi đốt trong động cơ ô tô hoặc khi chuyển hóa thành điện năng.
Nhưng bản thân hydro có thể bị ô uế nếu nó được làm từ khí metan (hydro màu xanh lam rẻ tiền). Hoặc hydro có thể sạch nếu được tạo ra bằng nước điện phân (hydro xanh đắt tiền).
Thứ hai, New Mexico muốn sử dụng năng lượng hydro để làm nhiệt từ Úc vì nước này có phương pháp mới chuyển đổi hydro thành nhiệt mà không cần đốt cháy. Hệ thống này có thể được sử dụng trực tiếp trong công nghiệp nặng hoặc chuyển đổi thành điện năng cho bất kỳ ứng dụng điện nào. Không đốt có nghĩa là tránh được một bước cơ học lớn trong các nhà máy điện phải đốt than để tạo ra nhiệt (giải phóng lượng khí thải carbon xấu) và sau đó tạo ra điện.
Thỏa thuận .
Một công ty của Úc tên là Star Scientific đã thông báo rằng họ sẽ bắt đầu xây dựng một nhà máy ở Albuquerque, New Mexico vào năm 2024. Khoản đầu tư này vào khoảng 100 triệu USD và nhà máy cuối cùng sẽ tuyển dụng 200 nhân viên để làm việc tại một địa điểm rộng 50 mẫu Anh, nơi chứa tới 200 nhân viên. 10 tòa nhà – sẽ bao gồm tất cả các khâu từ R&D đến quản lý.
Thỏa thuận này được công bố tại Sydney vào cuối tháng trước khi thống đốc bang Michelle Lujan-Grisham gặp Andrew Horvath, chủ tịch tập đoàn toàn cầu của Star Scientific.
Thật kỳ lạ, công ty đã phát hiện ra điều này khi đang nghiên cứu phản ứng tổng hợp hạt nhân. Họ đã tìm ra chất xúc tác khuyến khích khí hydro kết hợp với khí oxy tạo thành nước và phản ứng giải phóng một lượng nhiệt lớn. Đó thực sự là hóa học, không phải vật lý, nhưng nó nhắc nhở chúng ta về hai nguyên tử hydro hợp nhất thành heli và giải phóng một lượng năng lượng hạt nhân khổng lồ, vốn là nền tảng của bom hydro.
Trong một cuộc trình diễn trong phòng thí nghiệm, với các ống dẫn khí hydro và oxy vào, chỉ trong vòng vài phút, chất xúc tác trở nên nóng và có màu cam khi nhiệt độ của nó tăng lên tới 713 độ C. Nhiệt độ như vậy sẽ đủ để cung cấp nhiệt cho một số quy trình công nghiệp mà không cần đốt cháy, điều này chắc chắn sẽ đơn giản hóa quy trình.
Chất xúc tác là một bí mật và tất nhiên nó đã được cấp bằng sáng chế. Quá trình này được gọi là HERO, viết tắt của Trình tối ưu hóa giải phóng năng lượng hydro.
Bất kỳ nhiệt độ mong muốn nào lên tới 700 độ C đều có thể được sử dụng để sưởi ấm nhà ở và văn phòng. Nhưng nó cũng có thể làm nóng nước thành hơi để chạy tua-bin sản xuất điện. Quá trình này tương tự như những gì xảy ra ở một nhà máy điện đốt than, ngoại trừ việc than được đốt ở đó và thải ra lượng khí thải carbon nặng. Trong trường hợp này, việc hoán đổi nồi hơi đốt than trong một nhà máy điện hiện có bằng quy trình HERO sẽ cắt giảm lượng khí thải, theo Star Scientific.
Nếu dòng vào là hydro xanh, sẽ không có lượng khí thải carbon trong toàn bộ quá trình. Mặt khác, rất nhiều năng lượng sẽ được sử dụng để điện phân nước thành hydro và oxy, đây là một quá trình không hiệu quả.
Nếu dòng vào là hydro xanh lam thì lợi thế toàn diện của HERO là không rõ ràng, vì hydro xanh được tạo ra cùng với sản phẩm kép là CO2, chất này sẽ phải được loại bỏ khỏi hệ thống bằng cách thu giữ và lưu trữ carbon (CCS).
HERO so sánh với pin nhiên liệu hydro như thế nào?
Pin nhiên liệu hydro có cực dương và cực âm và nó trông hơi giống hoạt động của pin. Hệ thống sử dụng chất xúc tác bạch kim là một bộ phận đắt tiền.
Pin nhiên liệu tạo ra điện và nhiệt nhưng nhiệt hiếm khi được sử dụng. Ngoài ra, năng lượng điện nói chung là quá nhỏ đối với các lĩnh vực khó giảm bớt (khoảng 9%), nơi HERO đáng lẽ phải có lợi thế. Phần còn lại của ngành công nghiệp (15%) được gọi là quá trình đốt cháy công nghiệp, có thể giải quyết được bằng điện khí hóa bằng pin theo Rystad Energy. Pin nhiên liệu và HERO nên có cơ hội ở đây.
Nhưng pin nhiên liệu có hiệu suất tương đối cao, 65%, so với nhà máy điện đốt than là 34%. Hiệu quả của HERO sẽ rất quan trọng đối với các ứng dụng của nó. Khi hiệu suất, chi phí và độ bền của HERO được chứng minh, nó sẽ có thể cung cấp điện hoặc nhiệt trong nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải, sưởi ấm các tòa nhà thương mại và dân cư, và có thể cả trong các hệ thống lưới điện đảo chiều.
Star Scientific đang lạc quan về HERO. “Hydro có thể tạo ra đủ nhiệt để sử dụng cho các quy trình công nghiệp, như nhà máy xi măng. Nó cũng có ứng dụng trong các lĩnh vực khó khử cacbon khác, như vận chuyển đường dài hoặc các quy trình công nghiệp nặng khác đòi hỏi lượng nhiệt hoặc điện lớn mà ngày nay thường đến từ nhiên liệu hóa thạch.”
Mặt chính trị.
Theo văn phòng thống đốc, Star Scientific chỉ là công ty quốc tế mới nhất được tuyển dụng thành công tại New Mexico trong năm nay, cùng với các công ty từ Singapore, Đài Loan và Đức.
James Kenney, Bộ trưởng Môi trường New Mexico, cho biết.
Star Scientific, người cũng đang cân nhắc xem có nên đặt trụ sở ở Texas hay không, đã bị thuyết phục bởi “cách tiếp cận lạc quan của thống đốc đối với hydro và cách tiếp cận lạc quan của [tiểu bang] của chúng tôi đối với khí hậu.
Công ty Úc này cũng rất ấn tượng với khả năng đổi mới của mọi người trong các ngành công nghiệp khác nhau ở New Mexico. Một ví dụ về sự đổi mới như vậy là BayoTech, một công ty thực sự sản xuất và tiếp thị nhiên liệu hydro ở New Mexico.
Công ty sản xuất hydro rẻ hơn và tạo ra lượng khí thải carbon thấp hơn so với các nhà máy tập trung lớn cung cấp hydro cho các nhà máy hóa chất và nhà máy lọc dầu. Nguyên liệu thô có thể là nguồn khí tự nhiên sạch hoặc nguồn biomethane.
BayoTech Inc. đã công bố vào ngày 2 tháng 11 một trung tâm hydro mới hoàn thành ở Wentzville, Missouri. Nó có thể tạo ra 350 tấn hydro mỗi năm để sử dụng trong pin nhiên liệu và quy trình công nghiệp.
Công ty cũng đã trình diễn một chiếc xe bán tải chạy bằng pin nhiên liệu hydro Nikola và cả một chiếc xe buýt chạy pin nhiên liệu New Flyer. BayoTech có kế hoạch hợp tác với công ty đó để mua 50 chiếc xe tải chạy pin nhiên liệu Nikola này.
Trước Star Scientific, đã có hai sáng kiến cấp nhà nước khác nhằm phát triển sản xuất hydro. Đầu tiên là Đạo luật Trung tâm Hydro được đề xuất với cơ quan lập pháp của New Mexico. Nó không được thông qua vì bị nhiều người coi là trợ cấp tín dụng thuế cho ngành dầu khí, khi mục tiêu của nhiều bên liên quan là chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo.
Thứ hai là một doanh nghiệp liên doanh với ba quốc gia láng giềng được gọi là Trung tâm Hydro Liên bang Miền Tây, hay WISHH. Điều này nhằm cạnh tranh cho một số dự án hydro khác nhau cho các ứng dụng khác nhau liên quan đến nhà nước, một số hydro xanh lục và một số hydro xanh lam. Một đề xuất phù hợp với các mục tiêu của Đạo luật Cơ sở hạ tầng năm 2021 đã được đệ trình lên Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) nhằm tài trợ cho một số trung tâm hydro trên khắp đất nước. Đề xuất đã vượt qua lần loại bỏ đầu tiên, nhưng lại thất bại ở lần thứ hai. Bảy trung tâm gần đây đã được tài trợ với giá trị khoảng 1 tỷ USD mỗi trung tâm. Có thông tin cho rằng Thống đốc cho biết DOE cảm thấy rằng liên minh 4 bang có hứng thú và có thể tự mình tìm nguồn tài trợ để tiến hành dự án chung.
Đồ ăn mang về.
New Mexico muốn sử dụng năng lượng hydro để làm nhiệt từ Australia vì nước này có phương pháp mới chuyển đổi hydro thành nhiệt mà không cần đốt cháy.
Hệ thống này có thể được sử dụng trực tiếp trong ngành công nghiệp nặng, nơi cần nhiệt độ cao hoặc chuyển đổi thành điện năng cho bất kỳ ứng dụng điện nào.
Một công ty của Úc có tên Star Scientific tuyên bố sẽ bắt đầu xây dựng một nhà máy ở Albuquerque, New Mexico vào năm 2024. Khoản đầu tư khoảng 100 triệu USD.
Theo Star Scientific, việc hoán đổi nồi hơi đốt than trong một nhà máy điện hiện có bằng quy trình HERO sẽ cắt giảm lượng khí thải và có thể sẽ tốn ít chi phí hơn.
Nếu dòng vào HERO là hydro xanh thì sẽ không có lượng khí thải carbon trong toàn bộ quá trình.
Hiệu quả của HERO sẽ rất quan trọng đối với các ứng dụng của nó. Khi hiệu suất, chi phí và độ bền của HERO được chứng minh, nó sẽ có thể cung cấp điện hoặc nhiệt trong nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải, sưởi ấm các tòa nhà thương mại và dân cư, và có thể cả trong các hệ thống lưới điện đảo chiều.
HERO cũng có các ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực khó khử cacbon khác, như vận chuyển đường dài hoặc các quy trình công nghiệp nặng đòi hỏi nhiệt độ cao hoặc điện năng ngày nay đến từ nhiên liệu hóa thạch.
BayoTech Inc., có trụ sở tại New Mexico, đã công bố vào ngày 2 tháng 11 một trung tâm hydro mới hoàn thành ở Wentzville, Missouri. Nó có thể tạo ra 350 tấn hydro mỗi năm để sử dụng trong pin nhiên liệu và quy trình công nghiệp. Công ty cũng đã trình diễn một chiếc xe bán tải chạy bằng pin nhiên liệu hydro Nikola và cả một chiếc xe buýt chạy pin nhiên liệu New Flyer. BayoTech có kế hoạch mua 50 chiếc xe tải chạy pin nhiên liệu Nikola này với sự hợp tác của công ty đó.
Cách mới để thu được nhiệt và điện 700 độ C từ hydro – mà không cần đốt cháy – Forbes.
