Canh bạc hydro của Nhật Bản: Thế giới có thể học được gì từ canh bạc năng lượng có rủi ro cao này
29 tháng 4 năm 2025
Các trạm hydro có thể xuất hiện trên khắp Nhật Bản
Ảnh: REUTERS/Issei Kato
Tomoki Matsuno
Nhật Bản đã hình dung ra một 'xã hội hydro', tích hợp hydro trên khắp các lĩnh vực từ giao thông vận tải và sản xuất thép đến khí đốt và điện.
Nhật Bản thúc đẩy việc sử dụng hydro trong sản xuất điện, pha trộn khí đốt và xe chở khách, nhưng phạm vi mở rộng này đặt ra câu hỏi về trọng tâm chiến lược và tính khả thi.
Hành trình của Nhật Bản nêu bật nhu cầu về các chiến lược quốc gia phù hợp, phù hợp với công nghệ, thiết kế thị trường và thực tế địa chính trị.
Khi quá trình theo đuổi năng lượng sạch trên toàn cầu đang tăng tốc, Nhật Bản đã tự khẳng định mình bằng cam kết đặc biệt táo bạo đối với hydro.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) ước tính nhu cầu hydro toàn cầu sẽ đạt khoảng 130 triệu tấn vào năm 2030, tăng 45% so với năm 2023 và tăng lên 430 triệu tấn vào năm 2050. Từ năm 2017, Nhật Bản đã hình dung ra một "xã hội hydro", tích hợp hydro vào nhiều lĩnh vực khác nhau, từ vận tải và sản xuất thép đến khí đốt và điện. Đây là quốc gia đầu tiên công bố chiến lược hydro quốc gia, định vị hydro là nền tảng cho khả năng cạnh tranh công nghiệp và an ninh năng lượng.
Gần một thập kỷ sau, nỗ lực đầy tham vọng của Nhật Bản mang lại nguồn cảm hứng và sự thận trọng. Trong kỷ nguyên ngày càng chịu ảnh hưởng của địa chính trị, sự gián đoạn công nghệ và các mục tiêu khí hậu cấp bách, thử nghiệm có rủi ro cao của Nhật Bản đóng vai trò là một nghiên cứu điển hình kịp thời về sự phức tạp của quá trình chuyển đổi năng lượng.
Từ tầm nhìn đến sự tái định hướng: Chiến lược hydro đang phát triển của Nhật Bản
Chiến lược hydro cơ bản năm 2017 của Nhật Bản đã vạch ra một lộ trình đầy tham vọng bằng cách kêu gọi thành lập chuỗi cung ứng hydro phi cacbon. Sự lạc quan này được củng cố bởi những đổi mới trong nước, chẳng hạn như công nghệ pin nhiên liệu của Toyota và việc ra mắt tàu chở hydro hóa lỏng đầu tiên trên thế giới, Suiso Frontier.
Đến năm 2023, những thách thức thực tế đòi hỏi phải hiệu chỉnh lại chiến lược. Chiến lược được sửa đổi đã áp dụng khuôn khổ 'An toàn + 3E' thực dụng hơn, nhấn mạnh đến sự an toàn, an ninh năng lượng, hiệu quả kinh tế và tính bền vững của môi trường. Chiến lược đã vạch ra kế hoạch đầu tư công tư trị giá 15 nghìn tỷ yên (100 tỷ đô la) và nhấn mạnh vào các quan hệ đối tác quốc tế. Đáng chú ý, bản cập nhật báo hiệu sự chuyển dịch sang khát vọng hydro xanh, phù hợp với các cam kết trung hòa carbon năm 2050 của Nhật Bản và các xu hướng toàn cầu. IEA dự đoán rằng hydro phát thải thấp, chủ yếu là hydro xanh, sẽ chiếm khoảng 98% tổng lượng tiêu thụ vào năm 2050.
Bất chấp những điều chỉnh này, tầm nhìn về hydro của Nhật Bản vẫn toàn diện. Không giống như các cách tiếp cận thông thường chủ yếu dành hydro cho các lĩnh vực khó giảm thiểu, như thép, vận tải biển và hàng không, Nhật Bản tiếp tục thúc đẩy việc sử dụng hydro trong sản xuất điện, pha trộn khí và xe chở khách. Phạm vi mở rộng này đặt ra câu hỏi về trọng tâm chiến lược và tính khả thi.
Sự bất ổn về năng lượng: Động lực cơ bản
Sự bất ổn về năng lượng sâu sắc của Nhật Bản là động lực thúc đẩy chiến lược hydro của nước này. Là một quốc đảo nghèo tài nguyên, Nhật Bản đã nhập khẩu khoảng 87% năng lượng vào năm 2023, với khả năng tự cung tự cấp giảm mạnh kể từ thảm họa hạt nhân Fukushima năm 2011. Niềm tin của công chúng vào năng lượng hạt nhân vẫn còn mong manh và việc mở rộng năng lượng tái tạo bị hạn chế bởi những hạn chế về mặt địa lý và những thách thức trong việc tích hợp lưới điện.
Với cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo hiện tại, Nhật Bản sẽ cần phải nhập khẩu hydro tái tạo, đây là một nghịch lý chiến lược. Mặc dù hydro được coi là giải pháp cho an ninh năng lượng, nhưng việc triển khai nó có thể tạo ra các hình thức phụ thuộc mới nếu Nhật Bản trở nên phụ thuộc vào các nhà xuất khẩu hydro.
Những thách thức
Chi phí cao
Hydro xanh vẫn đắt hơn đáng kể so với nhiên liệu thông thường. Trong khi chính phủ Nhật Bản đặt mục tiêu giảm chi phí thông qua quy mô và đổi mới, con đường phía trước vẫn còn chưa chắc chắn. Một nghiên cứu gần đây càng nhấn mạnh thêm thách thức này. Ngay cả khi sản lượng hydro giảm xuống còn 2 đô la/kg, chi phí giảm phát thải carbon sẽ là 500 đến 1.250 đô la/tCO2 ở hầu hết các lĩnh vực. Trong khi chi phí sản xuất thường nhận được nhiều sự chú ý nhất, thì lưu trữ và vận chuyển cũng chiếm chi phí đáng kể trong chuỗi cung ứng hydro.
Tiếp tục phụ thuộc vào nhập khẩu
Việc chuyển đổi từ nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch sang nhập khẩu hydro có thể thay đổi, nhưng không giải quyết được, tình trạng dễ bị tổn thương về mặt cấu trúc của Nhật Bản. Với các đối tác chính vẫn đang phát triển năng lực xuất khẩu hydro của họ, nguy cơ chậm trễ cung ứng hoặc giá cả tăng đột biến vẫn còn hiện hữu.
Triển vọng nhu cầu không chắc chắn
Mặc dù Nhật Bản đã cam kết mua 12 triệu tấn hydro mỗi năm vào năm 2040, nhưng chính phủ vẫn chưa chỉ định cách phân bổ lượng hydro này cho các lĩnh vực chính. Sự thiếu rõ ràng này làm phức tạp quá trình lập kế hoạch đầu tư và điều chỉnh chính sách, khiến các bên liên quan phải điều hướng một thị trường mà quy mô và thành phần trong tương lai vẫn còn mang tính suy đoán.
Nền tảng mong manh: Chuỗi cung ứng hydro toàn cầu
Để đảm bảo nguồn cung cấp trong tương lai, Nhật Bản đã thiết lập các quan hệ đối tác hydro với Úc, Trung Đông và Hoa Kỳ. Tuy nhiên, chuỗi cung ứng toàn cầu cho hydro tái tạo vẫn còn trong giai đoạn trứng nước. Theo Cơ sở dữ liệu dự án sản xuất và cơ sở hạ tầng hydro của IEA, trong khi Úc và Hoa Kỳ có hơn 300 dự án hydro tái tạo giữa họ, chỉ một phần nhỏ đang hoạt động. Ví dụ, công suất bình thường của Úc chỉ chiếm 0,004% sản lượng dự kiến tính đến tháng 10 năm 2024. Sự không phù hợp giữa tham vọng và sự sẵn sàng này nhấn mạnh những rủi ro về mặt địa chính trị và hậu cần của chiến lược nhập khẩu nặng nề của Nhật Bản. Để giảm thiểu những rủi ro này, Nhật Bản phải đa dạng hóa các nguồn hydro và thiết lập các nguồn dự trữ chiến lược.
Với bối cảnh năng lượng phụ thuộc vào nhập khẩu tương tự, Đức đã xây dựng một chiến lược nhập khẩu hydro khả thi hơn. Chiến lược nhập khẩu hydro của nước này định lượng nhu cầu, xác định các lộ trình cơ sở hạ tầng và huy động các công cụ ngoại giao và tài chính. Ngược lại, Nhật Bản dựa vào sự lãnh đạo về công nghệ và các mối liên kết cung ứng được xác định một cách lỏng lẻo. Tầm nhìn của Nhật Bản vẫn đầy tham vọng, nhưng thường thiếu khả năng thực hiện ở cấp độ hệ thống.
Xây dựng cơ sở hạ tầng thị trường
Một rào cản lớn đối với việc tích hợp hydro vào nền kinh tế năng lượng chính thống là thiếu cơ sở hạ tầng giao dịch và định giá hoàn thiện. Ngày nay, hydro chủ yếu là một mặt hàng tùy chỉnh, không có chuẩn mực, hợp đồng hoặc nền tảng giao dịch minh bạch. Việc thiếu cấu trúc thị trường này hạn chế khả năng mở rộng và ngăn cản đầu tư.
Nhật Bản cũng dẫn đầu về khía cạnh này. Vào tháng 12 năm 2024, Sở giao dịch hàng hóa Tokyo, hợp tác với Chính quyền đô thị Tokyo, đã khởi động sáng kiến thử nghiệm để phát triển một nền tảng giao dịch hydro. Chương trình thí điểm này nhằm mục đích thiết lập các quy tắc cơ bản và cấu trúc hoạt động cho thị trường hydro trong tương lai. Đây là nỗ lực đầu tiên trên thế giới nhằm tạo ra nền tảng thể chế cho giao dịch hydro dựa trên thị trường và khám phá giá, một bước thiết yếu hướng tới việc hợp pháp hóa hydro như một tài sản năng lượng có thể giao dịch.
Bài học chiến lược: Độ chính xác hơn tham vọng
Tầm nhìn chính sách
Các sáng kiến ban đầu đã đưa Nhật Bản trở thành quốc gia dẫn đầu về công nghệ, nắm giữ khoảng 24% bằng sáng chế liên quan đến hydro trên toàn cầu và tiên phong trong việc vận chuyển hydro hóa lỏng và đốt đồng amoniac.
Nhu cầu ưu tiên
Hydro nên tập trung vào các lĩnh vực mà nó mang lại giá trị rõ ràng, chẳng hạn như sản xuất thép, tổng hợp amoniac, vận tải hạng nặng và hàng không. Việc mở rộng sử dụng nó vào các lĩnh vực như xe chở khách hoặc ứng dụng dân dụng có thể làm loãng tài nguyên mà không mang lại lợi ích tương xứng.
Mua sắm chiến lược
Các hợp đồng dài hạn, giá cố định với nhiều quốc gia xuất khẩu hydro có thể giảm thiểu tình trạng tăng đột biến chi phí trong tương lai và gián đoạn nguồn cung. Việc hợp tác với các khu vực như Mỹ Latinh, Đông Nam Á và Châu Phi, những khu vực có tiềm năng tái tạo mạnh mẽ và rủi ro địa chính trị thấp hơn, có thể mang lại lợi thế.
Chiến lược hydro của Nhật Bản phản ánh những thách thức mà nhiều quốc gia công nghiệp hóa, khan hiếm tài nguyên phải đối mặt. Mặc dù chi phí chắc chắn là rào cản lớn đối với việc áp dụng hydro, nhưng vẫn có những câu hỏi cơ bản cần được giải quyết. Những câu hỏi này bao gồm việc có nên ưu tiên điện khí hóa hay nhiên liệu dựa trên phân tử, có nên đầu tư trong nước hay dựa vào nhập khẩu nước ngoài và làm thế nào để cân bằng tham vọng về khí hậu với tính khả thi của cơ sở hạ tầng. Vai trò của hydro phải phụ thuộc vào bối cảnh. Hành trình của Nhật Bản làm nổi bật nhu cầu về các chiến lược quốc gia phù hợp, phù hợp với công nghệ, thiết kế thị trường và thực tế địa chính trị.
