Một nhóm nghiên cứu chung đã phát triển một mô hình hệ thống năng lượng được tối ưu hóa cho môi trường của Hàn Quốc và đề xuất một chiến lược tối ưu để sử dụng năng lượng hydro.
Nhóm nghiên cứu đang phân tích nhu cầu năng lượng cuối cùng của kịch bản trung hòa carbon bằng cách sử dụng mô hình KIER-TIMES mà họ đã phát triển. Tín dụng: Viện nghiên cứu năng lượng Hàn Quốc
Hydro đang được nhấn mạnh là nguồn tài nguyên quan trọng để đạt được "Kịch bản trung hòa carbon năm 2050" của chính phủ. Đây không chỉ là nguồn năng lượng sạch mà còn có thể được sản xuất bằng cách sử dụng năng lượng dư thừa từ năng lượng tái tạo và chuyển đổi trở lại thành điện khi cần, khiến nó rất phù hợp để quản lý sự biến động và vận hành lưới điện.
Tuy nhiên, cho đến nay, có rất ít nghiên cứu phân tích định lượng và chuyên sâu về vai trò của năng lượng hydro ở cấp độ hệ thống năng lượng quốc gia. Nghiên cứu có tính đến môi trường năng lượng cụ thể của Hàn Quốc đặc biệt thiếu, làm nổi bật nhu cầu về một phương pháp tiếp cận khoa học để hỗ trợ chính sách quốc gia.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công mô hình KIER-TIMES, phản ánh môi trường năng lượng của Hàn Quốc, dựa trên TIMES (Hệ thống MARKAL-EFOM tích hợp), một mô hình phân tích hệ thống năng lượng của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA). Sử dụng mô hình này, họ đã dự đoán tỷ lệ năng lượng hydro tối ưu cần thiết để đạt được mức trung hòa carbon quốc gia vào năm 2050.
Mô hình KIER-TIMES kết hợp nguồn cung và cầu năng lượng hiện tại của Hàn Quốc, nhu cầu năng lượng trong tương lai, kế hoạch cung cấp điện và giá năng lượng. Nó bao gồm cụ thể nhiều giả định khác nhau, chẳng hạn như nhu cầu năng lượng cuối cùng cho năm 2050, như được nêu trong "Kế hoạch cuối cùng về Kịch bản trung hòa carbon năm 2050" của chính phủ, để đảm bảo tính nhất quán với các chính sách của chính phủ. Ngoài ra, phân tích độ nhạy đã được tiến hành để đánh giá cách những thay đổi trong các giả định này ảnh hưởng đến kết quả, do đó tăng cường độ tin cậy và khả năng áp dụng của mô hình ngay cả khi các điều kiện chính sách của chính phủ thay đổi.
Những phát hiện từ phân tích mô hình chỉ ra rằng để đạt được mức trung hòa carbon ở cấp quốc gia vào năm 2050, năng lượng hydro cần chiếm 27% tổng nguồn cung cấp năng lượng. Hơn nữa, dự báo cho thấy đóng góp của năng lượng hydro vào tổng mức sử dụng năng lượng dự kiến sẽ tăng lên 25%.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình phát triển để tiến hành phân tích chuyên sâu về thị phần nhập khẩu hydro được đề xuất, cải thiện hiệu quả công nghệ điện phân nước và sử dụng công nghệ thu giữ carbon như đã nêu trong kịch bản.
Kịch bản đặt tỷ lệ nhập khẩu hydro ở mức từ 80% đến 82%, xét đến tiềm năng của năng lượng tái tạo trong nước. Tuy nhiên, phân tích của nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng ít nhất 76% hydro phải được nhập khẩu để đạt được mức trung hòa carbon và tỷ lệ nhập khẩu cao hơn sẽ làm tăng khả năng đạt được mục tiêu này.
Nhóm nghiên cứu cũng phân tích mức giảm tiêu thụ điện năng có thể đạt được thông qua việc cải thiện hiệu quả công nghệ điện phân nước. Mục tiêu nghiên cứu và phát triển quốc gia về hiệu quả điện phân nước được đặt ở mức 94%. Nếu đạt được mục tiêu này, dự kiến sẽ giảm tổng mức tiêu thụ điện năng của cả nước là 6,4% và mức tiêu thụ hydro là 10,3%.
Nhóm nghiên cứu cũng đề xuất một chiến lược sử dụng công nghệ thu giữ, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS). Phân tích của họ cho thấy CCUS hiệu quả hơn khi áp dụng cho các cơ sở sản xuất hydro xanh thay vì lắp đặt tại các nhà máy điện khí đốt tự nhiên. Việc tăng sản lượng hydro xanh có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào hydro xanh, vốn có chi phí sản xuất cao hơn, khiến đây trở thành lựa chọn tiết kiệm chi phí hơn.
Tiến sĩ Sang Yong Park, người đứng đầu nghiên cứu chung, tuyên bố, "Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng vì nó đưa ra vai trò và chiến lược sử dụng tối ưu cho năng lượng hydro, có tính đến môi trường năng lượng của Hàn Quốc, sử dụng phương pháp phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế. Chúng tôi có kế hoạch mở rộng mô hình KIER-TIMES để phân tích những đóng góp của công nghệ kết hợp ngành vào mục tiêu trung hòa carbon và tiến hành nghiên cứu về việc triển khai và phổ biến chúng."
Trong khi đó, nghiên cứu này được tiến hành như một phần của dự án Nhóm nghiên cứu hội tụ liên kết và tích hợp khu vực (SCI), được Hội đồng nghiên cứu khoa học và công nghệ quốc gia khởi động vào tháng 7 năm 2023. Các phát hiện nghiên cứu đã được công bố vào ngày 30 tháng 9 trên tạp chí Năng lượng .
Nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Park từ Trung tâm Công nghệ Khí hậu Quốc gia tại Viện Nghiên cứu Năng lượng Hàn Quốc (KIER) và Giáo sư Dong Gu Choi từ Khoa Kỹ thuật Công nghiệp và Quản lý tại POSTECH
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
