CHƯƠNG 3: SẢN XUẤT HYDRO, Global Hydrogen Review 2025, IEA
Điểm nổi bật (Highlights)
- Tổng sản lượng hydro toàn cầu năm 2024 đạt khoảng 95 Mt H₂ tinh khiết (tương đương 100 Mt khi bao gồm các dòng hydro trộn).
Hơn 99% được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch mà không thu giữ CO₂. - Hydro phát thải thấp (từ điện phân hoặc SMR/ATR + CCUS) đạt khoảng 0,8 Mt, tăng 10% so với năm 2023.
Tuy nhiên, con số này vẫn chỉ chiếm dưới 1% tổng sản lượng. - Danh mục dự án sản xuất hydro phát thải thấp công bố đến 2030 đã giảm so với năm ngoái, còn khoảng 37 Mtpa tiềm năng (giảm từ 49 Mtpa).
Các hủy bỏ và trì hoãn dự án diễn ra ở cả các dự án điện phân lẫn CCUS. - Các dự án đã đạt Quyết định Đầu tư Cuối cùng (FID) hiện chiếm 9% tổng danh mục.
Sản lượng dự kiến từ các dự án đã FID có thể đạt 4,2 Mtpa vào 2030 – gấp 5 lần so với hiện tại. - Trung Quốc dẫn đầu về triển khai và sản xuất thiết bị điện phân, chiếm 65% công suất lắp đặt toàn cầu và gần 60% công suất sản xuất thiết bị.
Tổng quan sản xuất hydro toàn cầu
Hydro chủ yếu được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch, sử dụng:
- 290 tỷ m³ khí tự nhiên (tương đương 3% nhu cầu khí toàn cầu)
- 90 triệu tấn than quy đổi (Mtce, chủ yếu ở Trung Quốc)
- Lượng CO₂ phát thải từ sản xuất hydro hiện chiếm khoảng 900 Mt CO₂, tương đương 2,5% phát thải năng lượng toàn cầu.
Sản xuất từ điện phân nước vẫn còn rất nhỏ:
- Công suất điện phân toàn cầu đạt ~2 GW năm 2024 (tăng gấp đôi so với 2023).
- Sản lượng hydro từ điện phân mới đạt khoảng 300–400 kt, <0,5% tổng sản lượng.
Hydro từ nhiên liệu hóa thạch có thu giữ CO₂ (CCUS-based hydrogen)
Sản lượng hydro từ CCUS năm 2024 khoảng 0,5 Mt, chủ yếu ở Bắc Mỹ và Trung Đông.
Các dự án điển hình:
- Quest & Alberta Carbon Trunk Line (Canada) – thu giữ CO₂ từ sản xuất hydro SMR.
- Air Products (Texas) và Port Arthur – các nhà máy CCUS lớn.
- Qatar, UAE, Ả Rập Saudi đang mở rộng công suất blue hydrogen và amoniac xanh lam.
Đến 2030, nếu tất cả dự án công bố được triển khai, sản lượng blue hydrogen có thể đạt 10–12 Mtpa, chiếm 1/3 danh mục hydro phát thải thấp.
Tuy nhiên, hơn 70% dự án vẫn ở giai đoạn tiền FID, chịu rủi ro về tài chính và thị trường tiêu thụ.
Hydro từ điện phân nước (Electrolytic Hydrogen)
Đây là công nghệ tăng trưởng nhanh nhất:
- Công suất lắp đặt 2024: ~2 GW toàn cầu.
- Công suất đang xây dựng + đã FID: ~5 GW.
- Công suất công bố đến 2030: >175 GW, nhưng phần lớn vẫn ở giai đoạn ý tưởng (concept/feasibility).
Chi phí điện phân đang giảm:
- Chi phí thiết bị (CAPEX) ở Trung Quốc hiện chỉ còn 600–1.200 USD/kW, thấp hơn một nửa so với châu Âu/Mỹ (2.000–2.600 USD/kW).
- Tuy nhiên, chi phí hệ thống hoàn chỉnh (EPC + dự phòng + vận hành) ở nước ngoài vẫn cao, làm thu hẹp khoảng cách khi tính tổng đầu tư.
Chi phí sản xuất hydro
Chi phí sản xuất hydro phụ thuộc mạnh vào:
- Giá điện (đối với điện phân)
- Giá khí đốt/than (đối với SMR/ATR)
- Chi phí CO₂ (thuế carbon hoặc ETS)
- Chi phí vốn và tài chính dự án
Năm 2024:
- Hydro xám (SMR không thu giữ CO₂): 1–1,5 USD/kg ở Trung Đông, 2–3 USD/kg ở châu Âu.
- Hydro xanh từ điện phân: 4–6 USD/kg ở châu Âu, 3–5 USD/kg ở Trung Quốc.
- Khoảng cách chi phí này dự kiến thu hẹp đến 2030 nhờ giảm CAPEX điện phân và tăng giá carbon.
Công nghệ mới nổi và đổi mới (Innovation)
Một số công nghệ đang tiến gần thương mại hóa:
- Điện phân nhiệt độ cao (SOEC) – hiệu suất cao, phù hợp dùng cùng nhiệt thừa công nghiệp.
- Công nghệ điện phân PEM thế hệ mới – giảm tiêu thụ iridium.
- Biomass gasification + CCS – sản xuất “hydro âm carbon”.
- Pyrolysis methane – sản xuất hydro rắn (solid carbon), tiềm năng phát thải thấp nhưng còn ở quy mô thí điểm.
Thách thức và cơ hội
- Thách thức: chi phí cao, thiếu hợp đồng mua bán, thủ tục cấp phép chậm, thiếu hạ tầng vận chuyển và lưu trữ.
- Cơ hội: giảm CAPEX, chính sách hỗ trợ mạnh hơn (IRA của Mỹ, RED II & RFNBO ở EU), mở rộng thị trường ở Trung Quốc và Ấn Độ, nhu cầu tăng từ ngành thép và vận tải biển.
Kết luận Chương 3
Sản xuất hydro toàn cầu đang ở giai đoạn chuyển đổi, với việc mở rộng mạnh các dự án phát thải thấp.
Tuy nhiên, để đạt mục tiêu khí hậu, cần:
- Đẩy nhanh các quyết định đầu tư cuối cùng (FID)
- Đảm bảo hợp đồng tiêu thụ dài hạn
- Hỗ trợ tài chính công và chia sẻ rủi ro
- Đầu tư hạ tầng điện tái tạo để cấp điện cho điện phân
