Tương lai của phương tiện vận tải hạng nặng sẽ được cung cấp năng lượng bằng hydro? Hay điện? Hay nhiên liệu điện tử?
Khi các nền kinh tế nỗ lực trở nên xanh hơn, các nhà hoạch định chính sách và doanh nghiệp đang phải đối mặt với những lựa chọn khó khăn khi nói đến xe buýt và xe tải chạy bằng động cơ diesel và rất khó khử cacbon.
Hydro là ứng cử viên hàng đầu trong việc thay thế nhiên liệu hóa thạch trong lĩnh vực vận tải hạng nặng vì nó có mật độ năng lượng cao hơn pin chạy hoàn toàn bằng điện, khiến nó phù hợp cho các phương tiện chở tải nặng trên quãng đường dài. Nó cũng không tạo ra khí thải khi tiêu thụ và hoạt động hiệu quả và yên tĩnh.
Joel Ewanick, Người sáng lập và Chủ tịch điều hành của nhà bán lẻ hydro FirstElement Fuel có trụ sở tại California, cho biết: “Đối với tôi, hydro là yếu tố thay đổi cuộc chơi trong lĩnh vực vận tải hạng nặng. Ông tin rằng một giải pháp thực sự sẽ cần phải dựa vào sự kết hợp của các loại nhiên liệu khác nhau.
Ông nói: “Tất cả những công nghệ này có thể cùng tồn tại và chúng nên cùng tồn tại”. “Mỗi người đều có ưu điểm và nhược điểm.”
Sự gia tăng của hydro
Hydro có thể được sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm điện phân hoặc cải tạo khí tự nhiên.
Và hydro trong vận tải hạng nặng không phải là mới - Cơ quan Giao thông Chicago đã ra mắt xe buýt chạy bằng pin nhiên liệu hydro đầu tiên vào năm 1995. Nhiều thành phố trên thế giới đã sử dụng pin nhiên liệu hydro trong vận tải như một cách để khử cacbon và giảm chất ô nhiễm.
Xây dựng chuỗi giá trị
Mặc dù việc sử dụng hydro toàn cầu đang gia tăng nhưng nhu cầu lại tập trung ở các lĩnh vực đã sử dụng hydro, chẳng hạn như công nghiệp hóa chất và lọc dầu. Hơn nữa, hầu hết nhu cầu hiện nay đều được đáp ứng bằng hydro được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch không suy giảm.
Điều đó cần phải thay đổi. Lượng khí thải từ phương tiện giao thông hạng nặng cần phải sớm đạt đỉnh và bắt đầu giảm trong thập kỷ tới để ngành này đạt được các cột mốc quan trọng về lượng không khí thải. Mặc dù xe tải và xe buýt chỉ chiếm khoảng 8% tổng số phương tiện nhưng chúng chịu trách nhiệm cho hơn 1/3 lượng khí thải CO₂ trực tiếp từ vận tải đường bộ và lượng khí thải của chúng vẫn đang tăng lên.
Trong khi các nhà sản xuất đang ngày càng đi trước, với việc Volvo báo cáo tiến trình thương mại hóa xe tải chạy bằng pin nhiên liệu chạy bằng hydro, thì chuỗi giá trị hydro mới ra đời tạo ra một số thách thức cần phải vượt qua.
Rào cản tiềm ẩn
Tất cả các yếu tố cần phát triển đồng bộ để xây dựng chuỗi giá trị đó.
Ở cấp cao nhất, các nhà hoạch định chính sách, chính phủ và khu vực tư nhân đều tham gia vào việc xây dựng các điều kiện phù hợp để tăng quy mô sản xuất hydro xanh đồng thời giảm chi phí. Nhưng để một ngành công nghiệp như vận tải hạng nặng chuyển sang sử dụng hydro, cần phải đồng thời có đủ phương tiện, đủ lượng hydro sẵn có và đủ trạm dịch vụ hydro dọc theo các tuyến đường.
FirstElement Fuel đang đóng vai trò dẫn đầu trong lĩnh vực này, xây dựng mạng lưới gồm 41 trạm nhiên liệu hydro đang phục vụ 15.000 khách hàng mỗi ngày trên khắp tiểu bang California. Và Chủ tịch điều hành Ewanick biết đôi điều về ngành này, đặc biệt là những thách thức thực tế mà nó phải đối mặt trong thập kỷ qua.
Ông nói: “Chúng tôi sẽ cung cấp gần 2 triệu kg hydro hóa lỏng vào năm 2023. “Không ai khác trên thế giới làm được nhiều việc như vậy, vì vậy chúng tôi biết nút thắt trong chuỗi nằm ở đâu; đó là máy bơm hydro hóa lỏng tại các trạm dịch vụ.”
Chỉ bốn năm trước, trên thế giới chỉ có một lựa chọn bơm hydro hóa lỏng. FirstElement Fuel đã mua nó và biến nó thành một trạm dịch vụ hoạt động, nhưng đối với Ewanick, ngành cần đầu tư nhiều hơn vào việc mài giũa công nghệ.
“Chúng ta cần những lựa chọn thay thế. Những gì chúng tôi có là Model T, nhưng chúng tôi cần một chiếc Porsche 911 Turbo và đó là lý do tại sao chúng tôi đang hợp tác với Tập đoàn Mitsubishi Heavy Industries (MHI). Chúng tôi đang tìm cách xây dựng các trạm dịch vụ với máy bơm đông lạnh giúp chúng tôi và khách hàng có thể áp dụng các công nghệ giúp cắt giảm khí thải một cách khả thi về mặt kinh tế.”
Máy bơm hydro lỏng của MHI đang được thử nghiệm tại cơ sở của FirstElement Fuel ở Livermore, California. Hai công ty gần đây đã đạt thành công 500 giờ hoạt động trong bài kiểm tra độ bền lâu dài của máy bơm hydro lỏng được thiết kế cho các trạm xăng hydro.
Theo Ewanick, các máy bơm được thiết lập để biến đổi các trạm dịch vụ hydro vì chúng đáp ứng nhu cầu tiếp nhiên liệu của tất cả các loại phương tiện chạy bằng hydro, bao gồm cả xe tải và xe buýt.
Mua vào ngành
Ewanick nói: “Không dễ để đi đầu trong một ngành đang phát triển và việc thuyết phục thị trường chuyển đổi sẽ không xảy ra chỉ sau một đêm”.
“Mỹ có khoảng 4 triệu xe tải Loại 8 di chuyển khắp đất nước và vì nhiều chiếc trong số đó đã khá cũ nên lượng khí thải rất khủng khiếp. Vì vậy điều đó cần phải thay đổi. Nhưng đâu là động cơ khuyến khích các doanh nghiệp vừa và nhỏ thay thế xe tải của họ? Nó phải mang lại ý nghĩa kinh tế đối với họ và họ phải biết rằng xe tải của họ vẫn sẽ đến được nơi họ cần đến.”
Chìa khóa để cắt giảm lượng khí thải trong lĩnh vực vận tải hạng nặng là mở ra các giải pháp thay thế xanh mới có thể phù hợp với mạng lưới đã được thiết lập mà không gây nguy hiểm cho chi phí hoặc hiệu suất. Mục tiêu của FirstElement Fuel là tạo ra nhiều trạm dịch vụ cung cấp hydro với mức giá tương đương với dầu diesel và được phân phối ở cùng tốc độ hoặc nhanh hơn.
Đối với họ, máy bơm hydro lỏng là mảnh ghép còn thiếu.
