Cuộc cách mạng pin nhiên liệu hydro của Nhật Bản: Một bước tiến nữa hướng tới mục tiêu trung hòa carbon
Hệ thống pin nhiên liệu hydro lưu trú ENE-FARM
Nhật Bản đã nổi lên như một người đi đầu trong cuộc đua toàn cầu nhằm giảm thiểu biến đổi khí hậu với hệ thống pin nhiên liệu hydro lưu trú ENE-FARM sáng tạo của mình. Công nghệ đột phá này, được phát triển bởi một tập đoàn các công ty Nhật Bản bao gồm Panasonic, Aisin, KYOCERA Corporation, NORITZ, Tokyo Gas Co., Ltd., Osaka Gas Co., Ltd. và ENEOS Corporation, đang chuyển đổi bối cảnh năng lượng của Nhật Bản và thiết lập chuẩn mực toàn cầu cho phát triển bền vững (Panasonic, 2021; Tokyo Gas Co., Ltd., 2024).
ENE-FARM, viết tắt của “Energy Farm”, là một hệ thống phát điện nhỏ gọn, hiệu quả và thân thiện với môi trường được thiết kế để sử dụng trong hộ gia đình nhưng cũng có thể áp dụng trong các không gian thương mại. Công nghệ này chiết xuất hydro từ khí tự nhiên hoặc LPG, sau đó phản ứng với oxy trong không khí để tạo ra điện và nhiệt. Quy trình này đạt hiệu suất năng lượng tổng thể là 95%, cao hơn đáng kể so với các nguồn điện thông thường (Panasonic, 2021; Tokyo Gas Co., Ltd., 2024).
ENE-FARM là khoản đầu tư ban đầu đáng kể, với giá khoảng 1,5-2 triệu yên (khoảng 13.000-18.000 đô la) cho mỗi đơn vị. Tuy nhiên, trợ cấp của chính phủ đã giúp người tiêu dùng Nhật Bản dễ tiếp cận hơn và lợi ích lâu dài của nó vượt xa chi phí ban đầu (Tokyo Gas Co., Ltd., 2024).
ENE-FARM chỉ cần đào tạo tối thiểu để lắp đặt và vận hành, giúp chủ nhà trung bình có thể tiếp cận. Hệ thống được thiết kế thân thiện với người dùng và các kỹ thuật viên chuyên nghiệp xử lý hầu hết các công việc bảo trì trong quá trình kiểm tra định kỳ. Các kỹ thuật viên được chứng nhận sẽ được đào tạo cơ bản về lắp đặt và bảo trì, trong khi chủ nhà được cung cấp giao diện thân thiện với người dùng để theo dõi sản xuất và tiêu thụ năng lượng (Tokyo Gas Co., Ltd., 2024).
Kể từ khi ra mắt vào năm 2009, ENE-FARM đã được áp dụng rộng rãi trên khắp Nhật Bản. Tính đến năm 2024, hơn 400.000 đơn vị đã được lắp đặt tại các hộ gia đình Nhật Bản, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong quá trình chuyển đổi sang các nguồn năng lượng thay thế xanh hơn của quốc gia này (Tokyo Gas Co., Ltd., 2024; Keidanren, không có ngày; METI, 2022).
Tác động đến việc giảm phát thải là rất lớn. Mỗi đơn vị ENE-FARM có thể giảm lượng phát thải CO2 khoảng 1,3-1,5 tấn mỗi năm. Dữ liệu từ Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) chứng minh rằng chỉ riêng trong năm 2020, các hệ thống ENE-FARM đã cùng nhau giảm lượng phát thải CO2 khoảng 520.000 tấn, tương đương với lượng phát thải hàng năm của khoảng 113.000 xe chở khách (METI, 2021; Tokyo Gas Co., Ltd., 2024).
ENE-FARM lấp đầy khoảng trống quan trọng trong hỗn hợp năng lượng của Nhật Bản, cung cấp một giải pháp thay thế phi tập trung, hiệu quả và phát thải thấp cho các nguồn điện truyền thống. Nó chủ yếu có giá trị ở các khu vực đô thị nơi hạn chế về không gian hạn chế tính khả thi của các cơ sở lắp đặt năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió và ở một quốc gia dễ xảy ra thiên tai, nó có thể tiếp tục cung cấp điện ngay cả khi lưới điện chính bị hỏng (Panasonic 2021).
Mặc dù những lợi ích là rõ ràng, nhưng điều quan trọng cần lưu ý là sản xuất hydro vẫn phụ thuộc một phần vào nhiên liệu hóa thạch. Sự phụ thuộc vào khí đốt tự nhiên làm nguồn hydro này có nghĩa là ENE-FARM không hoàn toàn thoát khỏi sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, các nỗ lực đang được tiến hành để chuyển đổi sang các phương pháp sản xuất hydro xanh, qua đó nâng cao hơn nữa uy tín về môi trường của công nghệ (METI, 2021; 2023).
Một thách thức khác là chi phí trả trước cao, vẫn là rào cản đối với các hộ gia đình có thu nhập thấp mặc dù có trợ cấp của chính phủ. Ngoài ra, các quy trình sản xuất và lắp đặt có thể có tác động nhỏ đến môi trường, cần phải được xem xét trong quá trình đánh giá toàn diện về tính bền vững của công nghệ.
Thành công của ENE-FARM tại Nhật Bản không phải là không được chú ý. Các hệ thống tương tự đang được phát triển và triển khai ở các quốc gia khác, bao gồm Đức, Vương quốc Anh và Hàn Quốc, cho thấy tiềm năng toàn cầu của công nghệ này. Mô hình ENE-FARM của Nhật Bản chứng minh cách hydro có thể đóng vai trò quan trọng trong các nỗ lực phi cacbon hóa toàn cầu (METI, 2022).
Tóm lại, ENE-FARM đại diện cho một cải tiến công nghệ quan trọng trong nỗ lực giảm thiểu biến đổi khí hậu của Nhật Bản. Việc áp dụng rộng rãi, giảm đáng kể lượng khí thải và tiềm năng cải tiến hơn nữa khiến công nghệ này trở thành một yếu tố chủ chốt trong quá trình chuyển đổi sang tương lai ít carbon của Nhật Bản.
Bài đăng này được gửi bởi Giám đốc quốc gia của Climate Scorecard Nhật Bản Delmaria Richards.
Tài nguyên học tập
Tập đoàn Panasonic. (2021, ngày 1 tháng 10). Panasonic ra mắt máy phát điện chạy bằng pin nhiên liệu hydro nguyên chất loại 5 kW. https://news.panasonic.com/global/press/en211001-4
Tokyo Gas Co., Ltd. (2024). Hệ thống pin nhiên liệu dân dụng ENE-FARM: Chi tiết sản phẩm và tác động đến môi trường. Truy xuất từ https://home.tokyo-gas.co.jp/housing/eco_equipment/enefarm/aisin/index.html
Keidanren, Liên đoàn doanh nghiệp Nhật Bản. (n.d). Challenge Zero: Pin nhiên liệu dân dụng ENE-FARM. https://www.challenge-zero.jp/en/casestudy/469#:~:text=Tokyo%20Gas%20Co.%2C%20Ltd.&text=ENE%2DFARM%20is%20a%20co,generation%20to%20produce%20hot%20water.
Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp (METI). (2022). 2021 – Hiểu về tình hình năng lượng hiện tại ở Nhật Bản (Phần 2). https://www.enecho.meti.go.jp/en/category/special/article/detail_172.html
Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp (METI). (2021). https://www.meti.go.jp/english/press/2021/0326_003.html
Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp (METI). Hội đồng Bộ trưởng về Năng lượng tái tạo, Hydro và các vấn đề liên quan. Chiến lược Hydro cơ bản. (2023) https://www.meti.go.jp/shingikai/enecho/shoene_shinene/suiso_seisaku/pdf/20230606_5.pdf
