Đốt đồng dòng hydro và khí tự nhiên: Giải pháp khả thi để khử carbon cho lò công nghiệp
Ngày 05 tháng 6 năm 2026 – Annie Nguyễn
Một nghiên cứu thực nghiệm quy mô pilot do Đại học Sheffield (Vương quốc Anh) thực hiện vừa được đăng tải trên tạp chí Frontiers in Fuels, cung cấp bằng chứng khoa học quan trọng rằng việc đốt hỗn hợp hydro và khí tự nhiên trong các lò công nghiệp là hoàn toàn khả thi về mặt kỹ thuật. Phát hiện này mở ra triển vọng tận dụng cơ sở hạ tầng khí đốt hiện có để giảm phát thải carbon mà không cần đầu tư thay thế toàn bộ thiết bị.
Nghiên cứu do nhóm của Giáo sư Mohamed Pourkashanian thực hiện trên một lò thử nghiệm công suất 80 kW, sử dụng đầu đốt 200 kW. Các thí nghiệm được tiến hành với ba tỷ lệ thể tích hydro trong hỗn hợp nhiên liệu: 0%, 50% và 100%. Kết quả cho thấy thông lượng nhiệt bức xạ (radiant heat flux) duy trì ổn định khi tăng tỷ lệ hydro, nhờ cơ chế bù trừ giữa sự giảm muội than và sự thay đổi vị trí ngọn lửa. Phân bố nhiệt độ trong lò cũng không bị ảnh hưởng đáng kể, ngay cả khi đốt 100% hydro.
Các nhà khoa học cũng đo đạc nồng độ khí thải và nhiệt độ thành lò, kết hợp với mô phỏng động lực học chất lưu tính toán (CFD) để hiểu rõ cơ chế hình thành ngọn lửa khuếch tán và sự thay đổi của số Reynolds. Kết quả khẳng định việc chuyển đổi dần từ khí tự nhiên sang hydro có thể thực hiện một cách an toàn, ổn định, mà không làm giảm hiệu suất truyền nhiệt hay gây mất an toàn cho vận hành.
Nghiên cứu này có ý nghĩa đặc biệt đối với các ngành công nghiệp nền tảng như sản xuất thép, xi măng, thủy tinh và gốm sứ, nơi các lò nhiệt độ cao chiếm phần lớn lượng khí thải carbon. Thay vì phải thay thế toàn bộ hệ thống đốt, các nhà máy có thể bắt đầu bằng việc hòa trộn hydro vào khí tự nhiên với tỷ lệ ngày càng tăng, tận dụng hạ tầng hiện hữu và giảm chi phí chuyển đổi. Đây được xem là chiến lược “lai ghép” hiệu quả, vừa giảm phát thải vừa duy trì năng lực sản xuất.
Các tác giả nhấn mạnh rằng những phát hiện này cung cấp cơ sở khoa học cho các quyết định đầu tư và chính sách, đồng thời mở ra hướng phát triển các đầu đốt lai hydro phù hợp cho nhiều loại lò công nghiệp khác nhau.
