Khi người Mỹ nghĩ đến năng lượng tái tạo, người ta nghĩ ngay đến năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Mặc dù ít người nghĩ đến điều đó, nhưng hydro đang âm thầm trở thành một phần quan trọng không kém trong tương lai năng lượng của chúng ta - một lĩnh vực mà khu vực tư nhân và chính quyền Biden đang đặt cược rất lớn vào đó.
Các bể chứa hydro được nhìn thấy tại nhà máy hydro xanh Iberdrola ở Puertollano, miền trung Tây Ban Nha, Thứ Ba, ngày 28 tháng 3 năm 2023. (Ảnh AP / Bernat Armangue)
Đó là một trong những bí mật được giữ kín nhất của Washington.
Hydro là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ. Nó giàu năng lượng, rất nhẹ, dễ dàng lưu trữ năng lượng và không tạo ra khí thải gây ô nhiễm, chỉ có nước. Pin nhiên liệu hydro tạo ra điện và nhiệt.
Hydro hiện được sử dụng chủ yếu để lọc dầu, sản xuất phân bón và vận tải thích hợp như đội xe buýt chạy bằng hydro thí điểm ở một số địa phương. Các nhà đầu tư tư nhân và chính phủ đang tăng cường nỗ lực cho các mục đích sử dụng quy mô lớn như sản xuất công nghiệp thép, xi măng và hóa chất, lưu trữ năng lượng và vận tải công cộng.
Hầu hết hydro ngày nay được sản xuất từ khí tự nhiên, vì vậy nó không trung hòa carbon. Nhưng nó có thể được sản xuất từ điện hoặc bằng điện phân, tách hydro ra khỏi nước. Cái trước được gọi là hydro xám. Loại thứ hai là hydro xanh hoặc sạch không phát thải được sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo, nhưng sản xuất rất tốn kém.
Hydro sạch là canh bạc lớn trong các sáng kiến về khí hậu của Biden. Các sáng kiến hydro được thiết kế để khuyến khích đầu tư, nghiên cứu và phát triển nhằm giảm đáng kể chi phí của hydro xanh, theo báo cáo ban đầu là từ 80% xuống còn 1 USD/kg (hiện là 4,5 USD/kg), với khoản tín dụng thuế lên tới 3 USD/kg để mở rộng quy mô sản xuất. Đây sẽ là một quỹ đạo tương tự với các công nghệ xanh phổ biến hơn, vì chi phí giảm đã làm tăng quy mô năng lượng mặt trời và gió.
Hiện tại, các doanh nghiệp trên toàn thế giới đã công bố kế hoạch đầu tư cho 1.000 dự án hydro trị giá 320 tỷ USD. Để thúc đẩy các khoản đầu tư lớn hơn cần thiết nhằm đáp ứng các mục tiêu về khí hậu (ước tính khoảng 700 tỷ USD vào năm 2030 hoặc cao hơn), chính quyền Biden đã cam kết chi gần 9,5 tỷ USD cho Đạo luật Cơ sở hạ tầng lưỡng đảng và khoảng 10 tỷ USD cho Đạo luật Giảm lạm phát. Dự luật cơ sở hạ tầng tạo ra bảy trung tâm sản xuất hydro sạch ở tất cả các vùng của đất nước; Đạo luật Giảm lạm phát cung cấp các khoản tín dụng thuế và các khoản trợ cấp khác cho việc sản xuất hydro sạch.
Sự mù mờ của công chúng về hydro càng đáng chú ý hơn vì nó không phải là phát minh của Nhóm Biden mà đã được thực hiện trong 20 năm. Đó là một di sản tích cực của George W. Bush, người đang vật lộn với vấn đề biến đổi khí hậu và đã đưa chính phủ Hoa Kỳ đi theo con đường phát triển hydro với khoản đầu tư 1,2 tỷ USD.
Điều này khiến tôi, khi đó là cố vấn cho Thứ trưởng Ngoại giao về các vấn đề toàn cầu, được giao nhiệm vụ thành lập một lực lượng đặc nhiệm liên cơ quan với Bộ Năng lượng để xây dựng một liên minh toàn cầu có tên là Quan hệ đối tác quốc tế về hydro và pin nhiên liệu trong nền kinh tế ( IPHE).
IPHE có 24 quốc gia thành viên bao gồm Châu Âu, Ấn Độ, Trung Quốc và Nhật Bản. Hợp tác với các đối tác khu vực tư nhân tương ứng, nó đã đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự tăng trưởng mạnh mẽ trong việc sử dụng hydro trên toàn cầu. Hiện nay có khoảng 30 quốc gia có chương trình hydro. IPHE vẫn đóng vai trò chính trong việc phát triển hợp tác về các quy định, tiêu chuẩn và biện pháp an toàn cũng như các số liệu chứng nhận để cho phép buôn bán hydro rộng rãi.
Khi công nghệ được cải thiện và đầu tư mở rộng, hydro thúc đẩy quá trình chuyển đổi xanh là lời hứa và tầm nhìn mà chính quyền đã nuôi dưỡng. Khả năng khử cacbon của các nguồn phát thải khí nhà kính chính là rất hấp dẫn.
Công nghiệp nặng chiếm gần 40% lượng phát thải khí nhà kính. Điều gì sẽ xảy ra nếu các ngành công nghiệp như thép, xi măng và hóa chất không có khí thải? Năng lượng lưu trữ hydro từ năng lượng mặt trời và năng lượng gió có thể mở rộng hơn nữa các nguồn năng lượng sạch đó. Các tòa nhà dân cư và thương mại chiếm 29% lượng khí thải. Trang bị thêm nhiệt và điện hydro xanh cho chúng có thể đồng nghĩa với việc các tòa nhà không phát thải ròng. Máy bay chạy bằng nhiên liệu hydro và tăng cường đội xe tải và xe buýt chạy bằng hydro cũng nằm trong khả năng có thể thực hiện được.
Điều đó nói rằng, những thách thức là khó khăn. Để giảm chi phí sản xuất hydro xanh đòi hỏi quá trình điện phân, pin nhiên liệu, thiết bị tiếp nhiên liệu cũng như hệ thống truyền tải và lưu trữ hiệu quả hơn. Chi phí gần như chắc chắn sẽ giảm khi việc sản xuất và sử dụng hydro tiếp tục bùng nổ.
Nhưng cũng như cuộc chiến kiểm soát biến đổi khí hậu nói chung , vấn đề không chỉ là hiệu quả mà còn là thời điểm. Theo một số ước tính, sẽ cần hàng nghìn tỷ đô la để đầu tư vào năm 2050. Xây dựng thêm cơ sở hạ tầng hydro, như bảy trung tâm của Biden dự định, là bàn đạp rất cần thiết để thúc đẩy việc sử dụng nó.
Việc xây dựng một khuôn khổ pháp lý và kỹ thuật hợp lý cho hoạt động kinh doanh hydro, đặc biệt là khu vực chính phủ/tư nhân và các đối tác quốc gia/địa phương trong việc xây dựng các quy định và tiêu chuẩn, là những thách thức trước mắt. Không khó để hình dung sự phản kháng cục bộ kiểu NIMBY khi hydro mở rộng trên toàn quốc. Nói rộng hơn, các tiêu chuẩn an toàn trong vận chuyển và lưu trữ cũng như các biện pháp chứng nhận là những trở ngại ngắn hạn đối với việc phát triển thương mại ở cả Hoa Kỳ và trên toàn cầu.
Liệu hydro có thể được sản xuất với tốc độ phù hợp với mục tiêu phát thải không? Không có câu hỏi đó là một trật tự cao. Tuy nhiên, động lực đang được xây dựng trên toàn cầu. Rất ít người có thể dự đoán được sự sụt giảm nhanh chóng của giá năng lượng mặt trời và gió hoặc những bước nhảy vọt về công nghệ tương ứng đã thúc đẩy việc triển khai nhanh chóng của chúng.
Các mục tiêu về khí hậu của Biden rất tham vọng: giảm 50% lượng khí thải so với mức năm 2005 vào năm 2030 và điện không phát thải vào năm 2030. Sẽ rất khó để đạt được những mục tiêu đó nếu không có sự đóng góp lớn từ hydro, đặc biệt là trong sản xuất công nghiệp. sẽ khó khăn hơn đáng kể.
Có rất ít nghi vấn về khả năng sử dụng hydro trong nền kinh tế hậu dầu mỏ có hấp dẫn hay không. Điều đó giúp giải thích sự nhiệt tình và đầu tư của cả khu vực tư nhân và chính quyền.
Việc xác lập vai trò của hydro trong trí tưởng tượng của công chúng sẽ góp phần thúc đẩy tiến bộ hiện tại và giúp hiện thực hóa tiềm năng của nó trở thành một phần lớn hơn trong cuộc thảo luận toàn cầu.
Robert A. Manning là một thành viên xuất sắc tại Trung tâm Stimson. Trước đây, ông từng là cố vấn cấp cao cho Thứ trưởng Ngoại giao về các vấn đề toàn cầu, là thành viên của ban hoạch định chính sách của Bộ trưởng Ngoại giao Hoa Kỳ và trong Nhóm Chiến lược Tương lai của Hội đồng Tình báo Quốc gia. Theo dõi anh ấy trên Twitter @Rmanning4.
