HD Hydrogen hướng tới thị trường toàn cầu với SOFC không cần cấp nước

Ngày 11 tháng 9 năm 2026
Annie Nguyễn

HD Hydrogen đang xây dựng nhà máy sản xuất SOFC (pin nhiên liệu oxit rắn) công suất 50MW mỗi năm tại Khu công nghiệp Poseung, Cảng Pyeongtaek, Hàn Quốc. Sản phẩm thương mại đầu tiên là HD250, một hệ thống SOFC 250kW, với trọng tâm là tính linh hoạt vận hành và khả năng bảo trì lâu dài.

Công nghệ vận hành không cần cấp nước

HD250 áp dụng công nghệ vận hành không cần nước (water-free). Các pin nhiên liệu dùng khí tự nhiên thông thường cần đường cấp nước bên ngoài vì quá trình cải tạo hơi nước (SMR) sử dụng hơi nước nhiệt độ cao để tách hydro. Ngược lại, sản phẩm của HD Hydrogen sử dụng phương pháp oxy hóa một phần chất xúc tác trong giai đoạn khởi động ban đầu, sau đó tái sử dụng hơi nước nhiệt độ cao sinh ra từ chính phản ứng điện hóa của pin nhiên liệu khi vào chế độ vận hành định mức. Điều này giúp tăng tính tiện lợi khi lắp đặt và hiệu quả vận hành, đồng thời cho phép thích ứng linh hoạt với nhiều môi trường lắp đặt và điều kiện vận hành khác nhau.

HD250 được phát triển dựa trên hệ thống SOFC 60kW của Convion, công ty con có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực oxit rắn và đã được kiểm chứng qua nhiều dự án thực chứng tại châu Âu. Trọng tâm là thiết kế tích hợp hệ thống khi mở rộng quy mô và đảm bảo khả năng bảo trì lâu dài. Khi kết hợp nhiều mô-đun pin nhiên liệu thành một hệ thống, việc duy trì điều kiện vận hành đồng đều giữa các mô-đun là rất quan trọng, nên cấu trúc phân phối không khí và nhiên liệu đã được tối ưu hóa, logic điều khiển được nâng cao để giảm thiểu chênh lệch công suất giữa các mô-đun.

Xét việc thiết bị phát điện cần vận hành lâu dài hơn 20 năm, thiết kế dạng mô-đun có tính đến khả năng tiếp cận và dễ thay thế các bộ phận chính đã được áp dụng để nâng cao khả năng bảo trì và tiện lợi vận hành. Ông Kim Chang-gyeom, trưởng nhóm phụ trách R&D HD250, cho biết công ty tập trung nâng cao tính linh hoạt vận hành so với sản phẩm 60kW trước đó để đóng góp vào ổn định hệ thống điện với vai trò nguồn phân tán, đồng thời phát triển chức năng theo tải và điều khiển công suất riêng phù hợp với môi trường thị trường điện có tỷ trọng năng lượng tái tạo ngày càng lớn. Ông nhấn mạnh thuật toán điều khiển tính đến đặc tính của hệ thống pin nhiên liệu sẽ cho phép cung cấp điện linh hoạt và ổn định trong mọi điều kiện vận hành.

HD Hydrogen cũng đã trao đổi với các nhà cung cấp trong nước ngay từ giai đoạn thiết kế để phát triển sản xuất hàng loạt các bộ phận và mô-đun cho HD250, hiện đã nội địa hóa hơn 60% linh kiện. Nhà máy Pyeongtaek bắt đầu vận hành chính thức từ tháng 9 để sản xuất hàng loạt HD250.

Sản xuất một điểm dừng từ R&D đến lắp ráp

Nhà máy Pyeongtaek có thể sản xuất SOFC quy mô 50MW mỗi năm, với hệ thống sản xuất một điểm dừng bao gồm R&D, thử nghiệm nguyên mẫu và lắp ráp trong cùng một địa điểm. Dây chuyền lắp ráp vận hành theo quy trình thông minh dựa trên dữ liệu, với chỉ dẫn công việc tiêu chuẩn và thông số sản phẩm hiển thị theo thời gian thực trên màn hình của công nhân ngay khi bắt đầu công đoạn, ngăn chặn lỗi từ gốc. Ông Jeong Ye-heon, trưởng nhóm phụ trách sản xuất, cho biết mọi dữ liệu phát sinh trong quá trình lắp ráp và kiểm tra toàn bộ đều được ghi lại trong hệ thống quản lý sản xuất (MES), là tài sản cốt lõi cho việc nâng cao chất lượng và phân tích nguyên nhân vấn đề một cách chủ động.

Việc kết nối hữu cơ giữa các công đoạn cũng rất nổi bật. Phương thức "in-line" kết nối dây chuyền lắp ráp và dây chuyền thử nghiệm thành một đã được áp dụng để tối đa hóa hiệu quả sản xuất. Ngay cả khi phát hiện vấn đề trong quá trình sản xuất, việc làm lại có thể được thực hiện ngay lập tức, cho phép sản xuất sản phẩm chất lượng cao nhất trong thời gian ngắn nhất.

Do đặc tính khó xử lý của pin nhiên liệu hydro, giá trị ưu tiên hàng đầu của công đoạn thử nghiệm là an toàn. Dây chuyền thử nghiệm của nhà máy Pyeongtaek được trang bị cảm biến tiên tiến phát hiện rò rỉ khí và điện, cùng cơ sở chống nổ và thông gió đạt tiêu chuẩn cao nhất.

Ông Jeong Ye-heon cho biết công ty đã chủ động đáp ứng mọi tiêu chuẩn an toàn yêu cầu trong giai đoạn cấp phép thông qua mô phỏng cường độ cao giả định các tình huống khẩn cấp cực đoan, thể hiện sự tự tin mạnh mẽ về an toàn quy trình.

Công ty cũng dành nhiều công sức cho việc xây dựng dây chuyền sản xuất hàng loạt. Ông Jeong cho biết thiết bị 60kW trước đây được sản xuất số lượng nhỏ trong không gian làm việc cố định theo phương thức cell, không phải dây chuyền sản xuất thương mại, khiến không thể dự đoán chính xác khối lượng sản xuất và thời gian cần thiết. Để khắc phục, các kỹ sư công nghệ sản xuất đã lặp lại việc lắp ráp và tháo gỡ sản phẩm tại cơ sở nghiên cứu ở Phần Lan để thiết kế quy trình lắp ráp, chạy thử và thiết bị của dây chuyền sản xuất.

Ngoài ra, trong quá trình chế tạo nguyên mẫu đầu tiên tại Hàn Quốc vào năm ngoái, việc chế tạo các loại đồ gá để cải thiện khả năng làm việc cũng được tiến hành song song theo thời gian thực. Kết quả là các quy trình thiết bị sản xuất, công đoạn làm việc và quy trình đảm bảo chất lượng của nhà máy Pyeongtaek đã được thiết lập, cho phép hoàn thành sản xuất dây chuyền số 1 trong thời gian mục tiêu.

Ông Jeong cho biết vì sản lượng còn ít nên các bộ phận như cell-stack và bộ điều khiển hiện sử dụng sản phẩm thương mại đã được kiểm chứng về hiệu suất và độ tin cậy trên thị trường thay vì phát triển riêng cho HD Hydrogen. Qua đó, công ty đang xây dựng quản lý chuỗi cung ứng (SCM) đảm bảo an toàn chuỗi cung ứng và giảm phụ thuộc vào nhà cung cấp cụ thể, có thể ứng phó linh hoạt với thay đổi nhu cầu thị trường.

Thách thức thị trường SOFC phát điện và hàng hải

Cùng với sản xuất thương mại chính thức, HD Hydrogen lấy thị trường phát điện CHPS (hệ thống nghĩa vụ phát điện hydro sạch) của Hàn Quốc làm thị trường đầu tiên. Thị trường này được mở năm 2023 và được kỳ vọng là bệ thử nghiệm tối ưu cho HD Hydrogen trong giai đoạn đầu.

Ông Oh Seung-hwan, Tổng giám đốc điều hành, cho biết vận hành liên tục 24 giờ trong 365 ngày cũng như điều chỉnh công suất theo lệnh giảm phát của sở giao dịch điện là cơ hội để chứng minh độ tin cậy của thiết bị. Ông nói công ty sẽ nâng cao hiệu suất dựa trên dữ liệu vận hành thực tế và giảm chi phí sản xuất thông qua sản xuất liên tục, cuối cùng mở rộng sang thị trường phát điện tự tiêu thụ.

Bên cạnh đó, công ty đã sẵn sàng tiến vào "thị trường phát điện hàng hải" thông qua ngành đóng tàu, lĩnh vực chủ lực của tập đoàn mẹ HD Hyundai. Phù hợp với xu hướng tàu thân thiện môi trường toàn cầu như quy định giảm phát thải carbon của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO), công ty cũng đang chuẩn bị sản xuất SOFC hàng hải có thể áp dụng cho tàu lớn.

HD Hydrogen có kế hoạch khai phá thị trường mới thông qua pin nhiên liệu hàng hải vì đã tham gia thị trường SOFC muộn. Công nghệ pin nhiên liệu của công ty đã trải qua tối ưu hóa hệ thống trong nhiều môi trường vận hành khác nhau, chủ yếu ở châu Âu, và đã có kinh nghiệm vận hành thực tế với nhiên liệu sạch như biomethane và biogas.

Kết hợp với năng lực sản xuất hàng loạt mạnh mẽ mà tập đoàn HD Hyundai tích lũy được, "kỹ thuật lấy sản xuất làm trung tâm" xem xét toàn diện sản xuất hàng loạt, bảo trì, ổn định chuỗi cung ứng và độ tin cậy vận hành lâu dài là năng lực cạnh tranh cốt lõi, vượt ra ngoài việc cải thiện hiệu suất stack đơn thuần.

Tính tiện lợi vận hành cũng được nâng cao đáng kể. Công ty cung cấp hệ thống giám sát từ xa cho phép người quản lý nắm bắt tình trạng vận hành và bất thường đột xuất của toàn bộ thiết bị phát điện theo thời gian thực qua điện thoại thông minh ở bất cứ đâu. Ngoài ra, thiết bị tuần hoàn nội bộ để tối đa hóa việc sử dụng nhiên liệu và không khí cũng áp dụng phương thức vật lý không tiêu thụ điện riêng, giúp giảm đáng kể tiếng ồn và điện năng tiêu thụ.

r-SOC có thể sản xuất điện và hydro

Không chỉ SOFC sản xuất điện, công nghệ SOEC (điện phân oxit rắn) sản xuất hydro cũng là năng lực cạnh tranh mạnh mẽ của HD Hydrogen. Công ty đặt mục tiêu mở rộng sang thị trường SOEC, sản xuất hydro bằng điện phân nước, dựa trên năng lực công nghệ của công ty con Convion với nhiều kinh nghiệm vận hành SOEC tại châu Âu.

Đặc biệt, SOEC có hiệu suất chuyển đổi năng lượng hydro vượt trội và có khả năng mở rộng lớn sang công nghệ "đồng điện phân" chuyển đổi CO2 thu giữ thành nhiên liệu điện tử (e-fuel) khi kết nối với công nghệ thu giữ carbon trong tương lai.

Công ty đã hoàn thành việc xem xét khả năng dùng chung phần cứng thiết bị dựa trên kinh nghiệm vận hành tích lũy từ việc thúc đẩy đồng thời phát triển công nghệ SOFC và SOEC, và đang đẩy mạnh phát triển "r-SOC" (tế bào oxit rắn có thể đảo ngược) hai chiều, có thể chuyển đổi tự do giữa chế độ pin nhiên liệu phát điện và chế độ điện phân trong cùng một thiết bị.

Khi r-SOC được thương mại hóa, vào thời điểm điện dư thừa tập trung, có thể sản xuất và lưu trữ hydro bằng năng lượng tái tạo, và khi nhu cầu điện tăng vọt, có thể chuyển đổi hydro lưu trữ trở lại thành điện. Đây là chìa khóa cốt lõi có thể bù đắp vấn đề gián đoạn đặc trưng của năng lượng tái tạo và nâng cao đáng kể tính linh hoạt của hệ thống điện.

Cuối cùng, HD Hydrogen sẽ đóng vai trò trung tâm trong việc hiện thực hóa tầm nhìn "Ocean Transformation" mà tập đoàn mẹ HD Hyundai tuyên bố tại CES 2023. Công ty cung cấp giải pháp cho mục tiêu chiến lược dài hạn bao gồm sản xuất hydro thân thiện môi trường sử dụng năng lượng tái tạo vô hạn của biển, pin nhiên liệu tàu biển dẫn dắt khử carbon của phương tiện hàng hải, và cung cấp điện trên bờ để đáp ứng hạ tầng AI.

Hiệu suất và tính thân thiện môi trường của SOFC đã tạo được sự đồng thuận đầy đủ trên thị trường. Ông Oh Seung-hwan cho biết nhiệm vụ cấp bách nhất hiện nay là giảm chi phí thiết bị và liên tục cải thiện độ tin cậy cùng tính tiện lợi sử dụng của sản phẩm để đưa nó trở thành công nghệ cung cấp năng lượng trong đời sống mà ai cũng có thể tiếp cận dễ dàng.

Công ty cũng đã chuẩn bị lộ trình cụ thể cho mục tiêu này. Ông Oh cho biết công ty đang phát triển sản phẩm thế hệ tiếp theo với công suất tăng đáng kể so với mô hình sản xuất hàng loạt hiện tại, dự kiến vào sản xuất hàng loạt chính thức vào năm 2028, hoàn thành chứng nhận đăng kiểm để áp dụng cho tàu vào năm 2029 và bước chân vào ngành hàng hải, sau đó đạt chứng nhận nước ngoài vào năm 2030 và cung cấp sản phẩm thương mại để tiến vào thị trường toàn cầu một cách chính thức.