Hy vọng hydro trong các ngành công nghiệp khó giảm thiểu

Hy vọng hydro trong các ngành công nghiệp khó giảm thiểu

    Chuyên môn về hydro có thể hỗ trợ khách hàng trong các ngành công nghiệp nặng như thế nào trong hành trình khử cacbon của họ.

    Quá trình khử cacbon sâu trong các lĩnh vực như thép, hàng hải, hàng không và amoniac nói dễ hơn làm. Những lĩnh vực như vậy được gọi là “khó giảm giá” do thiếu công nghệ cho đến nay hoặc chi phí cao – hoặc cả hai. Nhưng mặc dù những thách thức này không thể được giải quyết trong một sớm một chiều, nhưng có những chiến lược có thể được áp dụng ngay hôm nay để bắt đầu hành trình khử cacbon.

    Một quá khứ tiên phong và tương lai trong hydro

    “Linde đã kinh doanh hydro trong nhiều thập kỷ,” David Burns, VP Linde Clean Energy giải thích, “Chuyên môn của chúng tôi trong toàn bộ chuỗi giá trị là không có đối thủ và chúng tôi có thể dựa vào đó để giúp đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng. Bây giờ chúng tôi đã sẵn sàng cho hydro!”

    Cho rằng hydro có khả năng tránh được 80 gigaton (GT) lượng khí thải CO 2 tích lũy từ nay đến năm 2050, việc chuyển đổi nhiên liệu – thay thế nhiên liệu chứa nhiều carbon bằng carbon thấp hoặc hydro xanh trong các quy trình công nghiệp – rõ ràng là mục tiêu cuối cùng. Nhưng nó không nhất thiết phải là điểm khởi đầu. Thật không may, nó không đơn giản như “màu xanh lá cây có nghĩa là đi”.

    Sản xuất thép: Nơi hy vọng treo trên hydro

    Kết hợp bí quyết hydro với kiến ​​thức chuyên ngành dựa trên nhiều năm kinh doanh “truyền thống” với các công ty công nghiệp là điều tối quan trọng để thành công – như David Burns giải thích: “Đối với Linde, thép đã là một ngành kinh doanh rất quan trọng. Chúng tôi rất quen thuộc với nó và chúng tôi kết nối tốt với những người chơi chính. Vì vậy, khi khách hàng tìm cách khử cacbon, chúng tôi đang ở một vị trí thuận lợi để can thiệp và hỗ trợ.”

    Khi thép được sản xuất bằng phương pháp dựa trên lò cao thông thường, nó thải ra khoảng hai tấn CO 2 cho mỗi tấn thép, khiến nó trở thành một trong những nguyên nhân gây ra khí thải tồi tệ nhất: chính xác là 8% lượng khí thải hàng năm trên toàn cầu. Đối với một ngành công nghiệp mà nhiên liệu hóa thạch được đưa vào quy trình sản xuất, tất cả hy vọng về quá trình khử cacbon đều phụ thuộc vào hydro.

    “Khả năng tồn tại của hydro xanh phần lớn phụ thuộc vào việc có nguồn cung cấp năng lượng xanh liên tục và khả thi. Đó là điều sẽ quyết định tốc độ tiếp thu,” Joachim von Scheele, Giám đốc Metals & Glass tại Linde giải thích. Nhưng ở nhiều khu vực, có những bước khử cacbon ngắn hạn có thể được thực hiện ngay hôm nay để chuẩn bị cho việc chuyển đổi sang hydro trong tương lai. Von Scheele giải thích: “Tối đa hóa hiệu quả sử dụng năng lượng của các quy trình hiện tại là điều chúng tôi luôn bắt đầu với khách hàng của mình. Quy trình sản xuất càng tiết kiệm năng lượng thì càng cần ít nhiên liệu. Điều đó mang lại lợi ích trước mắt là giảm lượng khí thải CO 2 từ nhiên liệu hiện tại, nhưng cũng mang lại lợi ích trong tương lai từ việc giảm chi tiêu cho hydro. Khi thấy hợp lý, khách hàng có thể chuyển sang sử dụng hydro từng quy trình một. von Scheele nói: “Đó là về việc phát triển theo thời gian và thích ứng với nhu cầu của khách hàng.

    Trong thử nghiệm quy mô đầy đủ đầu tiên trên thế giới được thực hiện với nhà sản xuất thép Ovako vào tháng 3 năm 2020, Linde đã sử dụng hydro xanh cùng với nhiên liệu Oxy không lửa để nung nóng thép trước khi cán. Được thực hiện trong một môi trường sản xuất đầy đủ, nó đã chứng minh rằng hydro hoạt động như một chất thay thế khả thi cho propan làm nhiên liệu đầu đốt mà không làm giảm hiệu suất. Von Scheele giải thích: “Vấn đề khi nói đến việc mở rộng quy mô này chỉ đơn giản là chi phí. Trong khi chờ đợi, một loạt các công nghệ đã được chứng minh có thể giảm lượng khí thải – một lần nữa, thông qua hiệu quả được cải thiện. Von Scheele giải thích: “Khi áp dụng cho thép, Công nghệ Oxy nóng và các giải pháp Nhiên liệu Oxy không cháy như OXYGON® và REBOX® HLL có thể cắt giảm tới 60% lượng khí thải carbon từ một số quy trình. 

    Linde đang hợp tác với các đối tác trong ngành để khám phá tính khả thi của HUB hydro sân bay, nơi H2 sẽ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các dịch vụ mặt đất của máy bay, thiết bị vận hành và hệ thống tiếp nhiên liệu. Ảnh: Linde

    Hàng không bền vững: Hydro đang cất cánh như thế nào

    Một con đường đầy hứa hẹn để khử cacbon cho ngành hàng không là cung cấp nhiên liệu cho các máy bay ngày nay bằng các chất thay thế sạch hơn, được sản xuất tổng hợp cho dầu hỏa – được tinh chế từ nguyên liệu nhiên liệu hóa thạch như dầu thô. Một phương pháp sản xuất nhiên liệu hàng không bền vững hơn (SAF) sử dụng quy trình Điện thành chất lỏng (PTL), dựa vào việc cung cấp nguyên liệu carbon bền vững và sản xuất hydro xanh thông qua quá trình điện phân sử dụng năng lượng tái tạo. Carbon và hydro được chuyển đổi thành khí tổng hợp, hỗn hợp carbon monoxide và hydro, sau đó được chuyển đổi thành hydrocacbon chuỗi dài hơn để sản xuất nhiên liệu phản lực hoặc SAF thông qua Quy trình Fischer-Tropsch.

     

    “Phần lớn nhiên liệu cho các máy bay ngày nay của SAF đến từ dầu ăn và mỡ động vật, hoặc sinh khối, chẳng hạn như mía và hạt ngô. Tuy nhiên, những nguyên liệu như vậy được trồng trên đất canh tác, có khả năng được sử dụng để trồng lương thực, vì vậy việc hạn chế nguyên liệu trở thành một thách thức,” Kate Macfarlane, Sr. Giám đốc Phát triển Kinh doanh, Năng lượng Sạch tại Linde cho biết. “Với việc EU và các quốc gia thành viên thiết lập hạn ngạch ngày càng thắt chặt đối với việc pha trộn SAF, dầu hỏa PtL được thừa nhận là một phần quan trọng trong chiến lược khử cacbon trong tương lai.”

    Những nỗ lực khử cacbon trong ngành hàng không không chỉ giới hạn trong việc giảm lượng khí thải từ các chuyến bay. Máy bay cất cánh và hạ cánh từ các hệ sinh thái hỗ trợ phức tạp mà chúng ta gọi là sân bay. Bản thân các cơ sở cần sưởi ấm và chiếu sáng, xe buýt chở khách và các phương tiện sân bay khác cần được cung cấp nhiên liệu, và năng lượng là cần thiết cho tất cả những điều này. Những trung tâm hoạt động này có thể trở thành trung tâm hydro – mang đến một cách để đạt được các hoạt động trung lập với khí hậu trên toàn bộ chuỗi giá trị.

    Hàng năm, sản xuất amoniac tạo ra 500 triệu tấn carbon dioxide, chiếm khoảng 2% tổng lượng khí thải carbon. Sử dụng hydro carbon thấp trong quá trình sản xuất sẽ giảm đáng kể lượng khí thải. Ảnh: Linde

     

    Amoniac: Bắt đầu quá trình khử cacbon bằng hydro

    Sản xuất amoniac là một đóng góp lớn cho khí thải độc hại. Hàng năm, khoảng 190 triệu tấn amoniac được sản xuất trên toàn cầu – chủ yếu để làm phân bón nông nghiệp. Do đó, sử dụng hydro xanh để sản xuất amoniac là một con đường đầy hứa hẹn hướng tới một tương lai bền vững hơn.

    Cũng như các lĩnh vực khác, khả năng mở rộng quy mô sản xuất amoniac xanh sẽ là một thách thức trong những năm tới. Hydro xanh – được tạo ra khi các công nghệ thu giữ carbon được áp dụng cho các phương pháp sản xuất hydro thông thường – là bước đệm quan trọng trên con đường tiến tới không phát thải. Giải pháp vốn đã hiệu quả này cho phép phát triển các khuôn khổ và cơ sở hạ tầng cần thiết trong khi quá trình sản xuất hydro xanh đạt đến quy mô cần thiết.

    “Hydro sạch là thành phần quan trọng khi nói đến thép xanh, nhiên liệu hàng không bền vững, nhiên liệu thay thế cho vận chuyển và tất nhiên, amoniac xanh – bản thân nó có thể được sử dụng làm nhiên liệu không carbon hoặc làm vectơ năng lượng sạch sức mạnh,” Burns nói. Ông nói thêm: “Là công ty dẫn đầu toàn cầu, chúng tôi có thể cung cấp kiến ​​thức chuyên môn về sản xuất, phân phối và lưu trữ khi khám phá những cơ hội này.

    Amoniac được thiết lập để đóng một vai trò cơ bản trong sự phát triển của nền kinh tế hydro khi thị trường được hưởng lợi từ các tuyến thương mại và cơ sở hạ tầng toàn cầu đã được thiết lập tốt, cũng như công nghệ thương mại hoàn chỉnh đã có ở quy mô lớn. Các trường hợp sử dụng mới đối với amoniac, chẳng hạn như nhiên liệu hàng hải, chất mang hydro và sản xuất điện, cho thấy tiềm năng tăng trưởng đáng kể trong 10-15 năm tới.

    Cho đến nay, khi nói đến hydro, tin tốt là đã tồn tại các giải pháp khử cacbon khả thi. Nó hoạt động. Và mặc dù các lĩnh vực này có thể khó giảm bớt, nhưng ít nhất cũng dễ dàng nhận ra giải pháp nằm ở đâu.

     

    Zalo
    Hotline