Hydro xanh nên đứng ở đâu trong bức tranh khử carbon?

Phân tích từ góc nhìn hệ thống và nhiệt động lực học

Paul Martin
Chuyên gia phát triển quy trình hóa học. Thuốc giải cho những lời quảng cáo sáo rỗng. Người ủng hộ không mệt mỏi cho một tương lai không sử dụng nhiên liệu hóa thạch.

Ngày 17/2/2026

Trong hơn hai năm qua, hydro xanh đã trở thành tâm điểm của chuyển dịch năng lượng. Hàng loạt dự án được công bố, từ trung tâm hydro, cảng xuất khẩu amoniac đến thép xanh và nhiên liệu hàng hải. Tuy nhiên, giữa làn sóng đầu tư và truyền thông sôi động, một câu hỏi nền tảng vẫn cần được trả lời một cách bình tĩnh: hydro xanh thực sự phù hợp ở đâu trong hệ thống năng lượng phi carbon?

Hydro không phải nguồn năng lượng

Trước hết cần nhắc lại một nguyên lý cơ bản: hydro không phải là nguồn năng lượng sơ cấp, mà là chất mang năng lượng. Để có hydro, chúng ta phải dùng điện hoặc nhiên liệu hóa thạch để sản xuất nó.

Từ góc nhìn nhiệt động lực học, việc tạo hydro từ điện rồi lại chuyển hóa hydro thành điện hoặc nhiệt luôn đi kèm tổn thất lớn. Đây không chỉ là vấn đề hiệu suất, mà là vấn đề exergy – tức là chất lượng của năng lượng. Mỗi bước chuyển đổi qua trung gian phân tử đều phá hủy một phần giá trị hữu ích ban đầu của điện năng.

Vì vậy, câu hỏi không nên là: “Có thể dùng hydro thay thế nhiên liệu hóa thạch không?”
Mà nên là: “Có cách nào sử dụng điện trực tiếp hiệu quả hơn không?”

Trong hầu hết các trường hợp sưởi ấm, giao thông đường bộ và lưu trữ điện ngắn hạn, điện khí hóa trực tiếp có hiệu quả cao hơn đáng kể so với chuỗi sản xuất – nén – vận chuyển – chuyển hóa hydro.

Nơi hydro xanh thực sự có ý nghĩa

Nếu loại bỏ các ứng dụng đốt làm nhiên liệu phổ thông, hydro xanh vẫn có vai trò rất quan trọng trong các lĩnh vực sử dụng hydro như một tác nhân hóa học.

1. Sản xuất amoniac
Hiện nay, hơn 120 triệu tấn hydro mỗi năm được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch, phát thải CO₂ ở mức tương đương hoặc lớn hơn ngành hàng không toàn cầu. Khoảng 1/3 lượng hydro này dùng để sản xuất amoniac cho phân bón và công nghiệp hóa chất.

Thay thế hydro “đen” (sản xuất từ khí tự nhiên hoặc than đá) bằng hydro xanh trong sản xuất amoniac là một ứng dụng có giá trị cao và bền vững trong nền kinh tế phi carbon.

2. Giảm trực tiếp quặng sắt (DRI)
Trong sản xuất thép, hydro có thể đóng vai trò chất khử thay cho carbon. Công nghệ DRI sử dụng hydro gần như tinh khiết đã được chứng minh ở quy mô công nghiệp. Đây là một trong những ứng dụng có mức sẵn sàng công nghệ cao nhất để giảm mạnh phát thải CO₂ trong ngành thép.

Tuy nhiên, điều kiện tiên quyết là nguồn điện tái tạo dồi dào, công suất cao và ít cạnh tranh nhu cầu địa phương.

3. Methanol và hóa chất
Methanol sinh học kết hợp hydro xanh có thể là giải pháp khả thi cho nhiên liệu hàng hải hoặc nguyên liệu hóa học. Nhưng methanol điện tổng hợp hoàn toàn từ CO₂ và điện tái tạo thường có chi phí cao hơn đáng kể so với methanol sinh học bổ sung hydro xanh.

Những lĩnh vực không nên ưu tiên

Hydro như nhiên liệu cho xe con, sưởi ấm dân dụng hoặc lưu trữ điện quy mô lớn thường là câu trả lời cho câu hỏi sai. Nếu mục tiêu là cung cấp dịch vụ năng lượng mà không phát thải khí nhà kính, điện trực tiếp gần như luôn là giải pháp hiệu quả hơn.

Ngoài ra, hydro còn gặp các vấn đề thực tế:

• Khó lưu trữ dài hạn do rò rỉ và giòn hóa kim loại

• Cần hạ tầng nén hoặc hóa lỏng tốn kém

• Ngọn lửa ít bức xạ nhiệt, không phù hợp cho một số ứng dụng nhiệt công nghiệp

Do đó, việc đốt hydro như một nhiên liệu phổ thông có nguy cơ trở thành lựa chọn tốn kém và kém hiệu quả về hệ thống.

Thứ tự ưu tiên

Nếu điện tái tạo còn thay thế được điện hóa thạch trên lưới, thì sử dụng điện đó để làm hydro không phải là lựa chọn tối ưu. Điện nên được ưu tiên để loại bỏ “điện đen” trước khi chuyển sang sản xuất hydro xanh.

Chỉ khi lưới điện đã gần như khử carbon hoàn toàn và có dư thừa năng lượng tái tạo thực sự, hydro xanh mới nên được mở rộng quy mô lớn.

Kết luận

Hydro xanh không phải là giải pháp toàn năng. Nó nên được dành cho những ứng dụng đòi hỏi tính chất hóa học đặc biệt của phân tử hydro và có vai trò bền vững trong nền kinh tế phi carbon.

Sử dụng hydro như nhiên liệu phổ thông có thể là một sự lãng phí exergy mang tính hệ thống.

Câu hỏi đúng không phải là “Hydro có hoạt động được không?”
Mà là “Chúng ta có đang dùng nó ở đúng nơi hay không?”

Xem bài chi tiết của tác giả tại link: https://www.linkedin.com/pulse/where-does-green-hydrogen-fit-paul-martin-oc8ac/