Hydro xanh và phát triển bền vững – Viễn cảnh LCA xã hội làm nổi bật các điểm nóng xã hội và ý nghĩa địa chính trị của nền kinh tế hydro trong tương lai trừu tượng

Hydro xanh và phát triển bền vững – Viễn cảnh LCA xã hội làm nổi bật các điểm nóng xã hội và ý nghĩa địa chính trị của nền kinh tế hydro trong tương lai trừu tượng

    Hydro xanh và phát triển bền vững – Viễn cảnh LCA xã hội làm nổi bật các điểm nóng xã hội và ý nghĩa địa chính trị của nền kinh tế hydro trong tương lai
    trừu tượng


    Phát triển nền kinh tế hydro toàn cầu góp phần vào các Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDGs) của Liên Hợp Quốc và đạt được lượng khí thải carbon bằng không theo Thỏa thuận Paris đòi hỏi phải đánh giá và công nhận thực tế kinh tế, xã hội và chính trị của việc sản xuất hydro xanh. Nghiên cứu này thực hiện đánh giá vòng đời xã hội từ đầu đến cuối (S-LCA) về sản xuất hydro xanh thông qua quá trình điện phân nước chạy bằng điện tái tạo từ các trang trại quang điện mặt trời và gió ở bảy quốc gia (Mỹ, Chile, Nam Phi, Ả-rập Xê-út, Oman, Úc và Trung Quốc) để xác định các điểm nóng xã hội trong toàn bộ chuỗi giá trị. Kết quả của S-LCA chỉ ra rằng sản xuất hydro xanh ở Nam Phi có rủi ro cao nhất đối với hầu hết các chỉ số xã hội, đặc biệt là lao động trẻ em, lương công bằng, thất nghiệp, quyền liên kết và thương lượng, và khoảng cách tiền lương theo giới tính.

    Tuy nhiên, ở các quốc gia khác, rủi ro đối với hầu hết các chỉ số xã hội giảm đáng kể khi các thiết bị chính được sản xuất trong nước thay vì nhập khẩu từ các quốc gia khác. Do sự phức tạp ngày càng tăng của chuỗi cung ứng hydro xanh do các thành phần có nguồn gốc từ nhiều nơi trên thế giới, kết quả S-LCA chỉ ra rằng so với hydro thông thường, hydro xanh hoạt động kém hơn trong các chỉ số xã hội khác nhau.

    Kết quả S-LCA tiết lộ rằng việc thuê ngoài các thiết bị quan trọng từ các nước đang phát triển với điều kiện làm việc kém là một điểm nóng xã hội lớn trong sự phát triển bền vững của các quốc gia này. Ngoài ra, kết quả S-LCA chứng minh rằng nền kinh tế hydro có tiềm năng đạt được SDGS bằng cách phát triển chuỗi cung ứng hydro xanh trong nước và cải thiện điều kiện làm việc trong các lĩnh vực cụ thể của quốc gia. Hơn nữa, một cuộc thảo luận toàn diện về ý nghĩa địa chính trị xã hội được trình bày, nhấn mạnh sự cần thiết phải xây dựng các quy định quốc tế được tiêu chuẩn hóa để ngăn chặn chủ nghĩa thực dân trong nền kinh tế hydro trong tương lai.

    Trừu tượng đồ họa

    Tải xuống : Tải xuống hình ảnh có độ phân giải cao (347KB)
    Tải xuống : Tải xuống hình ảnh có kích thước đầy đủ
    Tác động xã hội của sản xuất hydro xanh.

    Giới thiệu
    Trên toàn cầu, thời đại hiện nay đang phải đối mặt với một số thách thức. Trong bối cảnh lượng khí thải carbon toàn cầu ngày càng tăng và cuộc khủng hoảng năng lượng đang rình rập, các đại dịch, chẳng hạn như COVID-19 và xung đột chiến tranh, đã làm phức tạp thêm những nỗ lực của thế giới nhằm đạt được các mục tiêu hành động về khí hậu. Quá trình chuyển đổi hướng tới sự bền vững đòi hỏi phải giải quyết đồng thời tất cả các cuộc khủng hoảng này (Soergel và cộng sự, 2021; Umenweke và cộng sự, 2023). Để đạt được mức phát thải carbon bằng không vào năm 2050, quá trình chuyển đổi năng lượng sang năng lượng tái tạo, đặc biệt là sử dụng năng lượng mặt trời và gió để sản xuất hydro thông qua quá trình điện phân nước đang trở nên rất quan trọng để giảm thiểu lượng khí thải lớn trong các lĩnh vực khác nhau trên toàn thế giới (Salomone et al., 2019). Việc sản xuất và tiêu thụ bất kỳ hàng hóa nào đều có tác động đến môi trường và xã hội, và cả hai đều cần được xem xét để định hướng quá trình ra quyết định (Werker et al., 2019). Các mục tiêu phát triển bền vững (SDGs) khuyến khích những người ra quyết định đưa ra những lựa chọn có trách nhiệm đối với tăng trưởng kinh tế, phúc lợi xã hội và bảo vệ môi trường (Biggeri và cộng sự, 2019; Salvia và cộng sự, 2019). Trước nhiều thách thức hiện nay trên toàn cầu, bắt buộc phải đánh giá cách các hệ thống năng lượng tái tạo có thể đóng góp cho sự phát triển bền vững thông qua việc sản xuất các sản phẩm không có carbon như hydro xanh.

    Trên toàn thế giới, nhu cầu hydro đã tăng lên đáng kể do sự phát triển của các chiến lược hydro quốc gia, cũng như đầu tư của khu vực công và tư nhân vào các dự án hydro xanh. Khoảng 70 triệu tấn hydro được sản xuất trên toàn cầu mỗi năm chủ yếu từ khí đốt tự nhiên và than đá, góp phần tạo ra một lượng khí thải carbon đáng kể (900 Mt) (Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), 2021). Hydro xanh được coi là yếu tố thay đổi cuộc chơi và đã được chấp nhận rộng rãi với tư cách là chất mang năng lượng nhờ tiềm năng khử cacbon của nó. Tuy nhiên, nó đặt ra một số thách thức về kinh tế và xã hội vì quy trình sản xuất phải xanh, khả thi về mặt kinh tế và được xã hội chấp nhận. Các chỉ số kinh tế và môi trường của sản xuất hydro xanh đã được giải quyết tốt trong nhiều nghiên cứu gần đây nhưng không có nghiên cứu nào đánh giá tác động xã hội của việc sản xuất hydro xanh (Akhtar và cộng sự, 2021; Bhandari và cộng sự, 2014; Burkhardt và cộng sự, 2016; Chisalita và cộng sự, 2020; Dincer và Acar, 2014; Guerra và cộng sự, 2019; Koj và cộng sự, 2017; Lee và cộng sự, 2019; Niermann và cộng sự, 2019; Palmer và cộng sự, 2021; Ren và Toniolo, 2018; Terlouw và cộng sự, 2022; Verma và Kumar, 2015; Dickson và cộng sự, 2022). Tuy nhiên, để tạo điều kiện phát triển nền kinh tế hydro xanh bền vững, không chỉ đáp ứng các mục tiêu về khí hậu mà còn đạt được sự phát triển bền vững, điều bắt buộc là trụ cột thứ ba của sự bền vững—sự bền vững xã hội 

    không có khả năng—được đánh giá để sản xuất hydro xanh trên toàn thế giới.

    Có rất ít tài liệu học thuật xem xét tác động của nền kinh tế hydro xanh đối với xã hội và sự phát triển bền vững của nó. Theo hiểu biết tốt nhất của chúng tôi, chỉ có một số nghiên cứu được thực hiện để đánh giá tác động xã hội của việc sản xuất hydro xanh và các sản phẩm liên quan của nó như metanol xanh (Holger et al., 2017; Iribarren et al., 2022; Valente et al. , 2021; Werker và cộng sự, 2019; You và cộng sự, 2020). Ví dụ, Werker et al. (2019) đã tiến hành đánh giá vòng đời xã hội (S-LCA) của quá trình sản xuất hydro xanh thông qua quá trình điện phân nước kiềm (AWE) để đánh giá tác động của nó đối với điều kiện làm việc ở Đức, Tây Ban Nha và Áo. Họ kết luận rằng AWE có ít tác động xã hội nhất đến điều kiện làm việc ở Đức, tiếp theo là Tây Ban Nha và Áo (Werker et al., 2019). Hạn chế chính của nghiên cứu này là nó chỉ xem xét một loại S-LCA trong khi bỏ qua những loại quan trọng khác. Tương tự, sản xuất hydro xanh của AWE ở Tây Ban Nha được đánh giá từ các khía cạnh kinh tế, môi trường và xã hội trong một nghiên cứu của Valente et al. (2021). Mặc dù các nghiên cứu đã tiến hành đánh giá toàn diện, nhưng nhược điểm chính của chúng là cụ thể theo khu vực, không xem xét các quốc gia khác sẽ là nhà xuất khẩu hydro xanh lớn, không liên kết phát triển bền vững với sản xuất hydro xanh và thiếu các khuyến nghị trong tương lai cho các nhà hoạch định chính sách.

    Hydro xanh cần được đánh giá từ góc độ bền vững để tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng nền kinh tế hydro xanh ở quy mô toàn cầu. Tất cả các quốc gia xuất khẩu hydro xanh hoặc có thể xuất khẩu nó trong tương lai đều có nguồn năng lượng mặt trời và gió dồi dào. Theo một nghiên cứu của KPMG International, liên quan đến các điểm nóng hydro toàn cầu và hành lang phân phối, Hoa Kỳ, Chile, Châu Phi và các quốc gia thuộc Hội đồng Hợp tác vùng Vịnh (GCC) là những nhà xuất khẩu ròng; Trung Quốc và Úc là những nhà xuất khẩu tự cung tự cấp và trong tương lai do có nguồn năng lượng mặt trời và gió tuyệt vời; và Châu Âu và Châu Á Thái Bình Dương (Nhật Bản và Hàn Quốc) là những nhà nhập khẩu ròng hydro xanh do sự phát triển công nghệ và không đủ nguồn tái tạo (KPMG, 2021). Do có vị trí tuyệt vời trong khu vực giàu ánh nắng mặt trời, Ả Rập Xê Út và Oman có tiềm năng sản xuất hydro xanh lớn nhất trong số các quốc gia GCC (Berger, 2021). Oman và Ả-rập Xê-út gần đây đã công bố các khuôn khổ quốc gia của họ với tên gọi Tầm nhìn Ả-rập Xê-út 2030 và Tầm nhìn Oman 2040. Họ nhằm mục đích giảm sự phụ thuộc vào dầu khí, đa dạng hóa nền kinh tế và xuất khẩu năng lượng sạch ra thế giới để thúc đẩy sự phát triển bền vững của quốc gia họ (ISFU , 2020; Tầm nhìn 2030 Vương quốc Ả-rập Xê-út, 2020).

    Hydro xanh vẫn chưa được nghiên cứu toàn diện về các tác động xã hội của chuỗi cung ứng do phương pháp S-LCA còn khá sơ khai, phương pháp này đánh giá các tác động tích cực và tiêu cực tiềm ẩn (UNEP/SETAC, 2020). Mặc dù đang ở giai đoạn đầu, S-LCA được công nhận rộng rãi như một phần không thể thiếu của khoa học bền vững, có thể được cả công ty nhà nước và tư nhân áp dụng để hỗ trợ chính sách và ra quyết định (Ramos Huarachi và cộng sự, 2020). Xem xét sự khan hiếm tài liệu về S-LCA trong toàn bộ vòng đời của chuỗi giá trị hydro xanh trong tài liệu hiện có, nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên trình bày hồ sơ xã hội của toàn bộ chuỗi giá trị của nền kinh tế hydro xanh trong tương lai trong bảy lĩnh vực chính. các quốc gia xuất khẩu hydro (Mỹ, Chile, Nam Phi, Ả Rập Saudi, Oman, Trung Quốc và Úc), với mục tiêu chính là xác định các điểm nóng xã hội trong toàn bộ vòng đời sản xuất hydro xanh bằng cách sử dụng phương pháp tiếp cận từ đầu đến cuối. Hơn nữa, những phát hiện của S-LCA được thảo luận một cách toàn diện để xác định các điểm nóng xã hội quan trọng và làm sáng tỏ các hàm ý chính sách cần thiết để đẩy nhanh việc áp dụng toàn cầu nền kinh tế hydro xanh. Ngoài ra, các khuyến nghị được đưa ra để giảm thiểu các điểm nóng xã hội đã xác định và tối đa hóa sự đóng góp của nền kinh tế hydro xanh trong tương lai cho sự phát triển bền vững.

    đoạn trích phần
    phương pháp luận
    Hệ thống hydro xanh đang được nghiên cứu bao gồm hai khối chính—hệ thống phát điện tái tạo và hệ thống AWE 6 MW để sản xuất hydro (Hình 1). Mỗi quốc gia trong số bảy quốc gia hiện đang hoặc có kế hoạch trở thành nhà xuất khẩu năng lượng hydro, vì vậy chúng tôi giả định rằng các nhà máy hydro đều được đặt tại mỗi quốc gia đó. Việc tạo ra năng lượng cần thiết đạt được thông qua 3,5 MW tua-bin gió trên bờ và một trang trại quang điện mặt trời (PV) 3,5 MW. Ngoài ra, các khối phát điện tái tạo

    kết quả và thảo luận
    Cân bằng khối lượng và năng lượng cũng như dữ liệu chi phí được tính toán từ quá trình mô phỏng đã được sử dụng để thực hiện TEA. Chi phí quy dẫn của hydro (LCOH) được ước tính là 4,80 đô la/kg và các yếu tố đóng góp chính cho LCOH là chi phí vốn liên quan đến thiết bị chính cần thiết để sản xuất hydro xanh. Xem xét mức giá $4,80/kg, hydro xanh là 

    thuê không cạnh tranh so với hydro thông thường (hydro xám) được sản xuất thông qua cải cách mêtan hơi nước (SMR), đó là

    Nền kinh tế hydro xanh và phát triển bền vững—ý nghĩa xã hội và địa chính trị
    Để bổ sung cho những phát hiện của các nghiên cứu trước đây và hiểu biết toàn diện hơn về hoạt động bền vững, nghiên cứu này cung cấp cái nhìn sâu sắc về ý nghĩa xã hội của việc sản xuất hydro xanh cho các nhà xuất khẩu năng lượng lớn hiện tại và tương lai. Cần tập trung nhiều hơn vào các chỉ số xã hội đối với các hệ thống xanh vì tính phức tạp của chúng, chẳng hạn như các tác động tích cực và/hoặc các nhà cung cấp có rủi ro xã hội thấp. Kết quả trong Hình 6 chứng minh rằng các điểm nóng xã hội lớn nằm trong nguồn cung cấp

    Phần kết luận
    Hydro xanh đã đạt được động lực đáng kể trong thập kỷ qua vì tiềm năng to lớn của nó trong việc khử cacbon trong các lĩnh vực năng lượng, giao thông vận tải và công nghiệp toàn cầu. Để nhận ra đầy đủ tiềm năng của cả Thỏa thuận Paris và SDGs trên toàn thế giới, điều bắt buộc là phải đảm bảo rằng sự phát triển bền vững và hành động khí hậu phải song hành với nhau và nền kinh tế hydro xanh không được phát triển với chi phí của các cộng đồng bản địa. Đây là một nghiên cứu mới để trình bày hồ sơ xã hội của

    Tuyên bố đóng góp quyền tác giả của CRediT
    Malik Sajawal Akhtar: Lập ý tưởng, Phương pháp luận, Sắp xếp dữ liệu, Phân tích chính thức, Điều tra, Phần mềm, Trực quan hóa, Viết – bản nháp gốc, Viết – đánh giá và chỉnh sửa. Hafsa Khan: Quản lý dữ liệu, Viết – bản nháp gốc. J. Jay Liu: Viết – đánh giá & chỉnh sửa, Quản lý dự án, Giám sát, Thu hút vốn. Jonggeol Na: Viết – đánh giá và chỉnh sửa.

    Tuyên bố về lợi ích cạnh tranh
    Các tác giả tuyên bố rằng họ không có lợi ích tài chính cạnh tranh hoặc mối quan hệ cá nhân nào có thể ảnh hưởng đến công việc được báo cáo trong bài báo này.

    Nhìn nhận
    Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Chương trình nghiên cứu khoa học cơ bản thông qua Quỹ nghiên cứu quốc gia Hàn Quốc (NRF) do Bộ Khoa học, CNTT-TT và Kế hoạch tương lai tài trợ (2019R1A2C2084709 và 2021R1A4A3025742).

    Tài liệu tham khảo (66)
    C. Bạn và cộng sự.
    Tác động kinh tế, môi trường và xã hội của hệ thống cung cấp hydro kết hợp năng lượng gió và khí đốt tự nhiên
    quốc tế J. Năng lượng Hydro
    (2020)

    A. Verma và cộng sự.
    Đánh giá vòng đời sản xuất hydro từ quá trình khí hóa than dưới lòng đất
    ứng dụng Năng lượng
    (2015)

    A. Valente và cộng sự.
    So sánh đánh giá tính bền vững vòng đời của hydro tái tạo và hydro thông thường
    Khoa học. Tổng số Môi trường.
    (2021)

    G.C. Umenweke và cộng sự.
    Phân tích kinh tế kỹ thuật và vòng đời sản xuất nhiên liệu hàng không bền vững thông qua quá trình khử oxy xúc tác tích hợp và khí hóa thủy nhiệt
    hóa học. Tiếng Anh J.
    (2023)

    C. Tang et al.
    Lao động trẻ em ở Trung Quốc. kinh tế trung quốc
    Tái bản
    (2018)

    M. Sánchez và cộng sự.
    Mô hình Aspen Plus của hệ thống điện phân kiềm để sản xuất hydro
    quốc tế J. Năng lượng hydro
    (2020)

    A.L. Salvia và cộng sự.
    Đánh giá các xu hướng nghiên cứu liên quan đến Mục tiêu phát triển bền vững: các vấn đề địa phương và toàn cầu
    J. Sạch sẽ. sản xuất.
    (2019)

    F. Salomone và cộng sự.
    Mô hình kinh tế kỹ thuật của hệ thống Điện thành Khí dựa trên quá trình điện phân SOEC và quá trình mêtan CO2 trong lưới điện dựa trên RES
    hóa học. Tiếng Anh J.
    (2019)

    J. Ren et al.
    Khung hỗ trợ ra quyết định bền vững vòng đời để xếp hạng các lộ trình sản xuất hydro trong điều kiện không chắc chắn: một phương pháp ra quyết định đa tiêu chí trong khoảng thời gian
    J. Sạch sẽ. sản xuất.
    (2018)

    D.A. Ramos Huarachi và cộng sự.
    Quá khứ và tương lai của đánh giá vòng đời xã hội: lịch sử tiến hóa và xu hướng nghiên cứu
    J. Sạch sẽ. sản xuất.
    (2020)

    Zalo
    Hotline