Hydrogen Horizons: Mở khóa tiềm năng của Hydrogen xanh – Thông tin chi tiết từ Danfoss về sản xuất, sử dụng và hiệu quả trong buổi hỏi đáp độc quyền với Hydrogen Central
Trong một thế giới đang nỗ lực giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, hydro đang nổi lên như một nhân tố chủ chốt trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch. Tuy nhiên, quá trình sản xuất, ứng dụng và hiệu quả của nó đặt ra những câu hỏi quan trọng. Trong buổi Hỏi & Đáp độc quyền này, Hydrogen Central sẽ hợp tác với Danfoss để khám phá tiềm năng của hydro, cách sản xuất và sử dụng hydro hiệu quả nhất, và nơi sử dụng hydro có thể không lý tưởng. Từ hydro xanh và hydro xanh lam đến vai trò của nó trong các ngành công nghiệp khó điện khí hóa, Danfoss cung cấp những hiểu biết có giá trị về bối cảnh hydro đang phát triển và tương lai của nó trong hỗn hợp năng lượng.
- H: Tại sao cần phải có hydro và cách sản xuất hydro hiệu quả nhất là gì?
A: Hydro thường được coi là nhiên liệu kỳ diệu và sẽ đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch. Nhưng nó phải được sử dụng cùng với việc cải thiện hiệu suất năng lượng và điện khí hóa. Bước một là điện khí hóa càng nhiều càng tốt bằng các nguồn năng lượng tái tạo và loại bỏ lãng phí năng lượng. Điện nên được sử dụng ở bất cứ nơi nào có thể. Chiến lược tiết kiệm chi phí nhất là trước tiên thực hiện tất cả các biện pháp điện khí hóa và hiệu suất năng lượng có thể, sau đó đáp ứng nhu cầu còn lại bằng hydro.
Không phải tất cả hydro đều được tạo ra như nhau. Có nhiều cách để sản xuất hydro. Chúng ta hãy cùng xem xét hai loại hydro sạch nổi tiếng nhất, xanh lá cây và xanh lam.
Hydro xanh được tạo ra thông qua quá trình điện phân, trong đó điện phân tách nước thành hydro và oxy. Để hydro được gọi là "xanh", nguồn cung cấp điện phải bắt nguồn từ các nguồn tái tạo. Hydro xanh có thể có lượng khí thải carbon từ 0,5 đến 6,6 kg CO2e trên mỗi kg H 2 và là một trong những lựa chọn hứa hẹn nhất để cung cấp hydro phát thải thấp trong tương lai.
Hydro xanh được sản xuất bằng nhiên liệu hóa thạch như khí đốt tự nhiên hoặc than đá. Thông thường, hydro xanh được sản xuất thông qua các quá trình gọi là cải cách khí mê-tan bằng hơi nước hoặc khí hóa than. Khí thải carbon được thu giữ và lưu trữ. Tốt nhất, có thể thu giữ 85-95% carbon, nghĩa là vẫn thải ra 5-15%. Hydro xanh được coi là hydro phát thải thấp, nhưng thải ra 1,5-6,3 kg CO2e trên mỗi kg H 2 , đây không phải là lựa chọn sạch nhất.
- H: Làm thế nào để sử dụng hydro hiệu quả nhất?
A: Cách sử dụng hydro tốt nhất là khử cacbon trong các ngành công nghiệp khó có thể điện khí hóa trực tiếp, chẳng hạn như hàng không và sản xuất thép, phân bón và xi măng, thải ra một lượng lớn cacbon. Máy bay tầm xa không thể bay bằng năng lượng pin và nhiều ngành công nghiệp nặng sử dụng các quy trình nhiệt độ cao trong đó hydro có thể thay thế dầu, khí đốt tự nhiên và than. Hydro xanh sẽ được sản xuất khi có sẵn một lượng lớn điện tái tạo với chi phí thấp. Hydro có thể được lưu trữ và chuyển đổi thành các nhiên liệu khác như methanol, amoniac và nhiên liệu hàng không bền vững.
- H: Không nên sử dụng hydro trong những trường hợp nào?
A: Khi sử dụng năng lượng hydro, khoảng một phần ba năng lượng điện được chuyển thành nhiệt và giải phóng vào khí quyển, và hai phần ba năng lượng thực sự được chuyển thành hydro. Đây là lý do tại sao điện khí hóa trực tiếp thường hiệu quả hơn điện khí hóa gián tiếp bằng hydro. Hydro được sử dụng để sưởi ấm nhà là một trong những cách sử dụng kém hiệu quả nhất. Máy bơm nhiệt điện hiệu quả hơn nhiều. Danfoss gần đây đã tiến hành một nghiên cứu tại Vương quốc Anh, nghiên cứu này chỉ ra rằng việc thay thế khí đốt tự nhiên bằng hydro xanh để sưởi ấm đòi hỏi năng lượng của nhiều hơn sáu lần so với việc sử dụng máy bơm nhiệt điện hoặc sử dụng nhiệt dư thừa từ các cơ sở công nghiệp để sưởi ấm nhà như một phần của hệ thống năng lượng quận.
Sử dụng hydro để cung cấp năng lượng cho ô tô cá nhân và xe tải nhẹ cũng không hiệu quả. Chỉ có 15% năng lượng được tạo ra sẽ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho ô tô. 85% còn lại sẽ bị mất dưới dạng nhiệt trong quá trình điện phân, nén và vận chuyển hydro và chuyển đổi hydro trở lại thành điện. Ô tô điện sử dụng khoảng 80% năng lượng để cung cấp năng lượng cho ô tô và chi phí cho xe điện đang giảm dần mỗi ngày.
- Có thể sử dụng hydro cho các hình thức vận chuyển khác không?
A: Hydro có thể hoạt động tốt trong vận tải hạng nặng, nơi mà việc điện khí hóa trực tiếp rất khó khăn hoặc rất tốn kém. Ở nhiều nơi tại Bắc Mỹ, việc chuyển từ đầu máy xe lửa chạy bằng dầu diesel sang tàu điện rất tốn kém. Có tàu chở khách chạy bằng pin nhưng không có tàu chở hàng hạng nặng nào chỉ chạy bằng pin. Tuy nhiên, tàu có hệ thống truyền động điện chạy bằng pin nhiên liệu hydro và pin là giải pháp tốt để khử cacbon cho ngành vận tải tàu hỏa.
Vẫn còn tranh cãi về việc sử dụng hydro cho xe tải đường dài. Xe tải hạng nặng đường dài chạy bằng hydro sẽ cùng tồn tại với xe tải điện cho nhiệm vụ hạng nhẹ/trung bình.
- Làm thế nào để cải thiện hiệu quả của quá trình điện phân hydro xanh?
A: Bản thân bình điện phân là thành phần trong chuỗi nơi mà hầu hết điện năng bị lãng phí dưới dạng nhiệt dư thừa. Tất cả các nhà sản xuất bình điện phân đều đang phát triển các thiết kế mới với hiệu suất được cải thiện. Nhiệt dư thừa cũng được tạo ra trong quá trình chuyển đổi điện năng. Tin tốt là hiện nay có các công nghệ chuyển đổi điện AC sang DC mới, trong đó hiệu suất của hệ thống tốt hơn ít nhất một phần trăm so với các bộ chuyển đổi truyền thống. Cải thiện hiệu suất một phần trăm sẽ tạo ra tác động lớn đến chi phí vận hành của nhà máy hydro trong suốt vòng đời 15-20 năm.
- H: Cách an toàn và hiệu quả nhất để vận chuyển và lưu trữ lượng lớn hydro là gì?
A: Hydro rất tốn kém khi vận chuyển bằng xe kéo ống và xe bồn chịu áp suất trên xe tải. Điều này đặt ra giới hạn tự nhiên cho phạm vi địa lý mà hydro có thể được vận chuyển một cách kinh tế. Nhưng hydro dễ vận chuyển trong đường ống gần như dễ dàng như khí tự nhiên. Hydro cũng có thể được lưu trữ với số lượng lớn trong các hang động ngầm, giống như khí tự nhiên. Có một hệ thống lưu trữ hydro cho phép vận chuyển hydro trên những khoảng cách xa giữa các nhà sản xuất lớn và người tiêu dùng lớn. Thông thường, vận chuyển hydro trong đường ống trên một khoảng cách hơn 500 dặm ít tốn kém hơn so với việc truyền cùng một lượng năng lượng như điện.
- H: Có thể vận chuyển hydro ra nước ngoài bằng tàu biển không?
A: Hydro có mật độ năng lượng thấp khiến nó khó vận chuyển bằng tàu chở dầu giống như khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG). Có nhiều dự án đang được triển khai để xuất khẩu hydro xanh bằng tàu biển, nhưng hydro phải được chuyển đổi thành amoniac hoặc metanol trước khi vận chuyển. Có những kế hoạch đầy tham vọng ở vùng Đại Tây Dương Canada nhằm xuất khẩu một lượng lớn amoniac xanh sang châu Âu, với một thỏa thuận giữa Canada và Đức và các thỏa thuận khác có thể sẽ được thực hiện sau đó. Methanol xanh và amoniac xanh là nhiên liệu tương lai cho vận chuyển đường dài. Một số công ty vận tải biển lớn đã đặt hàng tàu container chạy bằng methanol và động cơ tàu chạy bằng amoniac đầu tiên đang được chế tạo.
Hydrogen Horizons: Mở khóa tiềm năng của Hydrogen xanh – Thông tin chi tiết từ Danfoss về sản xuất, sử dụng và hiệu quả trong buổi hỏi đáp độc quyền với Hydrogen Central
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
