Khai thác hydro để tạo ra một xã hội không có carbon
Hydro đang thu hút sự chú ý như một nguồn năng lượng quan trọng trong việc đạt được tính trung hòa của carbon vì nó không thải ra carbon dioxide (CO2) khi được đốt cháy như một nguồn năng lượng. Là quốc gia tiên phong trên toàn cầu trong việc sử dụng hydro, Nhật Bản đang nỗ lực đạt được quá trình khử cacbon bằng cách thúc đẩy hơn nữa năng lượng hydro.
Việc phát triển các chất mang hydro là rất quan trọng để tạo ra một chuỗi cung ứng quốc tế. Trong ảnh là Suiso Frontier, tàu sân bay hydro lỏng đầu tiên.
Với những tác động của biến đổi khí hậu do sự nóng lên toàn cầu đang trở thành mối đe dọa ngày càng tăng, nhiều quốc gia và khu vực đang tăng tốc nỗ lực hướng tới trung hòa carbon vì mục tiêu phát triển bền vững. Một trong những chìa khóa được xác định để thực hiện mục tiêu quan trọng của việc đạt được tính trung hòa của cacbon là năng lượng được tạo ra thông qua hydro, quá trình đốt cháy không tạo ra khí thải CO2. Trong “Chiến lược tăng trưởng xanh”, được xây dựng nhằm đáp ứng cam kết của Nhật Bản về việc trở thành trung tính carbon vào năm 2050, sử dụng hydro được coi là một trong những ưu tiên hàng đầu. Lên tới 370 tỷ Yên (3,4 tỷ USD) trong quỹ 2 nghìn tỷ Yên của Nhật Bản để hỗ trợ phát triển công nghệ khử cacbon đã được phân bổ cho các dự án hydro.
Ngoài việc không tạo ra CO2 khi bị đốt cháy, lợi thế của hydro là nó cung cấp các ứng dụng khác nhau, bao gồm sản xuất điện và sưởi ấm. Chính phủ Nhật Bản đã sớm đi đầu trong lĩnh vực này, vạch ra một lộ trình sử dụng hydro vào năm 2014 và xây dựng Chiến lược Hydrogen Cơ bản vào năm 2017, chiến lược đầu tiên thuộc loại này trên thế giới. Nhật Bản cũng đã ủng hộ sự phát triển của pin nhiên liệu, tạo ra điện và nhiệt bằng cách kết hợp hydro với oxy. Vào năm 2014, Toyota Motor Corporation đã phát hành Mirai, phương tiện chạy pin nhiên liệu sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới. Sự phát triển hơn nữa sẽ sản xuất nhiên liệu tổng hợp để sử dụng cho máy bay và tàu hàng hải, được sản xuất bằng cách phản ứng hydro với CO2 thu được từ các nhà máy và các nơi khác.
Toyota Mirai, chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới, được ra mắt vào năm 2014.
Pin nhiên liệu cũng đang được phát triển cho xe tải hạng nặng, vốn chiếm tỷ lệ cao trong lượng khí thải CO2 của xe thương mại.
Mặc dù hiđrô hiếm khi được tìm thấy tự nhiên trên Trái đất như một chất cô lập, nhưng nó có thể được sản xuất từ nhiều nguyên liệu thô khác nhau. Một phương pháp là tạo ra hydro từ nhiên liệu hóa thạch và thu giữ CO2 thải ra như một sản phẩm phụ. Một cách khác là sử dụng năng lượng tái tạo để chiết xuất hydro từ nước thông qua quá trình điện phân. Ngoài ra, vì hydro hóa lỏng thông qua nhiệt độ cực thấp (dưới -253 ° C) làm giảm thể tích của nó, cho phép lưu trữ và vận chuyển nhỏ gọn, năng lượng tái tạo có thể được phân phối rộng rãi nếu được giữ ở dạng đó.
KASHIWAGI Takao, giáo sư danh dự tại Học viện Công nghệ Tokyo và là chủ tịch Hội đồng Chiến lược về Hydrogen và Tế bào Nhiên liệu, cho biết “Nhờ có ngành công nghiệp hóa chất mạnh mẽ, Nhật Bản có thể trở thành nước xuất khẩu năng lượng bằng cách sản xuất nhiên liệu tổng hợp không chứa carbon”.
KASHIWAGI Takao, một nhà nghiên cứu hàng đầu về hệ thống năng lượng và là chủ tịch Hội đồng Chiến lược về Hydrogen và Tế bào Nhiên liệu (do Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp thành lập), đã tham gia vào quá trình hoạch định chính sách về hydro của Nhật Bản trong nhiều năm. Kashiwagi nói, “Điều cần thiết là phải chuyển đổi rộng rãi sang hydro vào năm 2030, nhưng để khử cacbon sau đó, chúng ta cần hydro sạch hơn được sản xuất từ năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, hiện nay, việc sản xuất hydro như vậy có xu hướng tốn kém, và vấn đề là làm thế nào để giảm giá thành của nó. Đã sớm hành động để sử dụng hydro, Nhật Bản có năng lực kỹ thuật để tạo ra các giải pháp cho vấn đề này. "
Một khả năng là phát triển chuỗi cung ứng hydro quốc tế. Kawasaki Heavy Industries, Ltd. đã phát triển Suiso Frontier, hãng vận chuyển hydro lỏng đầu tiên trên thế giới. Ngay từ mùa thu này, Kawasaki Heavy Industries sẽ tiến hành một cuộc kiểm tra xác minh, trong đó hydro — được sản xuất tại Úc từ than non dồi dào và giá cả phải chăng của đất nước với công nghệ lưu trữ và thu giữ carbon — sẽ được hóa lỏng và sau đó được vận chuyển đến cảng Kobe, Nhật Bản. Nếu hydro có thể được vận chuyển bằng đường biển, thì những nơi có thể tạo ra một lượng lớn năng lượng tái tạo với giá cả phải chăng có thể cung cấp hydro cho việc vận chuyển trên toàn cầu. Việc sử dụng hydro trong các lĩnh vực như vận tải, công nghiệp và sản xuất điện sẽ góp phần vào quá trình khử cacbon.
Trong khi đó, Kashiwagi nói rằng các phương pháp tiếp cận cấp cộng đồng để thúc đẩy đều đặn sản xuất và tiêu thụ hydro tại địa phương cũng rất quan trọng để thúc đẩy việc hình thành một xã hội dựa trên hydro. Ví dụ, thị trấn Namie ở tỉnh Fukushima sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất hydro trong một dự án thử nghiệm cung cấp điện cho các hộ gia đình trong khu vực.
“Không một quốc gia nào có thể tự mình xây dựng một xã hội hydro,” Kashiwagi nói và nói thêm, “Nhật Bản sẽ làm việc với cộng đồng quốc tế để xây dựng một xã hội toàn cầu có thể tận hưởng lợi ích của năng lượng hydro, do đó đóng góp vào việc đạt được trung tính carbon trên toàn thế giới. "
