Hydro từng được bán như một giải pháp khắc phục khí hậu toàn cầu—một loại nhiên liệu xanh, sạch tuyệt vời cho ô tô, nhà ở, lưới điện và thậm chí là xuất khẩu toàn cầu. Nhưng thực tế đã làm nguội đi tiếng vang đó.
Green Steel Economic Fairways Mapper so sánh chi phí bình quân của thép, bao gồm sản xuất và vận chuyển đến cảng. a) Những thay đổi theo khu vực trên khắp nước Úc b) Ví dụ về cách tối ưu hóa hệ thống để giảm thiểu chi phí bình quân khi sản xuất 1 triệu tấn mỗi năm c) Phân tích chi phí d) Hiệu suất hệ thống theo giờ, xét về dòng năng lượng. Tín dụng: Green Steel Economic Fairways Mapper, Geoscience Australia
Tuần này, chính quyền Nam Úc đã gác lại kế hoạch xây dựng nhà máy điện hydro trị giá 593 triệu đô la Úc, để chuyển số tiền đó vào gói cứu trợ trị giá 2,4 tỷ đô la cho nhà máy thép Whyalla. Thủ tướng Peter Malinauskas cho biết "sản xuất hydro không có ý nghĩa gì" nếu không có khách hàng: nhà máy thép.
Đây là bước thụt lùi mới nhất trong một loạt các bước thụt lùi của hydro. Năm ngoái, công ty khai khoáng và năng lượng khổng lồ Fortescue của Úc đã cắt giảm các dự án hydro xanh của mình do chi phí tăng và tình hình tài chính thay đổi tại Hoa Kỳ.
Sau đó, công ty dầu khí lớn Woodside đã rút lại kế hoạch triển khai hai dự án hydro xanh quy mô lớn và Origin Energy đã rút khỏi Hunter Valley Hydrogen Hub.
Trong khi đó, dự án Chuỗi cung ứng năng lượng hydro ở Victoria, dự kiến vận chuyển hydro đến Nhật Bản, đã gặp phải tình trạng chậm trễ và vượt tiến độ. Đầu tháng này, chính quyền mới của Queensland đã quyết định dừng đầu tư thêm vào Dự án hydro Trung Queensland, khiến kế hoạch xuất khẩu hydro bị nghi ngờ.
Những trở ngại này cho thấy hydro không phải là giải pháp tối ưu cho mọi nhu cầu năng lượng của chúng ta, đặc biệt là nếu chúng ta muốn xuất khẩu nó. Nhưng chúng không phải là điềm báo diệt vong. Thay vào đó, chúng thúc đẩy chúng ta hướng đến nơi hydro thực sự tỏa sáng: trong ngành công nghiệp nặng, ngay tại nơi nó được tạo ra.
Ngành công nghiệp nặng: Hydro có ý nghĩa như thế nào
Các ngành công nghiệp nặng như sản xuất thép và sản xuất amoniac là nơi hydro chứng minh được giá trị của nó. Các ngành này là những tác nhân đáng kể gây ra biến đổi khí hậu—thép chiếm khoảng 8% lượng khí thải nhà kính toàn cầu, amoniac chiếm thêm 2%.
Phần lớn khí thải từ quá trình sản xuất thép đến từ việc đốt than trong lò cao để chuyển quặng thành sắt và carbon dioxide.
Trong một giải pháp thay thế sạch hơn, hydro (khi được sản xuất bằng năng lượng tái tạo) có thể được sử dụng để tách oxy khỏi quặng và tạo ra sắt, với nước là sản phẩm phụ. Kết quả là sắt xanh, sẵn sàng để biến thành thép trong lò hồ quang điện—với một phần nhỏ lượng khí thải.
Amoniac được sử dụng để sản xuất phân bón và hóa chất công nghiệp, và hydro là một trong những thành phần chính trong quá trình sản xuất. Hydro liên kết với nitơ từ không khí để tạo thành amoniac. Không có hydro, không có amoniac—đơn giản vậy thôi. Các nhà máy amoniac thông thường lấy hydro từ mêtan, tạo ra CO₂ trong quá trình này. Amoniac xanh sử dụng năng lượng tái tạo để sản xuất hydro bằng cách phân tách nước thông qua quá trình điện phân.
Nghiên cứu gần đây của chúng tôi đã tính toán các con số về việc sản xuất các mặt hàng xanh mới này. Chúng tôi thấy rằng sản xuất sắt xanh ở Úc bằng hydro và vận chuyển đến châu Âu để sản xuất thép có thể rẻ hơn 21% so với việc xuất khẩu quặng sắt thô và hydro riêng lẻ. Thêm vào đó, nó có thể cắt giảm lượng khí thải tới 95% so với các phương pháp truyền thống.
Úc cũng có những cơ hội kinh tế to lớn. Thay vì vận chuyển nguyên liệu thô giá trị thấp, Úc có thể xuất khẩu sắt xanh hoặc thép xanh đã sẵn sàng sử dụng, định hình lại chuỗi cung ứng toàn cầu trong khi cắt giảm chi phí và carbon. Đó là loại suy nghĩ lại mà hydro cho phép.
Trung tâm công nghiệp: Một giải pháp thực tế
Vận chuyển hydro đường dài tốn kém và không hiệu quả. Giải pháp? Các trung tâm công nghiệp sản xuất hydro ngay tại nơi cần thiết—bên cạnh các nhà máy thép, nhà máy amoniac, nhà máy khử muối, nhà máy xử lý nước hoặc thậm chí là lò luyện nhôm. Việc đưa nhà sản xuất và người tiêu dùng lại với nhau sẽ cắt giảm chi phí vận chuyển và mở ra hiệu quả.
Chúng tôi đã xây dựng các công cụ để xác định chính xác những địa điểm có tiềm năng lớn nhất để sản xuất các mặt hàng xanh mới này.
Công cụ Đường hướng kinh tế hydro lập bản đồ nơi năng lượng tái tạo, cơ sở hạ tầng và địa điểm công nghiệp phù hợp để sản xuất hydro hiệu quả về mặt chi phí.
Green Steel Economic Fairways Mapper phóng to các vị trí đắc địa cho thép xanh, tập trung vào các địa điểm như Bán đảo Eyre ở Nam Úc và Pilbara ở Tây Úc, cùng nhiều địa điểm khác (xem bên dưới). Những địa điểm này có nguồn tài nguyên gió và mặt trời dồi dào cùng với cơ sở công nghiệp hiện có.
Những thách thức vẫn còn
Hydro xanh hứa hẹn sẽ cách mạng hóa các ngành công nghiệp nặng, nhưng những rào cản đáng kể đang cản trở việc áp dụng rộng rãi trong nước. Thách thức lớn nhất đến từ bản chất không thể đoán trước của năng lượng tái tạo, khiến việc duy trì nguồn cung cấp hydro ổn định mà các ngành công nghiệp cần trở nên khó khăn.
Chi phí vẫn còn cao. Việc tách nước thành hydro bằng điện tái tạo không hề rẻ, đặc biệt là khi bạn cần hệ thống lưu trữ dự phòng để duy trì sản xuất trong thời gian nhiều mây hoặc không có gió.
Việc đưa hydro đến nơi cần đến đặt ra một thách thức lớn khác. Vì hydro vừa cồng kềnh khi vận chuyển vừa dễ cháy nên cần có cơ sở hạ tầng và cách xử lý đặc biệt, làm tăng chi phí, đặc biệt là đối với các cơ sở xa nơi sản xuất.
Nhiều công ty cũng ngần ngại đầu tư vào thiết bị tương thích với hydro, vì việc cải tạo các nhà máy hiện có hoặc xây dựng nhà máy mới đòi hỏi chi phí trả trước đáng kể mà không có lợi nhuận đảm bảo.
Sự ủng hộ của chính phủ: Một bước tiến đúng hướng
Thông báo hôm thứ Năm về khoản đầu tư 2,4 tỷ đô la Úc vào nhà máy thép Whyalla cùng với kế hoạch thành lập quỹ đầu tư sắt xanh trị giá 1 tỷ đô la là một khoản cược táo bạo vào thép xanh. Hơn nữa, luật Future Made in Australia mang tính bước ngoặt đưa ra Khoản khuyến khích thuế sản xuất hydro trị giá 6,7 tỷ đô la, cung cấp 2 đô la cho mỗi kg hydro tái tạo được sản xuất trong giai đoạn 2027–28 và 2039–40, cùng với khoản tín dụng thuế 10% cho chế biến khoáng sản quan trọng.
Trong khi đó, tín dụng thuế cho nhôm và alumina xanh sẽ giúp một ngành công nghiệp nặng khác chuyển đổi năng lượng bằng cách sử dụng hydro sạch.
Các biện pháp này nhằm mục đích mở khóa hàng chục tỷ đô la đầu tư tư nhân, thúc đẩy nền kinh tế khu vực và đưa Úc trở thành quốc gia dẫn đầu trong sản xuất năng lượng sạch. Đây không chỉ là các dự án một lần. Nó đang đặt nền tảng cho các trung tâm liên kết năng lượng tái tạo và sản xuất hydro với nhu cầu công nghiệp.
Còn nhiều điều nữa đang chờ đợi. Chương trình Hydrogen Headstart bơm tiền vào đổi mới hydro, và sáng kiến Future Made in Australia hỗ trợ ngành công nghiệp sạch với hàng tỷ đô la nữa. Thêm vào các chính sách như định giá carbon hoặc các khoản vay lãi suất thấp, nền kinh tế sẽ nghiêng nhiều hơn nữa về thép xanh và amoniac. Sức mua của chính phủ—dưới hình thức mục tiêu mua sắm vật liệu carbon thấp—có thể chốt thỏa thuận bằng cách đảm bảo nhu cầu.
Những chính sách này không chỉ là suy nghĩ viển vông—mà là những bước đi thực tế đã và đang phát huy tác dụng ở những nơi khác. Dự án HYBRIT của Thụy Điển, kết hợp thép xanh với nhu cầu được chính phủ hỗ trợ, đã dẫn đến việc khởi công xây dựng các cơ sở thép xanh quy mô công nghiệp mới. Đồng thời, chiến lược hydro của Liên minh châu Âu dựa vào giá carbon và trợ cấp để hướng dẫn các ngành công nghiệp và nhà cung cấp trong quá trình chuyển đổi năng lượng, trong khi Nhật Bản đưa ra các ưu đãi cho việc sử dụng thép xanh trong ngành công nghiệp ô tô của họ.
Úc có năng lượng tái tạo và cơ sở công nghiệp để tận dụng những cơ hội này. Với sự lãnh đạo đúng đắn, chúng ta có thể biến những vấp ngã của hydro thành chiến thắng toàn cầu cho ngành công nghiệp nặng.
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
