Năng lực hydro của Nhật Bản gặp nguy hiểm khi Trung Quốc, Mỹ và EU sẵn sàng vượt qua
Hành động chính sách trong những tháng tới để xác định liệu công nghệ xanh có thể tránh được những sai lầm về năng lượng mặt trời và pin hay không
TOKYO – Cách đây 50 năm, Nhật Bản, quay cuồng vì giá dầu tăng vọt, đã bắt đầu nghiên cứu cách phát triển một nguồn năng lượng hiện được thế giới yêu thích cho các chiến lược khử cacbon trong tương lai: hydro.
Các chuyên gia cho biết, đi trước thời đại hàng thập kỷ, Nhật Bản hiện đang phải đối mặt với một rủi ro quá quen thuộc. Giống như công nghệ pin và tấm năng lượng mặt trời, nó phải đối mặt với việc bị các đối thủ năng động – Liên minh châu Âu, Mỹ, Hàn Quốc và Trung Quốc vượt qua – trừ khi nó tăng tốc và tiến sâu vào thương mại hóa công nghệ non trẻ.
Mặc dù chi phí sản xuất làm nhiên liệu vẫn còn đắt đỏ, nhưng hydro đã trở thành nguồn năng lượng tiềm năng được ưa chuộng trên toàn cầu vì nó xuất hiện tự nhiên, sẵn có rộng rãi và -- quan trọng là -- không thải ra carbon dioxide khi đốt cháy. Trong khi hầu hết hydro hiện được sản xuất bằng khí tự nhiên hoặc than trong các quy trình thải ra carbon, các công nghệ mới để tạo ra nhiên liệu có ít khí thải hơn đang nhanh chóng được phát triển.
Hydro có thể được lưu trữ, vận chuyển và sử dụng để cung cấp điện hoặc làm nhiên liệu trong ngành công nghiệp nặng và ô tô. Theo công ty tư vấn Deloitte, thị trường hydro sạch dự kiến sẽ vượt qua giá trị giao dịch khí đốt tự nhiên hóa lỏng (LNG) vào năm 2030 và tăng thêm lên 1,4 nghìn tỷ USD mỗi năm vào năm 2050.
Trong khi Nhật Bản tự hào là nước đầu tiên đưa ra chiến lược quốc gia về hydro vào năm 2017, thì chính phủ hiện chỉ đang chuẩn bị một chương trình khuyến khích mạnh mẽ cho các doanh nghiệp trong nước, với các công ty từ Toyota Motor và Mitsubishi Heavy Industries đến Asahi Kasei và Toray Industries đã lập kế hoạch của riêng mình. Pháp luật dự kiến sẽ được tranh luận trong phiên họp Quốc hội thông thường hiện nay.
Một phương tiện đang nạp nhiên liệu tại một trạm hydro ở Fukuoka, Nhật Bản. (Ảnh của Shinya Sawai)
Trong khi đó, hơn 40 chính phủ, từ Đức, Mỹ đến Trung Quốc, Ấn Độ và Brazil, đã áp dụng các lộ trình như vậy, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế. Và dữ liệu bằng sáng chế được IEA phân tích cho thấy sức mạnh của Nhật Bản có thể bị đe dọa.
Kazunari Sasaki, giáo sư nổi tiếng nghiên cứu về hydro tại Đại học Kyushu của Nhật Bản, cho biết: “Nhật Bản cần chuyển hướng” về chính sách hydro.
Là thành viên của ủy ban chính phủ về chính sách nhiên liệu sạch, Sasaki cho biết Nhật Bản “đã làm rất tốt trong việc cải tiến đều đặn các công nghệ hydro”. Nhưng ông cảnh báo, “Các đối tác nước ngoài đang áp sát từ phía sau bằng chiến lược của riêng họ, nhằm mục đích mở rộng việc sử dụng hydro với tốc độ và quy mô đáng kể”. Nếu không có cùng động lực, “Nhật Bản có thể tụt lại phía sau so với nhóm dẫn đầu”.
Nhật Bản đã cập nhật "Chiến lược hydro cơ bản" lần đầu tiên vào tháng 6 năm ngoái với các mục tiêu và kế hoạch mới, một động thái nhằm tăng cường sự hiện diện của các công ty Nhật Bản trong lĩnh vực này không chỉ trong nước mà còn ở nước ngoài.
Yasutoshi Nishimura, người đứng đầu Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) tại Hội nghị cho biết: “Hydro đã và đang thu hút sự chú ý trên toàn thế giới trong bối cảnh khủng hoảng năng lượng, chẳng hạn như việc Nga xâm lược Ukraine và các nước trên thế giới hiện đang cạnh tranh khốc liệt”. thời gian, nói với các phóng viên.
Mặc dù cho đến nay, vị trí dẫn đầu của Nhật Bản trong nghiên cứu và phát triển công nghệ hydro là không có gì phải bàn cãi, nhưng khoảng cách giữa điều đó và việc thực thi chính sách đang ngày càng lớn. Cũng bị nghi ngờ là những nỗ lực thúc đẩy việc sử dụng hydro như một phương tiện khử cacbon.
Theo IEA, Nhật Bản là quốc gia dẫn đầu về cấp bằng sáng chế hydro toàn cầu trong giai đoạn 2011-2021, chiếm 24% số đơn xin cấp bằng sáng chế quốc tế. Các quốc gia thành viên EU cộng lại chiếm 28%, dẫn đầu là Đức chiếm 12% tổng số toàn cầu. Mỹ theo sau hai khu vực ở mức 19%.
Tuy nhiên, theo các chuyên gia, điều còn thiếu cho đến nay là hành động chính sách mạnh mẽ giúp các công ty hiểu rõ hơn về môi trường kinh doanh trong tương lai, khuyến khích họ đầu tư.
Ví dụ: EU vào năm 2022 đặt mục tiêu sản xuất 10 triệu tấn hydro trong khu vực và nhập khẩu thêm 10 triệu tấn nữa vào năm 2030. EU đã phê duyệt các dự án liên quan huy động hơn 26 tỷ euro (28,3 tỷ USD) đầu tư công và tư nhân , khởi động kế hoạch trợ cấp sản xuất hydro.
Hoa Kỳ cũng đặt mục tiêu sản xuất khoảng 10 triệu tấn vào năm 2030. Mỹ đã công bố các khoản tín dụng thuế cho các nhà sản xuất hydro và có kế hoạch rót 7 tỷ USD tài trợ liên bang vào 7 dự án nhằm giúp phát triển các trung tâm sản xuất quốc gia.
Một chiếc ô tô ghé vào trạm hydro True Zero ở Fountain Valley, California vào tháng 6 năm 2023. © Getty Images
IEA cho biết trong một báo cáo tháng 9 rằng các quyết định đầu tư lớn cuối cùng được “dự kiến rộng rãi ở châu Âu và Bắc Mỹ” do hành động chính sách như vậy. Nó lưu ý “một số lo ngại” rằng các dự án ở các khu vực khác có thể gặp bất lợi vì các nhà phát triển có thể ưu tiên các địa điểm mà “sự hỗ trợ của công chúng dẫn đến lợi nhuận cao nhất”.
Chiến lược của Nhật Bản tụt hậu so với kế hoạch của Mỹ và EU.
Chính phủ nhằm mục đích tăng lượng hydro tiêu thụ hàng năm từ 2 triệu tấn hiện nay lên 3 triệu tấn vào năm 2030 và 12 triệu tấn vào năm 2040, nhưng vẫn chưa rõ làm thế nào để đạt được điều này.
Họ đã công bố tham vọng thu hút ít nhất 15 nghìn tỷ yên (102 tỷ USD) đầu tư công và tư nhân trong 15 năm tới vào việc sản xuất, vận chuyển hoặc sử dụng hydro. Nhưng các chính sách như thanh toán chênh lệch giá giữa hydro và LNG đắt đỏ cũng như tài trợ cho các dự án nhằm phát triển các trung tâm khu vực về hydro hiện mới bắt đầu được tranh luận trong Quốc hội.
Đối với giáo sư Sasaki của Đại học Kyushu, không cần có niềm tin hay tốc độ, “Việc dẫn đầu thị trường Nhật Bản sẽ bị các nước khác chiếm lấy, giống như năng lượng mặt trời và pin”.
Đối với hai công nghệ đó, vị trí dẫn đầu ban đầu của Nhật Bản đã bị Trung Quốc và Hàn Quốc vượt qua, với các công ty như CATL và LG Energy Solution -- và hai nước này hiện đang tăng cường sự hiện diện của mình trong lĩnh vực hydro. Theo IEA, dữ liệu cấp bằng sáng chế toàn cầu cho thấy Hàn Quốc đang tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm “đáng chú ý” là 14% kể từ năm 2001, chiếm 8% tổng số đơn đăng ký từ năm 2011 đến năm 2021. Cơ quan này cho biết hoạt động của Trung Quốc cũng “đang gia tăng”.
Trung Quốc đã nắm quyền kiểm soát các giai đoạn thượng nguồn quan trọng của chuỗi cung ứng hydro, làm lu mờ các công nghệ khác liên quan đến sản xuất nhiên liệu. Nó đang nhanh chóng phát triển các máy điện phân nước - thiết bị tạo ra hydro "xanh" rất quan trọng để biến nhiên liệu thành một công cụ khử cacbon.
Theo IEA, vào năm 2023, các thiết bị điện phân nước của Trung Quốc có thể chiếm một nửa công suất toàn cầu hiện có ở mức 1,2 gigawatt và nước này “sẵn sàng củng cố thêm vị trí dẫn đầu của mình”.
Quang cảnh các bể chứa hydro ở miền tây Trung Quốc vào tháng 8 năm 2023. © Getty Images
Tokyo sẽ theo đuổi Bắc Kinh, với việc chính phủ đặt mục tiêu đưa các thiết bị của Nhật Bản chiếm 11% công suất toàn cầu vào năm 2030 và xem xét hỗ trợ tài chính để đạt được điều này.
Chìa khóa cho cuộc đua toàn cầu nóng bỏng về hydro là ý tưởng rằng khí đốt có thể giúp giảm lượng khí thải carbon. Tuy nhiên, theo Toshikazu Ishihara, nhà nghiên cứu cấp cao tại Viện Năng lượng tái tạo của Nhật Bản, chính sách của Nhật Bản có nguy cơ bỏ sót điểm này.
Để hydro phát huy tối đa lợi ích của nó trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu, quy trình sản xuất của nó cũng phải không phát thải carbon nhất có thể.
Các chính sách của EU và Mỹ tuyên bố rõ ràng rằng họ sẽ theo đuổi việc sử dụng hydro được sản xuất bằng các phương pháp sạch hơn và đặc biệt khuyến khích các hoạt động dựa trên tiêu chí này.
Nhà nghiên cứu năng lượng tái tạo Ishihara cho biết: “Nhật Bản cũng lưu ý tầm quan trọng của việc sử dụng ‘hydro carbon thấp’, nhưng mục tiêu tiêu thụ của họ không chỉ rõ loại hydro mà họ hy vọng sẽ sử dụng”.
Công nhân kiểm tra thiết bị tại một nhà máy hydro của Trung Quốc. © Getty Images
Theo Ishihara, việc sản xuất hydro bằng năng lượng tái tạo tại nhà là "không thực tế" trừ khi quốc gia này mở rộng năng lực tái tạo trong nước. Kế hoạch của Tokyo là nhập khẩu hydro từ các quốc gia như Úc, nơi có nguồn cung cấp năng lượng tái tạo dồi dào để sản xuất nhiên liệu, nhưng những thách thức về hiệu quả chi phí và an ninh năng lượng vẫn chưa được giải quyết.
Ishihara cho biết: “Các chính sách hiện tại không thuyết phục được rằng Nhật Bản có thể tăng cường vai trò của hydro sạch trong nền kinh tế của mình”.
Ông nói: “Thế giới doanh nghiệp ngày càng bị áp lực phải thực hiện các hoạt động khử cacbon. “Nếu xã hội sử dụng nhiên liệu hydro của Nhật Bản được xây dựng dựa trên hydro sử dụng nhiều carbon, thì các công ty sử dụng nhiên liệu đó để kinh doanh sẽ gặp khó khăn.”
Người phát ngôn của METI nói với Nikkei Asia: “Chúng tôi nhận ra rằng mình cần chuyển sang sử dụng hydro sạch, vì vậy việc quyết định số lượng sẽ là bước tiếp theo”.
Mọi người chụp ảnh chiếc xe Toyota chạy bằng hydro tại đường đua Suzuka ở Nhật Bản. (Ảnh của Yuki Nakao)
Các nhà phê bình cũng cảnh báo rằng chiến lược của Nhật Bản tập trung vào việc mở rộng sử dụng hydro trong các lĩnh vực như sản xuất điện và ô tô chở khách có thể khử cacbon hiệu quả hơn khi kết hợp với các giải pháp thay thế như điện khí hóa nhiều hơn.
Theo Michael Liebreich, nhà phân tích năng lượng và người sáng lập dịch vụ nghiên cứu BloombergNEF, các đặc tính vật lý của hydro khiến việc khắc phục sự tốn kém của việc tìm nguồn cung ứng nó trở nên khó khăn, có nghĩa là nó chỉ nên được sử dụng ở những nơi “không thể tránh khỏi”. Ông nói, hydro có thể rất linh hoạt nhưng “nó nên được sử dụng càng ít càng tốt, như một nguồn năng lượng dự phòng chứ không phải là nguồn năng lượng chính”.
“Quan điểm chính sách công nghiệp ở Nhật Bản đôi khi dường như quan trọng hơn quan điểm chính sách khí hậu”, một nhà phân tích tại cơ quan cố vấn chính sách năng lượng của Đức nói với Nikkei, yêu cầu giấu tên vì cô không được phép nói chuyện với giới truyền thông.
Trong khi đó, các doanh nghiệp Nhật Bản đang theo dõi trong khi đưa ra các đề xuất về công nghệ của riêng họ.
Mitsubishi Heavy, công ty sản xuất tua bin sử dụng hydro để cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy điện thay vì khí đốt tự nhiên hoặc than đá, đang hy vọng có được tiếng nói của mình trong việc hoạch định chính sách thông qua các cuộc trình diễn tại Công viên Hydro Takasago ở quận Hyogo phía tây đất nước.
Nó đã dành một phần cơ sở để nghiên cứu một phương pháp thế hệ tiếp theo để tạo ra hydro chiết xuất chất từ metan có trong khí tự nhiên. Carbon chỉ được thải ra ở dạng rắn và sẽ không thải vào khí quyển.
Một phần của Công viên Hydro Takasago ở phía tây Nhật Bản.
Takashi Tozawa, tổng giám đốc cấp cao bộ phận tuabin khí của công ty cho biết: “Chúng tôi tin rằng việc sử dụng năng lượng tái tạo để sản xuất hydro không phù hợp về mặt kinh tế đối với Nhật Bản và muốn đưa ra một giải pháp thay thế”.
Tozawa nói: “Chúng tôi hoan nghênh các quan chức từ các bộ liên quan. Hy vọng, họ sẽ phản ánh những phát hiện của mình trong chính sách của mình và phát triển một chiến lược phù hợp hơn với tình hình đất nước chúng tôi”.
Đối với Sasaki của Đại học Kyushu, hợp tác công tư là chìa khóa cho chính sách hydro thành công.
"Chính phủ Nhật Bản cần tạo ra một môi trường trong đó các công ty cạnh tranh nhau để đầu tư vào hydro, những người đi đầu sẽ được khen thưởng đặc biệt và sự cạnh tranh thân thiện sẽ giúp hàng hóa Nhật Bản có chất lượng tốt hơn được xuất khẩu ra thế giới."
