Nghiên cứu chỉ ra hỗn hợp 10% hydro trong lưới khí tự nhiên gây vấn đề nghiêm trọng cho máy nén khí

Nghiên cứu chỉ ra hỗn hợp 10% hydro trong lưới khí tự nhiên gây vấn đề nghiêm trọng cho máy nén khí

Ngày 05 tháng 6, 2026 – Annie Nguyễn

Một nghiên cứu khoa học mới vừa thách thức quan điểm cho rằng có thể bơm hydro vào hệ thống đường ống khí tự nhiên mà không gây ra bất kỳ vấn đề nào. Các nhà nghiên cứu khẳng định việc pha trộn hydro vào lưới khí sẽ gây ra những ảnh hưởng đáng kể đối với máy nén ly tâm – bộ phận quan trọng của mạng lưới truyền tải khí. Để duy trì áp suất vận hành hiện tại, các nhà khai thác sẽ cần nâng cấp thiết bị hoặc điều chỉnh chiến lược vận hành.

Theo nghiên cứu thực nghiệm được công bố, khi tỷ lệ pha trộn hydro (hydrogen blending) trong đường ống khí tự nhiên lên tới mức 10%, các máy nén khí hiện hữu phải đối mặt với hàng loạt thách thức kỹ thuật. Dữ liệu từ các mô phỏng số cho thấy pha trộn hydro làm giảm tỷ số nén trung bình của máy nén từ 10% đến 13,5%, và giảm công suất trục khoảng 30%. Mặc dù hiệu suất của máy nén thay đổi không đáng kể (dưới 1%), nhưng phạm vi hoạt động ổn định của máy bị thu hẹp đáng kể, lên tới 27,1%. Đặc biệt, đường giới hạn hiện tượng “surge” (luồng khí đảo chiều gây sốc) bị dịch chuyển xuống dưới, làm tăng đáng kể rủi ro vận hành.

Tác động hiệu suất và giải pháp kỹ thuật khả thi

• Sụt giảm áp suất đầu ra & tiêu thụ năng lượng: Cùng với sự sụt giảm về tỷ số nén, công suất trục của máy nén giảm khoảng 30%, làm giảm khả năng nén của trạm. Điều này đồng nghĩa với việc để duy trì cùng một lưu lượng khí, lưới đường ống sẽ cần tăng tốc độ dòng chảy, dẫn đến nguy cơ ăn mòn và rò rỉ cao hơn do hydro có phân tử nhỏ.

• Điều chỉnh vận hành: Nhóm nghiên cứu đề xuất các giải pháp tối ưu như tăng lưu lượng đầu vào lên 10% hoặc giảm tỷ số nén khoảng 15% để giảm thiểu nguy cơ xảy ra hiện tượng “surge” và đảm bảo thiết bị vận hành an toàn.

• Lợi ích về mặt cơ khí: Một phát hiện đáng chú ý là việc pha trộn hydro làm giảm lực hướng tâm và lực dọc trục tác động lên trục máy nén khoảng 30%, giúp giảm tải cho hệ thống vòng bi, từ đó có thể kéo dài tuổi thọ của một số bộ phận cơ khí.

So sánh với các công bố quốc tế

Một nghiên cứu đồng thời được công bố bởi nhóm tác giả Wang Yaqun cũng chỉ ra rằng, trong khi các thiết bị sử dụng khí cuối như bếp gas hay lò hơi có thể hoạt động tương đối ổn định khi tỷ lệ pha trộn không quá 10%, thì các trạm nén lại là “điểm nghẽn” kỹ thuật lớn nhất đối với mục tiêu phát triển hạ tầng hydro. Những phát hiện này bổ sung thêm bằng chứng cho thấy cần có các tiêu chuẩn kỹ thuật riêng cho hệ thống vận chuyển hydro, và chiến lược pha trộn ở mức thấp chỉ nên được coi là bước đệm ngắn hạn, thay vì giải pháp lâu dài cho việc lưu trữ và phân phối năng lượng sạch quy mô lớn.

Gợi ý chính sách cho Việt Nam và các nước đang phát triển

Đối với Việt Nam, nơi hệ thống đường ống khí tự nhiên đang được quy hoạch và mở rộng để phục vụ các nhà máy nhiệt điện và khu công nghiệp, kết quả từ các nghiên cứu thực nghiệm về tác động của hydro lên máy nén ly tâm cung cấp một bài học quan trọng. Việc thiết kế các trạm nén và hệ thống đường ống mới cần được tính toán ngay từ đầu để có thể thích ứng với tỷ lệ pha trộn hydro tối thiểu 10-15% trong tương lai, bao gồm việc lựa chọn vật liệu chịu được hiện tượng giòn hóa do hydro (hydrogen embrittlement) và lắp đặt các cảm biến dòng chảy có độ nhạy cao.

Hơn nữa, các cơ quan quản lý năng lượng cần sớm xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy trình vận hành riêng cho các hệ thống đường ống pha trộn hydro, thay vì áp dụng nguyên bản các tiêu chuẩn của khí tự nhiên. Việc có một lộ trình chuyển đổi rõ ràng, từ pha trộn tỷ lệ thấp đến hệ thống chuyên dụng 100% hydro, sẽ giúp các doanh nghiệp và nhà đầu tư có sự chuẩn bị tốt nhất về mặt công nghệ và tài chính.