Các chuyên gia cho rằng chiến lược hydro tiên phong của Nhật Bản cần phải tránh xa các phương tiện và nhà máy nhiệt điện than.
Hệ thống nạp và bể chứa hydro tại nhà ga tiếp nhận hydro hóa lỏng đầu tiên của Nhật Bản, được khai trương vào năm 2020 trên đảo Sân bay Kobe ở Kobe, tỉnh Hyogo, Nhật Bản. (Ảnh của Akio Kon/Bloomberg qua Getty Images)
Trở lại năm 2017, Nhật Bản đã trở thành quốc gia đầu tiên trên thế giới đưa ra chiến lược hydro quốc gia. Mục tiêu là dẫn đầu về nhiên liệu ít carbon với tiềm năng cao, với các công ty như Toyota đang thúc đẩy xe điện chạy bằng pin nhiên liệu hydro như một giải pháp thay thế hiệu quả cho xe điện chạy bằng pin.
Cùng với đó là 40–70 tỷ Yên (305–534 triệu đô la) mỗi năm từ các khoản trợ cấp của chính phủ và hỗ trợ xây dựng cơ sở hạ tầng hydro. Tuy nhiên, ngày nay, gần sáu năm sau, Nhật Bản không thể hiện được gì nhiều cho nỗ lực ban đầu của mình. Không có dấu hiệu nào cho thấy hydro có thể giúp khử cacbon trong lĩnh vực năng lượng và vận tải như hình dung ban đầu.
“Nhật Bản đã thực hiện thấp hơn nhiều so với mục tiêu chính của mình là tăng cường sử dụng pin nhiên liệu và phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu, đồng thời các trạm hydro được xây dựng trên khắp đất nước đã ít được sử dụng,” một báo cáo được Viện Năng lượng tái tạo có trụ sở tại Tokyo công bố vào cuối năm ngoái lưu ý ( REI), một think tank.
Trong khi ISO 10121 phần 1 và 2 cung cấp các phương pháp thử nghiệm cho bộ lọc và phương tiện được sử dụng trong đó, phần 3 mới được giới thiệu cung cấp phương tiện so sánh và tham số để phân loại.
Bởi Delbag
“Chúng tôi lo ngại rằng các chính sách hiện tại của chính phủ sẽ trì hoãn quá trình chuyển đổi sang sử dụng hydro [không phát thải] trong công nghiệp, dẫn đến việc Nhật Bản không đạt được mục tiêu giảm phát thải 1,5°C,” Toshikazu Ishihara, nhà nghiên cứu cấp cao tại REI và cho biết. một trong những tác giả của báo cáo. “Do đó, chúng tôi kêu gọi không sử dụng hydro trong tất cả các quy trình mà nên sử dụng có chọn lọc hơn.”
Chi phí đã cao. Với việc chính phủ tập trung quá nhiều vào hydro, Nhật Bản đã bỏ bê các lĩnh vực năng lượng sạch khác, tụt hậu so với các nước G7 khác trong việc xây dựng các ngành công nghiệp năng lượng mặt trời và gió trong nước. Các công ty Nhật Bản cũng có nguy cơ bị tụt lại phía sau về xe điện, bộ lưu trữ pin và năng lượng tái tạo thế hệ tiếp theo như tấm pin mặt trời trong suốt.
Điều đáng lo ngại là chính phủ Nhật Bản, đứng đầu là Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp (METI), đã chậm thích ứng với những thay đổi toàn cầu trong trường hợp kinh doanh được cho là tốt nhất của hydro. Trọng tâm của chiến lược hydro của Nhật Bản, ngay cả sau khi cập nhật vào năm 2019 và 2021, vẫn là vận chuyển hành khách và sản xuất điện. Công nghiệp và vận tải hạng nặng thiếu các mục tiêu rõ ràng, mặc dù đây là những ưu tiên cho việc triển khai hydro xanh ở các nơi khác trên thế giới như Châu Âu. Trên thực tế, một số công ty bao gồm JERA và IHI đã triển khai các thí điểm đồng đốt nhà máy điện hydro và amoniac mà nhiều chuyên gia coi là có lợi ích hạn chế về tài chính hoặc khí hậu.
Seaver Wang thuộc nhóm khí hậu và năng lượng tại Viện Đột phá phi lợi nhuận cho biết: “Một lý do cho sự thiếu tiến bộ thực sự có thể là do Nhật Bản đang bắt đầu với các ứng dụng mà việc sử dụng hydro dựa trên nhiên liệu xanh hoặc nhiên liệu hóa thạch là không kinh tế”. “Chính phủ đang đầu tư số tiền lớn vào các dự án thí điểm như trạm tiếp nhiên liệu hydro, quyền sở hữu phương tiện và trang bị thêm cho các nhà máy điện, nhưng không có sự hấp thụ thị trường rộng lớn hơn.”
Nhật Bản: Tạo dựng “xã hội hydro”
Kế hoạch năm 2017 của Nhật Bản, được gọi là Chiến lược hydro cơ bản, đặt mục tiêu tăng mức tiêu thụ hydro lên 3 triệu tấn mỗi năm vào năm 2030 và 20 triệu tấn mỗi năm vào năm 2050, đồng thời giảm chi phí sản xuất xuống khoảng 1/3 so với năm 2017. đến Y30 trên một mét khối thông thường. Kế hoạch này cũng bao gồm các mục tiêu cho các phương tiện và trạm sạc pin nhiên liệu hydro – 800.000 phương tiện và 900 trạm vào năm 2030 – và mục tiêu 800.000 tấn hydro được sử dụng trong sản xuất điện, chiếm 1% nguồn cung cấp điện của Nhật Bản. Điều đáng chú ý, Wang nói, là những mục tiêu không được đề cập – đối với ngành công nghiệp hoặc vận tải hạng nặng.
Ông nói: “Khuôn khổ chính sách ở Nhật Bản đang lạc hậu,” đồng thời lưu ý rằng hầu hết các chuyên gia đều nhìn thấy vai trò chính của hydro trong các lĩnh vực khó giảm giá. “Và các chính sách không thay đổi theo thời gian.”
Nhiều người cho rằng nỗ lực thúc đẩy hydro ban đầu của Nhật Bản với vai trò lâu nay là nhà nhập khẩu khí đốt tự nhiên hóa lỏng (LNG) lớn từ các quốc gia như Nga, Qatar và Malaysia, thường xếp hạng số một trên thế giới. Với cơ sở hạ tầng LNG rộng lớn bao gồm các cảng, cơ sở lưu trữ và đường ống, một lập luận ban đầu cho rằng việc chuyển đổi cơ sở hạ tầng này sang một loại nhiên liệu lỏng khác như hydro sẽ tương đối đơn giản. Hóa ra, điều đó là sai.
Wang nói: “Nếu bạn muốn thực sự tạo ra một nền kinh tế hydro, bạn cần phải xây dựng nó từ đầu. "Bạn không thể sử dụng hầu hết mọi cơ sở hạ tầng khí đốt tự nhiên hiện có."
Các kế hoạch của Nhật Bản ban đầu tập trung vào việc sử dụng hydro nhập khẩu và amoniac có nguồn gốc từ hydro, được coi là dễ dàng và an toàn hơn để vận chuyển trên một khoảng cách dài, với việc sản xuất trong nước được cho là sẽ mất nhiều thời gian hơn để thực hiện. Quốc gia này hiện đang nhập khẩu amoniac xanh lam, được sản xuất từ khí đốt tự nhiên có thu hồi và lưu trữ carbon (CCS), từ Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất. Nó cũng đang thử nghiệm vận chuyển hydro: vào đầu năm 2022, hydro được sản xuất từ than của Úc đã đi qua tàu chở hydro đầu tiên trên thế giới đến bến cảng tiếp nhận hydro hóa lỏng đầu tiên trên thế giới, được khai trương tại Nhật Bản vào năm 2020.
Motohiko Nishimura, người đứng đầu dự án hydro tại Công ty Công nghiệp nặng Kawasaki, cho biết: “Hydro [không phát thải] là điều không thể thiếu để Nhật Bản đạt được mục tiêu không phát thải”. “Chỉ riêng năng lượng tái tạo là không đủ để đáp ứng nhu cầu năng lượng khổng lồ của quốc gia.”
Đối với JERA, công ty phát điện lớn nhất Nhật Bản, việc đồng đốt hydro và amoniac trong các nhà máy nhiệt điện than là trọng tâm trong các mục tiêu khử cacbon của công ty. Dự án trình diễn đồng đốt đầu tiên của Nhật Bản, tại nhà máy điện Hekinan ở Aichi, gần Nagoya, sẽ sử dụng hỗn hợp 20% amoniac, 80% nhiên liệu than.
“Từng bước một, chúng tôi sẽ chuyển từ than đá sang amoniac,” Kenji Takahashi, tổng giám đốc khử cacbon của JERA, cho biết tại Hội nghị thượng đỉnh năng lượng Nhật Bản ở Tokyo vào cuối tháng Hai. “Đến năm 2040, một số nhà máy nhiệt điện của chúng tôi sẽ sử dụng 100% amoniac và đến năm 2050, bằng cách sử dụng hydro và amoniac, JERA sẽ đạt được mục tiêu về mức phát thải ròng bằng không.”
Tuy nhiên, Axel Dalman, một nhà nghiên cứu của Tổ chức phi lợi nhuận Market Force, cho rằng điều này có thể dẫn đến hành động tẩy chay.
Dalman cho biết: “JERA rất hào hứng với ý tưởng có thể sử dụng tài sản nhiên liệu hóa thạch của họ, chuyển sang hydro và ít nhất là trên lý thuyết, giảm lượng khí thải, nhưng trên quy mô toàn cầu, điều đó không làm giảm lượng khí thải”. Đó là bởi vì một số công ty lớn của Nhật Bản, bao gồm JERA, Mitsubishi Heavy Industries, Sumitomo Corporation và Mitsui đang dựa vào hydro có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch, mà Dalman và các đồng nghiệp của ông cho rằng có thể gây tác động xấu đến khí hậu.
Dalman nói: “Các công ty không nên dựa vào hydro hóa thạch, nó cần dựa trên năng lượng tái tạo, nếu không nó sẽ làm tăng lượng khí thải”.
Hiện đang có những nỗ lực toàn cầu nhằm tăng cường sản xuất hydro xanh, thuật ngữ chỉ hydro được sản xuất bằng năng lượng tái tạo. Mitsui và Toyo Engineering đang khởi động một nghiên cứu khả thi để sản xuất amoniac xanh ở Chile, trong khi công ty điện lực lớn nhất Nhật Bản, TEPCO và công ty dầu khí quốc gia Indonesia Pertamina đang khám phá một dự án sử dụng năng lượng địa nhiệt để sản xuất hydro. Trong khi đó, JERA vừa công bố, vào tháng 2, một nghiên cứu chung để sản xuất hydro xanh ở Philippines.
Dalman nói: “Chắc chắn việc chuyển đổi từ hydro màu xanh sang màu xanh lá cây sẽ là một sự cải tiến, nhưng ông vẫn thận trọng và nói thêm rằng vẫn chưa rõ liệu có đủ thị trường toàn cầu cho hydro xanh giá rẻ có thể xuất khẩu để đáp ứng nhu cầu của Nhật Bản hay không.
Tác động khu vực
Những người ủng hộ khí hậu lo ngại rằng việc Nhật Bản thúc đẩy đồng đốt hydro và amoniac trong các nhà máy than có thể có tác động đến toàn bộ khu vực châu Á-Thái Bình Dương và đặc biệt là ở Đông Nam Á do vai trò lớn của các công ty Nhật Bản ở đó.
Trong những thập kỷ qua, Nhật Bản đã tài trợ và lãnh đạo việc xây dựng các nhà máy nhiệt điện than và cơ sở hạ tầng LNG trên khắp Đông Nam Á. Các công ty Nhật Bản bao gồm JANUS, JAPEX, JGC, JOGMEC, JX Nippon Oil and Gas và Sumitomo đang hoạt động trong khu vực, bao gồm thăm dò và phát triển nhiên liệu hóa thạch với các công ty quốc gia khác như Petronas của Malaysia và Pertamina của Indonesia.
Nhật Bản đã hứa hỗ trợ tài chính đáng kể để giúp khử cacbon ở Đông Nam Á, bao gồm 10 tỷ đô la thông qua Sáng kiến Chuyển đổi Năng lượng Châu Á do METI dẫn đầu và 25 tỷ đô la cho Cơ chế Chuyển đổi Năng lượng do Ngân hàng Phát triển Châu Á dẫn đầu. Nhật Bản cũng đóng vai trò dẫn đầu trong Đối tác chuyển đổi năng lượng công bằng của Indonesia, hứa hẹn cung cấp 20 tỷ đô la để chuyển đổi quốc gia đó khỏi than đá.
Tuy nhiên, Jacqueline Yujia Tao, nhà phân tích hàng đầu Đông Nam Á tại tổ chức phi lợi nhuận TransitionZero, lo ngại rằng các khoản đầu tư ít carbon sẽ không dành cho năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, gió hoặc địa nhiệt mà là đồng đốt hydro hoặc amoniac trong các nhà máy khí đốt/than, hoặc các công nghệ "chưa được chứng minh về mặt thương mại" chẳng hạn như CCS.
Tao cho biết trong một sự kiện báo chí trực tuyến vào đầu tháng 3 năm 2022. TransitionZero ước tính rằng Nhật Bản đã đầu tư hơn 60 tỷ đô la vào các dự án năng lượng đã được lên kế hoạch hoặc đang được xây dựng trên khắp khu vực, chủ yếu là trong dầu mỏ, khí đốt và than đá.
Có bằng chứng cho những khoản đầu tư này trên mặt đất. Công ty điện lực quốc gia Indonesia, PLN, đang hợp tác với Mitsubishi Heavy Industries trong một nghiên cứu khả thi về đồng đốt hydro và amoniac cho ba nhà máy điện và một nghiên cứu khác đang được tiến hành ở Thái Lan. Trong khi đó, JERA đang hợp tác với Công ty Công cộng Phát điện Thái Lan trong một nghiên cứu đồng đốt than-amoniac riêng biệt. Một công ty dầu khí khác của Nhật Bản, ENEOS, đã công bố một dự án hydro "xanh" với Petronas của Malaysia.
Han Phoumin từ Viện Nghiên cứu Kinh tế ASEAN và Đông Á (ERIA), một tổ chức tư vấn được chính phủ Nhật Bản hỗ trợ, lập luận rằng nếu không có đồng đốt thì Đông Nam Á không thể đạt được các mục tiêu về khí hậu.
“Chuyển đổi than thành hydro hoặc amoniac là rất quan trọng đối với quá trình chuyển đổi năng lượng,” Phoumin cho biết tại một sự kiện của ERIA vào tháng 12 năm 2022. Ông cũng tin rằng nó khả thi về mặt kỹ thuật và tài chính. “Một số sản xuất điện có thể phát triển với 100% hydro và amoniac vào năm 2050 hoặc 2060.”
Trọng tâm công nghiệp có thể mang lại lợi ích cho các mục tiêu bằng không
Đối với Wang của Viện Đột phá, các lựa chọn của Nhật Bản gây khó chịu vì nhiều lý do, bao gồm cả việc họ dường như bỏ qua tiềm năng hydro đóng vai trò chính trong quá trình khử cacbon công nghiệp trong nước.
“Tôi sẽ khuyến khích họ nhắm mục tiêu vào ngành công nghiệp đầu tiên, nhưng nó vẫn chưa được thực hiện,” ông nói.
Trên toàn cầu, các chuyên gia cho rằng trọng tâm của hydro với tư cách là nhiên liệu sạch cần phải chuyển từ xe cộ và phát điện sang các lĩnh vực mà điện khí hóa trực tiếp có tiềm năng hạn chế, chẳng hạn như ngành công nghiệp nặng bao gồm thép khử cacbon và vận tải hạng nặng như xe tải, hàng không và Đang chuyển hàng.
Tại Nhật Bản, điều này có thể đặc biệt quan trọng vì lượng khí thải công nghiệp chiếm khoảng 40% tổng lượng khí thải của Nhật Bản do quốc gia này vẫn là nhà xuất khẩu lớn về thép, ô tô, hàng hóa sản xuất và các sản phẩm công nghệ cao.
“Có những bộ phận của nền kinh tế mà chúng ta cần bắt đầu xem xét các giải pháp thay thế độc đáo như hydro; ví dụ như thép,” Axel Dalman nói.
Mặc dù việc nhập khẩu hydro xanh có thể đóng một vai trò trong đó, nhưng để thực sự tăng quy mô khử cacbon, Nhật Bản cần tăng quy mô sản xuất năng lượng tái tạo, sau đó có thể được sử dụng để sản xuất hydro xanh, nhà nghiên cứu gợi ý.
Tuy nhiên, có một nhược điểm. Ishihara của REI cho biết: “Hydro xanh trong nước đắt đỏ vì sự phát triển của điện tái tạo đã bị chậm lại. “Hydro xanh được sản xuất trong nước có thể cạnh tranh với hydro nhập khẩu nếu chi phí điện tái tạo và chi phí thiết bị điện phân giảm xuống.”
REI lưu ý rằng chính phủ Nhật Bản đã thực hiện một bước đi đúng hướng với một đề xuất gần đây rằng hydro được đánh giá dựa trên cường độ phát thải khí nhà kính (GHG) giống như ở Hoa Kỳ và EU, mặc dù chỉ từ năm 2030.
Ishihara nói: “Vấn đề là hydro xám, có lượng khí thải GHG cao, sẽ là nguồn hydro chính cho đến năm 2030. “Chính phủ đã dự kiến ba triệu tấn hydro sẽ được sử dụng vào năm 2030, trong đó hydro xanh lục hoặc xanh dương chỉ chiếm 14% trong số đó, tương đương 0,42 triệu tấn.”
Ishihara và Wang hy vọng rằng Nhật Bản sẽ rút ra bài học từ những sai lầm của mình và tập trung lại chiến lược hydro quốc gia của mình để phù hợp hơn với thực tế toàn cầu về quá trình khử cacbon, nhưng cũng đáp ứng nhu cầu của chính Nhật Bản để đáp ứng các mục tiêu về trung hòa carbon vào năm 2050. Wang nói: “Việc đầu tư vào sản xuất điện và giao thông vận tải là đáng nghi ngờ vào thời điểm này. Vào những năm 2000, nó có thể đáng giá, nhưng bây giờ nó đang vung tiền rất nhiều.”
