Hydro đang ngày càng trở thành trụ cột trong kế hoạch khử cacbon quốc gia nhưng vẫn phải đối mặt với những trở ngại thực tế trong việc thực hiện nó như một loại nhiên liệu thực sự sạch. Liệu nó có thể vượt qua những trở ngại này để tạo ra sự khác biệt thực sự không? Annabel Cossins-Smith điều tra.
Nhiên liệu hydro ngày càng trở thành trọng tâm trong các kế hoạch không sử dụng năng lượng ròng quốc gia trên toàn thế giới. Tín dụng: petrmalinak qua Shutterstock.
Trọng tâm đã bắt đầu tập trung vào hydro như một loại nhiên liệu thay thế mới. Kể từ đầu thập kỷ này, các chính phủ trên khắp thế giới đã đưa ra luật pháp và lộ trình nhằm tìm cách tăng cường sản xuất hydro như một cách để khử cacbon trong ngành công nghiệp và đáp ứng các mục tiêu quốc gia về mức không phát thải cacbon.
Vào cuối năm ngoái, EU cuối cùng đã đi đến thỏa thuận về chính sách hydro được chờ đợi từ lâu sau các cuộc đàm phán căng thẳng giữa Hội đồng và Nghị viện Châu Âu. Bản thảo cuối cùng nhận được nhiều phản ứng trái chiều. Jerzy Buzek, người đứng đầu MEP trong các cuộc đàm phán, nói rằng thỏa thuận này là thỏa thuận đầu tiên thuộc loại này trong lịch sử. Những người khác tỏ ra hoài nghi hơn, trong đó một số tổ chức tư vấn châu Âu chỉ trích thỏa thuận này là không rõ ràng và không đồng bộ với tham vọng về khí hậu.
Một số quốc gia thành viên hiện đã coi việc phát triển hydro là xương sống trong kế hoạch khí hậu của họ. Ví dụ, Đức đã cập nhật chiến lược hydro quốc gia vào năm ngoái sau nhiều dự đoán. Được công bố lần đầu vào năm 2020, kế hoạch hydro cập nhật đã tăng gấp đôi mục tiêu trước đây của chính phủ về công suất điện phân trong nước lên 10GW vào cuối thập kỷ này, khiến nhu cầu hydro ở Đức đạt 95–130 terawatt giờ trong sáu năm tới. Vào tháng 2 năm nay, EU đã phê duyệt gần 6,9 tỷ euro (7,43 tỷ USD) viện trợ nhà nước để hỗ trợ Đức và sáu quốc gia thành viên khác phát triển cơ sở hạ tầng hydro.
Hoa Kỳ cũng lập bản dự thảo về Lộ trình và Chiến lược Hydro sạch Quốc gia vào cuối năm 2022 nhằm nỗ lực cung cấp cơ cấu kinh tế và phát triển cho ngành công nghiệp non trẻ. Thật vậy, hầu hết các quốc gia hiện nay đều có một số dạng khuôn khổ hydro như một phần trong kế hoạch tổng thể của họ. Tuy nhiên, những trở ngại, từ khả năng tồn tại cơ bản của nhiên liệu đến sự chấp nhận của công chúng, vẫn cản trở việc thương mại hóa loại nhiên liệu này.
Tăng cường hydro
Có lẽ các chính phủ gần đây đã đẩy mạnh phát triển hydro với sự nhiệt tình như vậy bởi vì công dụng của nó rất đa dạng và tương đối dễ sản xuất. Sau khi được sản xuất, hydro có thể được sử dụng ở dạng khí thay thế cho khí tự nhiên hoặc ở dạng hóa lỏng để sử dụng trong xe cộ hoặc nhà ở, đốt trực tiếp để tạo ra năng lượng. Không giống như nhiên liệu hóa thạch, đốt hydro không tạo ra khí thải. Sản phẩm thải duy nhất của nó là nhiệt và nước tinh khiết đến mức có thể uống được. Nó cũng có thể được đưa vào pin nhiên liệu và được xúc tác bằng các phản ứng hóa học để tạo ra điện, một quá trình cũng sạch tại điểm tiêu thụ.
Nhưng không phải tất cả hydro đều được tạo ra như nhau và việc tiếp thị nó như một loại nhiên liệu 'sạch' hoặc 'ít carbon' trở nên mờ mịt khi xem xét các phương pháp sản xuất khác nhau. Trong khi hydro 'xanh' thực sự - được sản xuất thông qua quá trình điện phân chạy bằng năng lượng tái tạo - có tiềm năng trở thành nhiên liệu hoàn toàn sạch, không có khí thải, thì hầu hết hydro trên thế giới ngày nay được sản xuất từ khí metan biến đổi bằng hơi nước, thường có nguồn gốc từ khí tự nhiên. Đây vẫn là một quá trình gây ô nhiễm cao và thường bị cáo buộc tẩy xanh. Một số nghiên cứu quan trọng được thực hiện trong những năm gần đây đã phát hiện ra rằng hydro 'xanh' - được tạo ra từ khí tự nhiên với lượng khí thải CO₂ dường như được thu giữ và lưu trữ dưới lòng đất thông qua việc thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) - thậm chí còn gây ô nhiễm hơn so với các loại nhiên liệu hóa thạch.
Sự quan tâm sâu sắc của các công ty dầu khí trong việc sản xuất hydro xanh đã làm tăng thêm tranh cãi về khả năng tồn tại của hydro như một loại nhiên liệu xanh. Cơ sở hạ tầng cần thiết để sản xuất và vận chuyển nhiên liệu chồng chéo nhiều với cơ sở hạ tầng đã được ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch sử dụng và sự phụ thuộc vào công nghệ CCS, vốn đã được Big Oil thúc đẩy, khiến hydro xanh trở thành một triển vọng thú vị. Trong khi đó, việc ngành dầu khí chủ động không quan tâm đến hydro xanh đã đặt ra câu hỏi.
Không có gì đáng ngạc nhiên khi chi phí là yếu tố chính khiến ngành công nghiệp ưa chuộng hydro màu xanh lam hoặc xám hơn màu xanh lá cây. Roy Calder, nguyên tắc công nghiệp dầu khí tại công ty phần mềm Aveva, giải thích rằng sản xuất hydro xanh đắt hơn khoảng sáu đến bảy lần so với hydro xám và đắt hơn khoảng ba đến bốn lần so với hydro xanh. “Bạn có thể tạo ra nó [hydro] khá dễ dàng,” ông nói. “Tất cả chúng tôi đều đã xem các thí nghiệm ở trường.” Tuy nhiên, ông làm rõ, cụ thể là hydro xanh “chỉ thực sự cất cánh ở những khu vực có nhiều gió, chẳng hạn như bờ biển phía đông nước Mỹ hoặc những nơi trên thế giới có nhiều ánh nắng mặt trời, như Úc, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha.”
Robert Howarth, giáo sư sinh thái và sinh học môi trường tại Đại học Cornell và là đồng tác giả của một nghiên cứu về sự thiếu hụt của hydro xanh, trước đây đã cảnh báo rằng bất cứ thứ gì khác ngoài hydro xanh “phần lớn là một sáng tạo tiếp thị của ngành dầu khí đã bị thổi phồng quá mức”. ”. Ông nhấn mạnh, chỉ có hydro xanh thực sự mới có thể được coi là hữu ích trong cuộc đua đạt tới mức 0.
Bên cạnh các vấn đề về khả năng tồn tại và tuyên bố về tẩy xanh, ngành công nghiệp non trẻ này còn phải đối mặt với một thách thức khác. Trong khi các chính phủ và các công ty tư nhân nỗ lực tăng cường cung cấp nhiên liệu, vốn vẫn chưa trở thành xu hướng chủ đạo như nhiên liệu điện không phát thải, thì ở một số quốc gia, sự phản đối của công chúng đối với hydro đã nổi lên như một rào cản dường như không thể lay chuyển đối với việc triển khai nó ở cấp độ người tiêu dùng hàng ngày. .
“Một con thú hay thay đổi”: tình cảm của công chúng đối với hydro
Vương quốc Anh là một ví dụ đáng chú ý, như Calder mô tả, không chỉ “thiếu nghiêm trọng” các chính sách hydro và khuyến khích trợ cấp “so với các khu vực khác ở Châu Âu và Hoa Kỳ” mà còn có sự phản đối liên tục của công chúng đang cản trở sự phát triển của ngành. Chính phủ đã cố gắng buộc phải chấp nhận thông qua một số dự án sưởi ấm bằng hydro đầy tham vọng, các thử nghiệm sẽ chứng kiến hệ thống sưởi ấm của toàn bộ thị trấn được chuyển đổi từ khí đốt sang hydro, mặc dù chưa có dự án nào thực hiện thành công trong giai đoạn lập kế hoạch.
Vào cuối năm 2022 và đầu năm ngoái, cư dân tại một thị trấn nhỏ ở Anh tên là Whitby, nằm ở Cheshire, ngay bên ngoài Cảng Ellesmere, bắt đầu vận động chống lại các kế hoạch tiềm năng sử dụng nhà của họ như một phần trong chương trình thử nghiệm hệ thống sưởi bằng hydro mới của chính phủ. . Kế hoạch ban đầu đã chọn 2.000 hộ gia đình trong làng để sử dụng như một phần của dự án. Sau đó, điều này đã thay đổi, với công ty khí đốt Cadent, công ty được giao giám sát thử nghiệm, gợi ý rằng họ sẽ xin phép sử dụng tới 10.000 ngôi nhà trong một động thái sẽ biến thị trấn này thành “làng hydro” đầu tiên của Vương quốc Anh.
Người dân địa phương phàn nàn rằng họ “bị buộc” phải sử dụng hydro trong nhà nếu kế hoạch được tiến hành và không có cách nào từ chối tham gia vào các kế hoạch khử cacbon. Sự phản đối quan niệm này là có thể sờ thấy được. Một người dân cho biết: “Không ai đặt câu hỏi rằng chúng ta có cần phải loại bỏ khí đốt tự nhiên hay không nhưng điều mà nhiều người trong chúng ta đang nói là, các chuyên gia biết rằng hydro không phải là giải pháp thay thế lâu dài cho hệ thống sưởi ấm trong nhà. Tôi sẽ không để hoàng đế bán cho tôi bộ quần áo mới của ông ấy.” Cuối cùng vào giữa tháng 7, chính phủ đã hủy bỏ hoàn toàn phiên tòa xét xử Whitby. Bộ trưởng Năng lượng Martin Callanan cho biết sau khi lắng nghe quan điểm của người dân, “rõ ràng là không có sự hỗ trợ mạnh mẽ của địa phương”.
Đồng thời, thị trấn thứ hai, Redcar ở Bắc Yorkshire, được coi là ứng cử viên hàng đầu cho dự án. Callanan cho biết vào thời điểm Whitby quay đầu rằng chính phủ “có khả năng” tiến hành thử nghiệm ở Redcar. Vào tháng 11, thư ký năng lượng Clair Coutinho đã nhân đôi quan điểm này, cho thấy bà “có ý định phê duyệt” kế hoạch này bất chấp sự phản đối liên tục của người dân địa phương. Các kế hoạch dường như gần như chắc chắn sẽ được tiến hành - nhưng chưa đầy một tháng sau tuyên bố của Coutinho, phiên tòa xét xử Redcar đã bị hủy bỏ hoàn toàn sau nhiều tháng phản đối của người dân.
Calder nói: “Những gì chúng ta thấy ngày càng nhiều với các dự án này, khi bạn nói về hydro với công chúng, ngay lập tức có mối lo ngại về an toàn,” bởi vì “mọi thứ về hydro đều quay trở lại vụ nổ Hindenburg”, ám chỉ thảm họa năm 1937 ở trong đó một chiếc khí cầu khổng lồ, được bơm phồng bằng hydro, bốc cháy và nhanh chóng bị phá hủy khi nó bay lơ lửng trên bầu trời New Jersey ở Mỹ, khiến hàng chục hành khách và phi hành đoàn thiệt mạng.
Mối liên hệ chặt chẽ giữa hydro và nguy hiểm, về chất nổ không thể kiểm soát, dường như đang cản trở công chúng tin tưởng vào nhiên liệu đủ để đưa nó chạy qua thị trấn và vào nhà của họ, mặc dù có bằng chứng cho thấy hydro ít nguy hiểm hơn các loại nhiên liệu khác mà chúng ta sử dụng ngày nay khi được xử lý đúng cách. “Đó thực sự chỉ là yếu tố gây sợ hãi,” Calder tiếp tục. “Ngày nay mọi người đều sợ hãi mọi thứ, vì vậy bản thân ngành này phải giành được trái tim và khối óc của công chúng – nhưng nó là một con quái vật hay thay đổi.”
“Chưa chết”: tương lai của hydro như một nguồn năng lượng sạch
Paul Bignardi, nhà quy hoạch giao thông chính tại nhà điều hành giao thông công cộng của San Francisco, cho biết: “Họ [công chúng] không hiểu điều đó. “Nó có thực sự nguy hiểm đến vậy không? Nếu xử lý không đúng cách thì có thể rất nguy hiểm, nhưng nếu làm tốt và được công chúng ủng hộ thì có lẽ nó sẽ hoạt động tốt.” Bignardi phát biểu từ kinh nghiệm hàng thập kỷ của mình trong việc quy hoạch giao thông công cộng ở San Francisco, nơi hiện đã điện khí hóa gần như toàn bộ phương tiện giao thông công cộng. Ông cho rằng mọi người tin tưởng vào những gì họ biết, và đó là lý do tại sao điện khí hóa như một phương pháp khử cacbon đã diễn ra một cách ngoạn mục trong thập kỷ qua trong khi hydro thì không.
“Hoạt động điện là một đại lượng đã biết. Nó cũng đơn giản hơn theo nhiều cách. Ví dụ, lấy động cơ điện. Chúng tôi có động cơ điện ở khắp mọi nơi, trong chính ngôi nhà của bạn, máy trộn của bạn có động cơ điện hoặc máy khoan trong gara của bạn. Mọi người có nhiều kinh nghiệm về cách họ làm việc, cách họ thiết kế. Tất nhiên là có những khác biệt, nhưng khái niệm cơ bản thì giống nhau. Để so sánh, pin nhiên liệu hydro là một thứ hoàn toàn khác, nó khó thiết kế và tìm ra hơn rất nhiều.”
Hydro, một nguồn sưởi ấm ít carbon, có thiết bị điện riêng đã được công chúng ở Anh và các nơi khác đón nhận tốt hơn: máy bơm nhiệt. Sau nhiều nỗ lực thất bại trong việc thúc đẩy sự hỗ trợ cho nhiên liệu, khả năng tồn tại của hydro như một nguồn nhiệt thay thế có thể đã gặp phải trở ngại, ít nhất là ở Anh. Một ngày trước khi hủy bỏ thử nghiệm Redcar, chính phủ đã tuyên bố ủng hộ chính thức kế hoạch cấm lắp đặt nồi hơi sử dụng khí đốt và 'sẵn sàng hydro' như một phần trong nỗ lực tăng cường sử dụng máy bơm nhiệt, đưa ra các nỗ lực thử nghiệm "các làng hydro" đến một kết thúc dường như đột ngột.
Mặc dù tình cảm của công chúng đối với nhiên liệu có thể kém và theo ngành, chính sách nhìn chung chưa đầy đủ, Vương quốc Anh đã khởi động một số dự án nhà máy hydro, tất cả đều vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu. Dự án HyNet là một trong những dự án lớn nhất trong số này, được thiết lập để trở thành một mạng lưới sản xuất và phân phối rộng lớn trải rộng khắp các vùng phía tây bắc nước Anh và miền bắc xứ Wales, cung cấp hydro cho các doanh nghiệp công nghiệp trong khu vực.
Chính phủ Anh cũng đã bật đèn xanh cho một số kế hoạch mới cho các dự án hydro lớn chỉ riêng trong năm nay, bao gồm nhà máy 350MW tại một trong những nhà máy lọc dầu cuối cùng còn lại của đất nước, cũng ở Cheshire, và nhà máy 600MW ở vùng Humber ở phía đông Yorkshire. . Tuy nhiên, tất cả các dự án mới này sẽ sản xuất hydro xanh.
Cuối cùng, những thay đổi so với hiện trạng là cần thiết nếu hydro được thương mại hóa theo cách chuyển thành hành động khí hậu có ý nghĩa. Dựa vào CCS như một cách để duy trì nhãn 'cacbon thấp' có thể phải trả giá. Những cảnh báo lặp đi lặp lại từ các nhà khoa học và nhóm nghiên cứu, cũng như bằng chứng từ các dự án đã hoạt động, rằng công nghệ vẫn chưa đạt đến mức cần thiết để giảm lượng khí thải từ các quá trình gây ô nhiễm một cách có ý nghĩa không mang lại hy vọng cho ngành công nghiệp hydro. Calder khẳng định rằng CCS sẽ “luôn là một phần của nó [hydro] vì bản chất của ngành điện của chúng ta” ở các quốc gia như Anh và Mỹ, mặc dù ông thừa nhận rằng đây có thể không phải là câu trả lời cho tương lai của hydro.
Nếu Bignardi đúng, có lẽ tình cảm của công chúng đối với nhiên liệu sẽ thay đổi theo thời gian và sự quen thuộc làm giảm bớt sự ngờ vực, nhưng ngay cả khi rào cản này được khắc phục, vấn đề về khả năng tồn tại như một nguồn năng lượng sạch thực sự sẽ vẫn tồn tại chừng nào hydro xanh còn tồn tại. Ngay cả khi triển khai CCS hiệu quả, khả năng rò rỉ khí mêtan vẫn ở mức cao và sự phụ thuộc vào khí đốt như một nguồn ban đầu khiến cánh cửa cho việc tiếp tục mở rộng dầu khí dưới danh nghĩa khử cacbon. Nhiều người bên ngoài vận động hành lang về nhiên liệu hóa thạch tin rằng hydro xanh thực sự có thể là cách duy nhất đáng giá để chuyển tiếp nhiên liệu.
“Nó vẫn chưa chết. Nó vẫn có thể giành chiến thắng,” Bignardi nói, nhưng kết luận rằng nó “có vẻ không có triển vọng”.
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
