Sản xuất hydro tại Trung Quốc: Lợi ích kinh tế, năng lượng và môi trường từ 14 công nghệ
Ngày: 31 tháng 5 năm 2026
Annie Nguyễn
Trung Quốc, quốc gia phát thải khí nhà kính lớn nhất thế giới với lượng CO₂ chiếm một phần ba tổng phát thải toàn cầu, đang đối mặt với áp lực kép từ an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường.
Hydro nổi lên như một giải pháp chiến lược, có khả năng tích hợp năng lượng tái tạo quy mô lớn, lưu trữ năng lượng xuyên mùa và liên vùng, đồng thời thúc đẩy quá trình khử carbon trong các lĩnh vực năng lượng, giao thông và hóa chất.
Một nghiên cứu gần đây của Pei và các cộng sự (2025) trên tạp chí Green and Low-Carbon Economy đã đánh giá và so sánh lợi ích kinh tế, năng lượng và môi trường của 14 công nghệ sản xuất hydro tại Trung Quốc.
Kết quả nghiên cứu cung cấp những thông tin định lượng quan trọng cho các nhà đầu tư và nhà hoạch định chính sách.
Lợi ích kinh tế: Hydro xám chiếm ưu thế tuyệt đối
Nghiên cứu chỉ ra rằng, với lợi thế về nguồn tài nguyên "giàu than, nghèo dầu khí", công nghệ sản xuất hydro từ than (CTH) đang có lợi thế cạnh tranh vượt trội về mặt chi phí tại Trung Quốc.
Chi phí hydro hóa bình quân (LCOH) của công nghệ CTH chỉ là 6,86 NDT/kg (khoảng 23.700 đồng/kg theo tỷ giá hiện hành).
Đây là mức thấp nhất trong số tất cả các công nghệ được nghiên cứu.
Công nghệ sản xuất hydro từ khí tự nhiên (SMR) có chi phí cao hơn đáng kể, ở mức 17,95 NDT/kg.
Nguyên nhân chính là do chi phí nguyên liệu khí tự nhiên đắt hơn than, chiếm tới 79% tổng chi phí.
Đối với hydro xanh (điện phân nước - WEHP), chi phí sản xuất phụ thuộc rất lớn vào hai yếu tố: giá điện và loại thiết bị điện phân.
Khi sử dụng điện từ nguồn điện hạt nhân (NP), LCOH của hydro xanh thấp nhất, đạt 28,45 NDT/kg.
Khi sử dụng điện mặt trời (PV), LCOH cao nhất, lên tới 69,1 NDT/kg.
Về công nghệ điện phân, công nghệ điện phân kiềm (ALK) đang có lợi thế chi phí rõ rệt so với công nghệ màng trao đổi proton (PEM).
Tùy theo nguồn điện, LCOH của ALK thấp hơn PEM từ 8% đến 21%.
Cụ thể, khi nguồn điện là NP, CP, HP, WP và PV, LCOH của ALK lần lượt giảm 11%, 8%, 21%, 15% và 18% so với PEM.
Điều này cho thấy ALK hiện đang ở giai đoạn thương mại hóa, trong khi PEM vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm.
Đối với hydro xanh (CTH và SMR kết hợp với thu giữ và lưu trữ carbon - CCS), LCOH ở mức trung bình, dao động từ 14,54 NDT/kg (CTH+CCS) đến 26,5 NDT/kg (SMR+CCS).
Nguyên nhân chính khiến chi phí tăng cao là do chi phí đầu tư ban đầu của công nghệ CCS quá lớn, chiếm từ 78% đến 92% tổng chi phí đầu tư.
Cơ cấu chi phí: Nguyên liệu và đầu tư ban đầu chiếm tỷ trọng lớn nhất
Phân tích cơ cấu chi phí cho thấy, chi phí nguyên liệu thô và chi phí đầu tư ban đầu là hai thành phần lớn nhất, trong khi chi phí vận hành bảo trì và thuế chiếm tỷ trọng nhỏ.
Đối với hydro từ than (CTH), chi phí nguyên liệu (than) chiếm 57% tổng chi phí, đầu tư ban đầu chiếm 30%, vận hành bảo trì 10%, thuế 3%.
Trong đó, than đá chiếm 78% chi phí nguyên liệu.
Đối với hydro từ khí tự nhiên (SMR), chi phí nguyên liệu (khí tự nhiên) chiếm tới 94% tổng chi phí, đầu tư ban đầu chỉ chiếm 4%.
Điều này giải thích tại sao giá khí tự nhiên cao khiến SMR kém cạnh tranh tại Trung Quốc.
Đối với hydro xanh (điện phân nước), chi phí đầu tư ban đầu chiếm từ 14,6% đến 56,5% tổng chi phí, tùy theo nguồn điện.
Chi phí nguyên liệu (chủ yếu là điện) chiếm từ 32,3% đến 74,4% tổng chi phí.
Trong chi phí nguyên liệu, giá điện chiếm hơn 95%.
Đặc biệt, đối với công nghệ điện phân, do tuổi thọ thiết bị điện phân có hạn (ALK: 75.000 giờ, PEM: 45.000 giờ), chi phí thay thế thiết bị trong vòng đời dự án cũng là một yếu tố cần được tính toán.
Lợi ích năng lượng: Hydro từ than tiêu thụ năng lượng cao nhất
Về hiệu quả năng lượng, công nghệ CTH có mức tiêu thụ năng lượng cao nhất trong số các công nghệ hydro xám, đạt 7,61 kg than tiêu chuẩn cho mỗi kg hydro sản xuất (tương đương 7,61 × 10⁵ tce cho sản lượng 100.000 tấn/năm).
Nguyên nhân là do quá trình sản xuất cần nhiều nhiệt năng và hiệu suất chuyển đổi năng lượng thấp.
Công nghệ SMR có mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn, ở mức 5,9 kgce/kg H₂.
Đối với công nghệ điện phân nước, ALK có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn PEM, dẫn đến tổng mức tiêu thụ năng lượng lần lượt là 6,27 × 10⁵ tce và 7,13 × 10⁵ tce.
Khi công nghệ sản xuất hydro ngày càng phát triển, hiệu suất chuyển đổi năng lượng của thiết bị tăng lên, mức tiêu thụ điện năng và tổng tiêu thụ năng lượng sẽ tiếp tục giảm.
Lợi ích môi trường: Phát thải carbon khác biệt rất lớn giữa các công nghệ
Về phát thải khí nhà kính, công nghệ điện phân nước sử dụng điện từ nhiệt điện than có mức phát thải cao nhất.
Cụ thể, CP+ALK phát thải 4,2789 × 10⁶ tCO₂, CP+PEM phát thải 4,8662 × 10⁶ tCO₂ cho cùng một sản lượng hydro.
Điều này cho thấy, nếu không thay đổi cơ cấu nguồn điện, sản xuất hydro xanh bằng điện phân tại Trung Quốc vẫn có thể gây ra lượng phát thải rất lớn, thậm chí còn cao hơn cả hydro từ than.
Ngược lại, khi sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió (WP) hoặc điện hạt nhân (NP), phát thải carbon của hydro xanh ở mức rất thấp.
Thấp nhất là WP+ALK chỉ phát thải 4,386 × 10⁴ tCO₂, bằng khoảng 1% so với CP+ALK.
Công nghệ hydro xám (CTH và SMR) có mức phát thải ở mức trung bình: CTH phát thải 2 × 10⁶ tCO₂, SMR phát thải 9 × 10⁵ tCO₂.
Khi kết hợp với công nghệ CCS, phát thải của hydro xanh giảm mạnh, gần như ngang bằng với hydro xanh từ năng lượng tái tạo.
CTH+CCS chỉ phát thải 2 × 10⁵ tCO₂, SMR+CCS chỉ phát thải 4,5 × 10⁴ tCO₂.
Điều này khẳng định vai trò quan trọng của CCS như một giải pháp trung gian trong quá trình chuyển đổi năng lượng.
So sánh tổng quan giữa các công nghệ
Nghiên cứu cho thấy bức tranh tổng thể rất đa dạng.
Hydro xám từ than (CTH) có chi phí thấp nhất (6,86 NDT/kg) nhưng tiêu thụ năng lượng cao nhất và phát thải khí nhà kính lớn thứ hai (chỉ sau CP+WEHP).
Hydro xanh từ than kết hợp CCS (CTH+CCS) có chi phí trung bình (14,54 NDT/kg), phát thải thấp hơn 90% so với CTH thông thường, nhưng tiêu thụ năng lượng vẫn cao.
Hydro xanh từ điện phân nước sử dụng năng lượng tái tạo có phát thải rất thấp (gần như bằng không), nhưng chi phí còn rất cao (28,45 - 84,11 NDT/kg), kém cạnh tranh.
Hydro xanh từ khí tự nhiên kết hợp CCS (SMR+CCS) có chi phí cao nhất (26,5 NDT/kg) trong nhóm hydro xanh, nhưng phát thải ở mức rất thấp, tương đương hydro xanh từ năng lượng tái tạo.
Hàm ý chính sách cho Trung Quốc và bài học cho các nước khác
Dựa trên kết quả nghiên cứu, các tác giả đề xuất ba nhóm chính sách chính.
Thứ nhất, tăng cường hỗ trợ tài chính cho nghiên cứu và phát triển công nghệ hydro xanh và hydro xanh.
Mục tiêu là giảm chi phí sản xuất, kéo dài tuổi thọ thiết bị điện phân, nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng.
Khi trình độ nội địa hóa thiết bị điện phân và sản xuất hydro được cải thiện, chi phí đầu tư ban đầu và chi phí thay thế sẽ giảm mạnh, từ đó làm giảm LCOH.
Thứ hai, cung cấp trợ cấp và các chính sách tài khóa hỗ trợ.
Hiện tại, lãi suất cho vay đối với dự án sản xuất hydro tại Trung Quốc là 4,9% (lãi suất thương mại thông thường), chưa có chính sách ưu đãi đặc biệt.
Các chính sách có thể áp dụng bao gồm: ưu đãi lãi suất vay, hỗ trợ quỹ đặc biệt, ưu đãi thuế giá trị gia tăng, tín dụng thuế thu nhập, hỗ trợ giá điện, trợ cấp đầu tư.
Thứ ba, tăng cường hệ thống tiêu chuẩn hóa ngành công nghiệp hydro.
Hiện tại, công tác tiêu chuẩn hóa ngành hydro tại Trung Quốc vẫn đang trong giai đoạn sơ khai, chưa hoàn thiện.
Việc thiếu một hệ thống tiêu chuẩn thống nhất gây khó khăn cho công tác quản lý dự án, làm tăng chi phí tuân thủ cho doanh nghiệp.
Chính phủ nên thành lập ủy ban tiêu chuẩn hóa có thẩm quyền và mời các doanh nghiệp có kinh nghiệm tham gia xây dựng tiêu chuẩn, đảm bảo tính thực tiễn và khả thi.
Kết luận và hạn chế của nghiên cứu
Nghiên cứu của Pei và cộng sự (2025) đã cung cấp một bức tranh toàn diện về lợi ích kinh tế - năng lượng - môi trường của 14 công nghệ sản xuất hydro tại Trung Quốc.
Đây là cơ sở khoa học quan trọng để các nhà đầu tư lựa chọn công nghệ và các nhà hoạch định chính sách thiết kế các cơ chế hỗ trợ phù hợp.
Tuy nhiên, nghiên cứu cũng có một số hạn chế nhất định.
Các yếu tố bên ngoài như nhu cầu thị trường, tốc độ tiến bộ công nghệ, tình hình cạnh tranh quốc tế và sự chấp nhận của công chúng chưa được xem xét đầy đủ.
Các yếu tố này cũng có tác động quan trọng đến sự phát triển lâu dài của ngành công nghiệp hydro.
Do đó, các nghiên cứu trong tương lai cần tích hợp thêm các yếu tố này để xây dựng một khung chính sách hoàn chỉnh và có hệ thống hơn.
Đối với Việt Nam, kết quả nghiên cứu này cung cấp một số gợi ý quan trọng.
Thứ nhất, cần đánh giá kỹ lưỡng nguồn tài nguyên năng lượng sẵn có (than, khí tự nhiên, năng lượng tái tạo) để lựa chọn công nghệ sản xuất hydro phù hợp.
Thứ hai, cần có lộ trình rõ ràng cho việc áp dụng công nghệ CCS, vì đây là giải pháp trung gian quan trọng để giảm phát thải trong giai đoạn đầu.
Thứ ba, cần có chính sách hỗ trợ giá điện cho sản xuất hydro xanh từ năng lượng tái tạo, bởi chi phí điện là yếu tố chi phối lớn nhất.
Thứ tư, cần xây dựng hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho ngành công nghiệp hydro ngay từ giai đoạn đầu, tránh tình trạng manh mún, thiếu đồng bộ.
Cuối cùng, cần có cơ chế hợp tác công - tư (PPP) để huy động nguồn vốn đầu tư cho các dự án sản xuất hydro, đặc biệt là các dự án có chi phí đầu tư ban đầu cao như hydro xanh và CCS.
