Sản xuất hydro: Tốt hơn là màu xanh lá cây hoặc xanh lam… hoặc xanh lục và xanh lam?
Hydro là một trong những con đường chính để chuyển đổi năng lượng. Cho đến nay, rất ít chuyên gia, nhà hoạch định chính sách, các tổ chức đa phương và các doanh nghiệp trong ngành không đồng ý. Nhưng câu hỏi làm thế nào để tạo ra một lượng khổng lồ cần thiết để đạt được điều này là những người ủng hộ hydro phân cực.
Dự kiến nhu cầu hydro sẽ tăng gấp bảy lần vào năm 2050. Khoảng 660 triệu tấn mỗi năm sẽ cần thiết để khử cacbon, công nghiệp và vận tải, đồng thời lưu trữ lượng điện tái tạo dư thừa.
Phần lớn hydro ngày nay được sản xuất bằng nhiên liệu hóa thạch. Nhưng hiện nay có một loạt các phương pháp sản xuất hydro không có carbon và carbon thấp. Hai trong số những ứng cử viên được tranh luận sôi nổi nhất là hydro "xanh lá cây" và "xanh lam". Và những người ủng hộ thường rơi vào trại này hoặc trại khác.
Tuy nhiên, tại Hội nghị thượng đỉnh FT Hydrogen gần đây, Giáo sư Emmanouil Kakaras, Phó Chủ tịch Điều hành Kinh doanh Năng lượng NEXT tại Mitsubishi Heavy Industries (MHI) EMEA, đã thách thức sự khác biệt này.
“Theo nguyên tắc chung - và là một kỹ sư không có sở thích thần học - tôi sẽ tuân thủ toàn bộ phạm vi,” anh nói. “Tất cả các loại hydro đều tốt, miễn là chúng được ghi nhận là không chứa carbon”.
Xanh lá cây và xanh lam chỉ là hai màu tạo nên cầu vồng đa dạng và đa dạng của các màu hydro
Hydro xanh lam và xanh lục là gì?
Hydro xanh được sản xuất bằng phương pháp điện phân từ các nguồn năng lượng tái tạo. Năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió được sử dụng để phân chia các phân tử nước thành các phần cấu thành của chúng: hydro và oxy. Như hình trên cho biết, quá trình này hoàn toàn không có CO₂.
Hydro xanh sử dụng phương pháp “xám” truyền thống để cải tạo khí tự nhiên nhưng thu được lượng khí thải CO₂ trước khi chúng đi vào bầu khí quyển. Carbon dioxide cô lập hoặc được cô đặc và lưu trữ dưới lòng đất, hoặc có thể được sử dụng làm nguyên liệu cho các ứng dụng công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như trong lĩnh vực thực phẩm và đồ uống.
Màu xanh lá cây hay màu xanh da trời tốt hơn?
Hydro xanh có thể tạo ra hydro cacbon thấp ở quy mô lớn để giúp khử cacbon trong các lĩnh vực khó mài mòn như giao thông vận tải. Hiện tại, nó cũng rẻ hơn đáng kể so với hydro xanh.
Nhưng nó phụ thuộc vào khí đốt tự nhiên, vốn có khả năng biến động giá cao và bất ổn địa chính trị. Hơn nữa, một số người lo ngại rằng việc thu giữ, sử dụng và lưu trữ CO₂ (CCUS) có thể kéo dài việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch với chi phí chuyển sang năng lượng tái tạo càng nhanh càng tốt.
Ít hơn 1% hydro được tạo ra bằng quá trình điện phân và do đó được coi là "xanh". Mặc dù máy điện phân là một công nghệ trưởng thành được sử dụng trong nhiều quy trình hóa học khác, nhưng chi phí sản xuất hydro xanh vẫn có thể cao so với những công nghệ sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Ngành công nghiệp phải giảm chi phí này. Một yếu tố quan trọng là khả năng tiếp cận với điện tái tạo chi phí thấp và điều này thay đổi giữa các khu vực. Hơn nữa, sản xuất hydro xanh cần mở rộng quy mô để trở nên kinh tế hơn.
Các dự án và cam kết đầu tư đã rầm rộ trên khắp thế giới mà cuối cùng có thể thay đổi tính kinh tế của hydro xanh, với sự hỗ trợ chính sách mạnh mẽ từ các cơ quan như Ủy ban Châu Âu và việc mở rộng triển khai các nhà máy năng lượng tái tạo.
Giáo sư Emmanouil Kakaras ủng hộ lợi ích của hydro xanh lam và xanh lá cây tại sự kiện FT
Tương lai của hydro là xanh lam và xanh lục
Theo các nhà phân tích ngành công nghiệp Aurora, đường ống toàn cầu cho máy điện phân đạt 340GW vào tháng Hai, với 200GW trong số này ở châu Âu. Họ hy vọng việc sử dụng máy điện phân được mở rộng quy mô sẽ làm giảm chi phí hydro xanh xuống mức xanh lam vào những năm 2030, trong đó Na Uy, Tây Ban Nha và Anh có chi phí thấp nhất nhờ khả năng tái tạo cao của họ.
Tuy nhiên, những nơi hấp dẫn nhất để sản xuất hydro điện phân sẽ là các nước có nguồn tài nguyên tái tạo dồi dào, chi phí thấp. Chúng bao gồm Trung Đông, Châu Phi, Hoa Kỳ và Úc.
Nhưng để đạt được mục tiêu 660 triệu tấn một năm, cả Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu và Cơ quan Năng lượng Quốc tế đều nhấn mạnh vai trò quan trọng của CCUS trong việc đạt mức không ròng.
Tương tự, Chiến lược hydro của EU thừa nhận nhu cầu về hydro xanh như một công nghệ chuyển tiếp trong khi sản xuất điện phân tăng lên.
Các quốc gia như Vương quốc Anh đang theo đuổi phương pháp tiếp cận song song đối với hydro. Điều này bao gồm các phương pháp sản xuất màu xanh lam trong các dự án bao gồm cụm Zero Carbon Humber. Khí sẽ được sử dụng trực tiếp bởi ngành công nghiệp địa phương - bao gồm cả tại một nhà máy nhiệt và điện kết hợp mà Mitsubishi Power sẽ chuyển đổi để chạy bằng hydro thay vì khí tự nhiên và tại một nhà máy điện mới sẽ chạy hoàn toàn bằng hydro. Bốn địa điểm công nghiệp ở Anh cũng đã được xác định để sản xuất hydro điện phân.
Xây dựng thêm năng lực tái tạo sẽ giúp giảm chi phí hydro xanh
Người chiến thắng trong dài hạn sẽ là hydro màu xanh lá cây
Như Giáo sư Kakaras đã tranh luận tại Hội nghị thượng đỉnh về hydro FT, không nên bỏ qua màu hydro nào trong chiến
chống lại sự biến đổi khí hậu, đặc biệt là với tầm quan trọng kép của hydro như một nhiên liệu và một phương tiện lưu trữ cho năng lượng tái tạo.
Ông nói, sự bất ổn lớn trên thị trường năng lượng toàn cầu trong năm nay cũng có nghĩa là bây giờ sẽ không phải là thời điểm thích hợp để bỏ qua bất kỳ công nghệ nào có thể đóng vai trò quan trọng trong 20 hoặc 30 năm tới.
Tuy nhiên, Giáo sư Kakaras nói thêm rằng sự cân bằng này cuối cùng sẽ thay đổi. Ông nói: “Về lâu dài, hydro xanh chắc chắn sẽ là người chiến thắng vì chúng ta không thể khử cacbon trong một thế giới mà không có sự đầu tư dồi dào vào năng lực tái tạo. “Nhưng chúng ta phải đến đó. Và vì vậy, chúng tôi cũng cần màu xanh lam. "
