Tác động kinh tế của hydro xanh lam
Tóm tắt nội dung
Hydro là nguồn năng lượng đa năng và mạnh mẽ, đi đầu trong các công nghệ giúp Hoa Kỳ thống trị năng lượng. Ngày nay, công dụng chính của hydro là làm nguyên liệu cho sản xuất amoniac—một đầu vào quan trọng cho sản xuất phân bón—cũng như trong lọc dầu và sản xuất hóa chất. Tuy nhiên, hydro cũng có tiềm năng rộng hơn trong toàn bộ hệ thống năng lượng, với các ứng dụng đầy hứa hẹn trong các quy trình công nghiệp như sản xuất thép hoặc làm nguồn nhiên liệu thay thế cho giao thông vận tải và phát điện.
Hiện tại, 95% sản lượng của Hoa Kỳ có nguồn gốc từ khí thiên nhiên trong một quy trình được gọi là cải cách khí mê-tan bằng hơi nước (“SMR”), tạo ra thứ được gọi là “hydro xám”. Ngày nay, các công nghệ mới nổi như SMR kết hợp với thu giữ và lưu trữ carbon (“CCS”), nhiệt phân mê-tan hoặc điện phân mang đến những cơ hội mới cho sản xuất hydro.1 Báo cáo này tập trung vào hydro được sản xuất thông qua SMR với thu giữ carbon—thường được gọi là “hydro xanh”—và sử dụng mô hình kinh tế để ước tính tác động kinh tế tiềm tàng của việc mở rộng quy mô ngành hydro xanh trong mười năm tới.
Công nghệ hydro xanh lam đang ở vị thế thuận lợi để tận dụng nguồn cung dồi dào khí đốt tự nhiên giá rẻ và công nghệ CCS tiên tiến của Hoa Kỳ để mở rộng vị thế dẫn đầu của Hoa Kỳ trong sản xuất năng lượng. Một thị trường toàn cầu mới cho hydro phát thải thấp đang hình thành, khi các nền kinh tế như Châu Âu và Nhật Bản phát triển các kế hoạch đầy tham vọng để sản xuất và nhập khẩu hydro sạch. Trong khi đó, Trung Quốc đặt mục tiêu dẫn đầu trong sản xuất xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro và máy điện phân.2,3
Để duy trì khả năng cạnh tranh của Hoa Kỳ và khẳng định vị thế dẫn đầu trong thị trường mới nổi này, Hoa Kỳ phải tận dụng hiệu quả và hỗ trợ các công nghệ mới nổi như hydro xanh. Hơn nữa, việc xây dựng và vận hành cơ sở hạ tầng cần thiết để sản xuất hydro xanh sẽ hỗ trợ hàng chục nghìn việc làm trong cả quá trình xây dựng và vận hành nhà máy, đồng thời tạo ra hàng tỷ đô la tiền thuế hàng năm ở cấp liên bang, tiểu bang và địa phương. Hydro xanh cũng có thể mang lại lợi ích cho nền kinh tế Hoa Kỳ bằng cách cung cấp một mỏ neo nhu cầu carbon thấp, dài hạn cho khí đốt tự nhiên của Hoa Kỳ, đặc biệt là khi thị trường điện và sưởi ấm toàn cầu đang khử cacbon.
Ước tính có 9,8 triệu tấn hydro xanh lam mỗi năm (“mmtpa”) đang được phát triển trên khắp Hoa Kỳ.4 Để đưa khối lượng này vào viễn cảnh: nếu chỉ được sử dụng để tạo ra điện thông qua pin nhiên liệu, 9,8 mmtpa hydro có khả năng cung cấp điện cho hơn 18 triệu ngôi nhà.5
Theo phân tích mô hình được thực hiện cho báo cáo này:
Việc thiết kế, xây dựng và sản xuất thiết bị cho các nhà máy này có thể hỗ trợ trung bình khoảng 52.700 việc làm mỗi năm từ năm 2025 đến năm 2035, như thể hiện trong Bảng 1. Để so sánh, các nhà sản xuất thân xe cơ giới sử dụng 52.800 công nhân mỗi năm.6
Hoạt động kinh tế này sẽ tạo ra hàng tỷ đô la tiền thuế của liên bang, tiểu bang và địa phương và đóng góp có ý nghĩa vào GDP, cao hơn gần 1 tỷ đô la so với đóng góp của ngành sản xuất xe tải hạng nặng.7
Khi đi vào hoạt động, các nhà máy hydro xanh lam này có thể hỗ trợ khoảng 62.200 việc làm mỗi năm. Con số này bao gồm các công việc trực tiếp thông qua hoạt động của nhà máy, các công việc gián tiếp thông qua chuỗi cung ứng khí đốt tự nhiên, hóa chất và sản xuất, và các công việc được tạo ra thông qua tác động chi tiêu của người tiêu dùng khi người lao động từ cả công việc trực tiếp và gián tiếp chi tiêu thu nhập của họ vào nền kinh tế địa phương.
Bảng 1 – Tóm tắt tác động kinh tế trung bình hàng năm (Kịch bản trung bình)
Khi nhu cầu toàn cầu về hydro sạch tăng lên và các khu vực khác đầu tư mạnh vào năng lực sản xuất của riêng họ, các ưu đãi của liên bang như Khoản tín dụng thuế sản xuất hydro sạch 45V (“45V”) là điều cần thiết để giúp Hoa Kỳ duy trì khả năng cạnh tranh trên thị trường mới nổi này.8 Các công nghệ tiên tiến, sáng tạo được sử dụng trong các dự án hydro xanh thường đi kèm với chi phí vốn trả trước cao. Các ưu đãi như 45V có thể giúp thu hẹp khoảng cách này, thúc đẩy đầu tư tư nhân, đẩy nhanh quá trình triển khai và thúc đẩy năng lực xuất khẩu của một ngành công nghiệp trong nước mới ra đời bằng cách giảm cường độ phát thải của quá trình sản xuất hydro.
Giới thiệu
Các công nghệ hydro sạch đang sẵn sàng trở thành nền tảng cho sự đổi mới năng lượng của Hoa Kỳ. Hydro đã đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực như sản xuất amoniac và metanol, lọc dầu và sản xuất hóa chất. Đẩy nhanh việc triển khai các phương pháp sản xuất ít carbon—như hydro xanh—sẽ đưa Hoa Kỳ vào vị thế dẫn đầu trong các ứng dụng mới nổi như sản xuất thép, sản xuất xi măng, phát điện và xe chạy bằng pin nhiên liệu, đồng thời cung cấp cho các ngành công nghiệp hiện có nguồn nguyên liệu sạch hơn. Việc mở rộng quy mô sản xuất hydro sạch của Hoa Kỳ sẽ là chìa khóa để duy trì lợi thế cạnh tranh của chúng ta và đảm bảo ảnh hưởng của Hoa Kỳ trên thị trường năng lượng toàn cầu. Điều này đặc biệt đúng khi các nền kinh tế như Liên minh châu Âu, Nhật Bản và Hàn Quốc tăng cường nỗ lực khử cacbon trong các ngành công nghiệp, điện và vận tải của họ
Hydro xanh lam — được sản xuất từ khí thiên nhiên với công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon (“CCS”)—nổi bật là một cơ hội quan trọng đối với Hoa Kỳ. Hoa Kỳ được hưởng lợi từ nguồn tài nguyên khí thiên nhiên dồi dào và vị thế dẫn đầu về công nghệ trong CCS, giúp Hoa Kỳ có vị thế độc nhất để trở thành quốc gia dẫn đầu toàn cầu về sản xuất hydro xanh. Với các thị trường hydro sạch mới nổi trên toàn thế giới, sự hỗ trợ kịp thời về chính sách của liên bang sẽ rất quan trọng để đẩy nhanh quá trình triển khai.9
Các chính sách của liên bang như 45V tăng cường an ninh năng lượng của Hoa Kỳ bằng cách tận dụng các nguồn tài nguyên trong nước dồi dào như khí thiên nhiên, cũng như cơ sở hạ tầng năng lượng và chuyên môn công nghiệp đã được thiết lập của chúng tôi, và biến chúng thành tài sản năng lượng chiến lược ít carbon. Khoản tín dụng thuế 45V cũng giúp tăng cường khả năng cạnh tranh của Hoa Kỳ trên thị trường hydro sạch mới ra đời. Hoa Kỳ hiện đang phải đối mặt với sự cạnh tranh gay gắt từ các quốc gia ở Châu Âu và Trung Đông, cũng như Trung Quốc và Úc.10 Cuối cùng, nó thúc đẩy nền kinh tế bằng cách cung cấp một con đường mới cho đầu tư vào năng lượng của Hoa Kỳ và thúc đẩy sản xuất của Hoa Kỳ bằng cách thúc đẩy đầu tư và tạo việc làm tại các lưu vực công nghiệp và hành lang sản xuất của Hoa Kỳ.
Là một lĩnh vực mới ra đời, hydro xanh lam phải đối mặt với chi phí ban đầu có khả năng cao liên quan đến việc xây dựng cơ sở hạ tầng, mở rộng quy mô sản xuất và đạt được sự chấp nhận của thị trường. Nếu không có động lực có mục tiêu, đầu tư tư nhân có thể chậm thành hiện thực và Hoa Kỳ sẽ có nguy cơ nhường vị trí dẫn đầu về công nghệ hydro tiên tiến cho các đối thủ cạnh tranh nước ngoài.
Dựa trên năng lực sản xuất đã công bố, Hoa Kỳ có thể sản xuất hơn 9,8 mmtpa hydro xanh lam vào năm 2035. Mức sản lượng này sẽ đưa Hoa Kỳ trở thành nhà sản xuất và xuất khẩu hydro sạch hàng đầu đồng thời cung cấp cho các ngành công nghiệp trong nước một nguồn năng lượng đáng tin cậy, ít carbon.
Hydro lam có tiềm năng chuyển đổi một số ngành công nghiệp của Hoa Kỳ vốn rất quan trọng đối với lợi ích quốc gia khi họ tìm cách khử cacbon để tăng khả năng cạnh tranh toàn cầu của mình:
Sản xuất amoniac và phân bón: Hydro là nguyên liệu chính để sản xuất amoniac. Amoniac, một nguyên liệu đầu vào chính cho phân bón, cũng là chất mang hydro hiệu quả vì dễ vận chuyển hơn hydro, đặc biệt là với khối lượng lớn. Sản xuất amoniac trong nước ổn định đảm bảo an ninh lương thực, thúc đẩy xuất khẩu của Hoa Kỳ và thách thức sự bá quyền của Trung Quốc trong sản xuất amoniac toàn cầu. Ngoài ra, amoniac sạch đang nổi lên như một mặt hàng chiến lược trên thị trường năng lượng quốc tế, với nhu cầu ngày càng tăng trong sản xuất điện và ứng dụng nhiên liệu hàng hải.
Lọc dầu: Hydro rất quan trọng đối với hoạt động lọc dầu và nguồn cung cấp hydro xanh đáng tin cậy giúp tăng cường an ninh năng lượng đồng thời hỗ trợ sản xuất nhiên liệu trong nước. Hơn nữa, các nhà máy lọc dầu có thể tận dụng hydro xanh như một công cụ để giảm lượng khí thải từ cả hoạt động tại chỗ và chuỗi cung ứng rộng hơn.11
Sản xuất thép: Hydro sạch có thể đóng vai trò là nguồn đầu vào ít carbon để giảm trực tiếp quặng sắt để sản xuất thép. Việc tăng sản lượng hydro sạch đưa Hoa Kỳ trở thành nhà cung cấp thép các-bon có tỷ trọng thấp cạnh tranh - đây cũng là một thị trường quốc tế đang phát triển.12
Giao thông vận tải: Hydro sạch có thể được triển khai làm nhiên liệu thay thế trong vận tải đường bộ hạng nặng, hàng không và vận tải biển, giúp cơ sở hạ tầng giao thông của Hoa Kỳ đa dạng và mạnh mẽ hơn.
Xuất khẩu: Khi nhu cầu toàn cầu về nhiên liệu các-bon thấp tăng lên, hydro xanh và các sản phẩm có nguồn gốc từ hydro như amoniac sạch mang đến cho Hoa Kỳ cơ hội chiến lược để mở rộng sự thống trị của mình trên thị trường năng lượng quốc tế và củng cố vị thế là nước xuất khẩu năng lượng hàng đầu.
Bằng cách đầu tư vào hydro lam, Hoa Kỳ có thể củng cố lợi thế cạnh tranh của mình và vượt qua các đối thủ trên thị trường hydro sạch toàn cầu đang nổi lên. Trung Quốc hiện là quốc gia sản xuất hydro lớn nhất thế giới, ước tính sản lượng đạt 25 triệu tấn vào năm 2022, nhưng sản lượng này hiện chủ yếu dựa vào các phương pháp truyền thống, phát thải cao sử dụng than và khí đốt tự nhiên không hạn chế.13 Được hỗ trợ bởi các khoản trợ cấp đáng kể của nhà nước, Trung Quốc đang tích cực mở rộng năng lực sản xuất cả xe điện chạy bằng pin nhiên liệu hydro (“FCEV”) và máy điện phân.14 Trước các đối thủ cạnh tranh đang trợ cấp mạnh mẽ cho các công nghệ hydro sạch, việc duy trì sự hỗ trợ của liên bang để kịp thời mở rộng quy mô các giải pháp năng lượng sạch của Hoa Kỳ như hydro xanh là điều tối quan trọng.
Hydro xanh lam cũng mang đến một cơ hội lớn để Hoa Kỳ thúc đẩy các ngành công nghiệp trong nước. Việc mở rộng cơ sở hạ tầng hydro xanh sẽ tạo ra việc làm trên nhiều lĩnh vực kinh tế của Hoa Kỳ, từ sản xuất năng lượng đến các ứng dụng công nghiệp. Hơn nữa, một lĩnh vực hydro xanh mạnh mẽ có thể củng cố tiềm năng xuất khẩu của Hoa Kỳ, đặc biệt là sang Châu Âu và Châu Á, khi họ tìm kiếm các nhà cung cấp đáng tin cậy về hydro carbon thấp và các sản phẩm dựa trên hydro như amoniac. Ví dụ, chiến lược REPowerEU của EU đặt ra mục tiêu sản xuất 10 mmt và nhập khẩu 10 mmt hydro sạch vào năm 2030.15 Với nguồn khí đốt tự nhiên dồi dào, giá rẻ và khả năng CCS tiên tiến, Hoa Kỳ đang ở vị thế thuận lợi để đáp ứng nhu cầu này bằng cách xuất khẩu hydro xanh và amoniac xanh—củng cố vai trò là nhà cung cấp năng lượng toàn cầu thống trị của mình.
Phương pháp
Báo cáo này tìm cách ước tính tác động kinh tế tiềm tàng của việc mở rộng quy mô ngành hydro xanh tại Hoa Kỳ trong mười năm tới bằng cách sử dụng dữ liệu về tổng công suất sản xuất đã công bố và phân tích chi tiêu theo dự án. Bằng cách lập mô hình các khoản đầu tư tiềm năng sử dụng mô hình Phân tích tác động để lập kế hoạch (IMPLAN), phân tích ước tính chuỗi cung ứng trực tiếp, gián tiếp và tác động hạ nguồn từ việc xây dựng và vận hành dự kiến của các dự án hydro xanh đã công bố.16,17 Mô hình IMPLAN được các chính phủ, học viện và khu vực tư nhân sử dụng rộng rãi để ước tính tác động của các hoạt động kinh tế—chẳng hạn như đầu tư vào cơ sở hạ tầng—đối với việc làm, thu nhập, sản lượng, GDP và doanh thu thuế. Mô hình sử dụng phân tích đầu vào-đầu ra (“IO”) để ước tính cách chi tiêu trong một ngành ảnh hưởng đến phần còn lại của nền kinh tế.
Ước tính sản lượng và chi phí của các nhà máy hydro xanh lam đã công bố
Ước tính về năng lực sản xuất hydro xanh lam trong tương lai dựa trên dữ liệu công khai từ cơ sở dữ liệu dự án hydro của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (“IEA”) và thông cáo báo chí từ các dự án.18
Chi phí thiết bị và vật liệu cho các cơ sở sản xuất hydro mới được lấy từ nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Công nghệ Năng lượng Quốc gia (NETL) có tiêu đề So sánh các Công nghệ Sản xuất Hydro Hóa thạch Hiện đại Thương mại. Nghiên cứu này cung cấp dữ liệu chi phí cấp thành phần cho các dự án hydro xanh được sử dụng để tính tổng vốn đầu tư và chi phí hoạt động trong mỗi tiểu bang có các cơ sở hydro xanh đã công bố.19 Theo NETL, các ước tính chi phí này là thận trọng vì chúng không bao gồm các khoản phí bảo hiểm chi phí liên quan đến việc phát triển các công nghệ mới nổi.
Nghiên cứu này xem xét hai kịch bản bao quát về tác động kinh tế. Kịch bản đầu tiên hoàn toàn dựa trên ước tính chi phí do NETL cung cấp để dự báo khoản đầu tư trong tương lai vào các cơ sở hydro xanh. Kịch bản thứ hai dựa trên chi phí đã công bố cho một dự án thực tế trong giai đoạn phát triển nâng cao. Trong mỗi kịch bản, hai độ nhạy được mô hình hóa để đánh giá phạm vi lợi ích có thể khác nhau như thế nào theo các quan điểm thay thế về hàm lượng trong nước có trong thiết bị nhà máy chuyên dụng. Các độ nhạy này lần lượt khám phá mức hàm lượng trong nước là 50% và 70%.
Nghiên cứu NETL cung cấp chi tiêu ước tính cho từng thành phần của dự án như máy bơm, máy nén và đường ống. Chi tiêu được phân bổ cho các lĩnh vực IMPLAN phù hợp (như sản xuất máy bơm) để mô hình hóa toàn bộ lợi ích kinh tế của việc xây dựng và vận hành các cơ sở sản xuất hydro xanh trên toàn bộ nền kinh tế Hoa Kỳ, vượt xa các công việc được tạo ra để trực tiếp xây dựng và vận hành các nhà máy.
Kết quả chính
Xây dựng
Việc thiết kế, xây dựng và sản xuất thiết bị cho các nhà máy hydro xanh lam sẽ hỗ trợ từ 29.000 đến 79.000 việc làm trung bình hàng năm từ năm 2025 đến năm 2035. Phạm vi này được thúc đẩy bởi mức độ hàm lượng trong nước và khoản đầu tư cần thiết để phát triển công suất sản xuất hydro xanh 9,8 mmtpa.
Hình 1 – Việc làm trung bình hàng năm trong giai đoạn xây dựng (2025-2035)
Như thể hiện trong Hình 2, tác động kinh tế của hydro xanh sẽ tập trung ở các tiểu bang vùng Vịnh là Texas và Louisiana, với khoảng 18.000 việc làm được hỗ trợ hàng năm trên cả hai tiểu bang trong giai đoạn xây dựng. Những kết quả này được thúc đẩy bởi sự phân bổ các dự án đã công bố, với khoảng 80% công suất được công bố tại hai tiểu bang này. Dự kiến sẽ có nhiều dự án hydro hơn được công bố trong tương lai, đặc biệt là khi "Các trung tâm hydro sạch khu vực" phát triển.20 Cơ sở hạ tầng vững chắc cho khí đốt tự nhiên, hydro và amoniac dọc theo Bờ biển Vịnh giải thích thêm về sự quan tâm đến việc phát triển hydro xanh trong khu vực.
Thêm 18.000 việc làm tại Hoa Kỳ sẽ được hỗ trợ hàng năm bởi các ngành sản xuất thiết bị và vật liệu chuyên dụng cần thiết để xây dựng các nhà máy hydro xanh lam. Những tác động này không được phân bổ cho các tiểu bang cụ thể vì không rõ chuỗi cung ứng cho các thành phần của nhà máy hydro xanh sẽ phát triển ở đâu. Nếu các cơ sở sản xuất này được xây dựng gần các nhà máy hydro xanh lam được đề xuất, các tiểu bang được đề cập trong báo cáo này sẽ thấy tác động kinh tế lớn hơn.
Hình 2 – Việc làm trung bình hàng năm trong giai đoạn xây dựng theo tiểu bang, Kịch bản trung bình
Như thể hiện trong Hình 3, các ngành xây dựng và dịch vụ chuyên nghiệp (bao gồm kỹ thuật và thiết kế) hỗ trợ nhiều việc làm trung bình hàng năm nhất trong quá trình xây dựng nhà máy, tiếp theo là sản xuất máy móc và dịch vụ kinh doanh.
Hình 3 – Việc làm trung bình hàng năm trong giai đoạn xây dựng theo ngành, Kịch bản trung bình
Ngoài số lượng việc làm đáng kể được hỗ trợ, Hình 4 nhấn mạnh rằng việc xây dựng sản xuất hydro xanh và cơ sở hạ tầng hỗ trợ dự kiến sẽ tạo ra từ 7 đến 19 tỷ đô la sản lượng kinh tế, tùy thuộc vào kịch bản. Chúng cũng sẽ đóng góp từ 4 đến 10 tỷ đô la vào GDP, hỗ trợ 2 đến 7 tỷ đô la thu nhập lao động và tạo ra 2 đến 3 tỷ đô la thuế liên bang, tiểu bang và địa phương mỗi năm.
Hình 4 – Tác động kinh tế trung bình hàng năm của giai đoạn xây dựng
Hoạt động
Sau khi đi vào hoạt động, các cơ sở sản xuất hydro xanh lam sẽ tiếp tục hỗ trợ hoạt động kinh tế trực tiếp đáng kể tại các nhà máy, gián tiếp thông qua các nhà cung cấp bậc một trong chuỗi cung ứng và thông qua việc tăng chi tiêu của người tiêu dùng. Như thể hiện trong Hình 5, 9,8 mmtpa các nhà máy hydro xanh đang hoạt động sẽ hỗ trợ hơn 62.200 việc làm thường xuyên.21
Hình 5 – Việc làm hàng năm trong giai đoạn hoạt động, Kịch bản trung bình
Như thể hiện trong Hình 6, khoảng 55.000 việc làm thường xuyên sẽ được hỗ trợ tại các tiểu bang có công suất sản xuất hydro xanh lam đã công bố, dẫn đầu là Texas và Louisiana. Con số này chiếm khoảng 88% tổng số việc làm được hỗ trợ trong giai đoạn hoạt động. 12% còn lại thường nằm trong chuỗi cung ứng cho thiết bị chuyên dụng. Phân bố địa lý của các công việc có thể thay đổi khi các dự án hydro xanh bổ sung được công bố hoặc địa điểm dự án thay đổi. Ví dụ, các địa điểm tiềm năng cho từng dự án tại các trung tâm hydro khu vực như trung tâm ARCH2, bao gồm Tây Virginia, Ohio và Pennsylvania, vẫn đang được đánh giá.22
Sản xuất hydro xanh cũng có thể hỗ trợ hơn 22 tỷ đô la cho sản lượng kinh tế, đóng góp 12 tỷ đô la vào GDP, hỗ trợ 6 tỷ đô la cho thu nhập lao động và tạo ra gần 3 tỷ đô la thuế liên bang, tiểu bang và địa phương mỗi năm.
Hình 7 – Tác động kinh tế của hoạt động hàng năm, Kịch bản trung bình
Khí thiên nhiên
Ngành công nghiệp hydro xanh lam đang phát triển mạnh mẽ của Hoa Kỳ cũng sẽ tạo ra một thị trường mới và nguồn cầu ổn định cho khí thiên nhiên của Hoa Kỳ. Điều này sẽ củng cố các nhà sản xuất khí thiên nhiên trong nước, hỗ trợ việc làm trong cơ sở hạ tầng khai thác và đường ống, đồng thời đảm bảo liên kết liên tục giữa năng lượng Hoa Kỳ và các nhà sản xuất công nghiệp chính.
Tổng nhu cầu khí đốt tự nhiên từ các nhà máy hydro xanh lam đã công bố dự kiến sản xuất 9,8 mmtpa hydro (1.614 bcf) tương đương với 4% tổng sản lượng khí đốt tự nhiên của Hoa Kỳ vào năm 2024, 37.779 tỷ feet khối ("bcf"). Để so sánh, toàn bộ khu vực dân cư của Hoa Kỳ đã tiêu thụ khoảng 14% (4.480 bcf) tổng sản lượng vào năm 2023.23,24
Mua khí đốt tự nhiên để làm nhiên liệu cho sản xuất hydro xanh lam có thể kích thích tăng trưởng việc làm trong toàn bộ chuỗi cung ứng khí đốt tự nhiên, từ khai thác đến phân phối đường ống. Những công việc này sẽ tạo ra thêm việc làm thông qua việc tăng chi tiêu của người tiêu dùng. Trong số 62.200 việc làm thường xuyên có thể được hỗ trợ bởi hoạt động của nhà máy hydro xanh hàng năm, hơn 28.000 việc làm sẽ được tạo ra trong ngành khí đốt tự nhiên.
Hình 8 – Việc làm được hỗ trợ bởi việc mua khí đốt tự nhiên
Mục đích sử dụng cuối cùng của hydro xanh lam
Bên cạnh những lợi thế của việc sản xuất hydro xanh lam, nhiều ngành công nghiệp trong nước sẽ được hưởng lợi từ chuỗi cung ứng hydro xanh lam an toàn, ổn định của Mỹ. Dựa trên phân tích các dự án đã công bố và đánh giá các nghiên cứu có sẵn công khai về nhu cầu hydro tiềm năng, báo cáo này xác định bốn ngành công nghiệp sẽ được hưởng lợi từ việc mở rộng sản xuất hydro xanh lam: sản xuất phân bón, lọc dầu, sản xuất thép và vận tải xe tải hạng nặng.25 Khoảng hai phần ba công suất sản xuất hydro xanh lam hiện đã công bố sẽ được sử dụng để sản xuất amoniac, nguyên liệu đầu vào chính cho phân bón. Công suất hydro xanh lam còn lại (“hydro xanh linh hoạt”) được sử dụng miễn phí trong một số ngành công nghiệp và quy trình sản xuất.
Hình 9 – Phân bổ giả định về mục đích sử dụng cuối cùng của hydro xanh lam (% hydro xanh linh hoạt)
Phân bón
Sản xuất phân bón gốc amoniac, phụ thuộc vào hydro làm nguyên liệu đầu vào, là nguyên liệu đầu vào thiết yếu cho sản xuất nông nghiệp. Ước tính 88% amoniac được sản xuất tại Hoa Kỳ được sử dụng để sản xuất phân bón.26 Là một ngành công nghiệp quan trọng, sản xuất phân bón của Hoa Kỳ hỗ trợ hơn 85.000 việc làm trên cả nước thông qua các tác động trực tiếp, gián tiếp và tác động cảm ứng.27
Trung Quốc là quốc gia dẫn đầu toàn cầu về sản xuất amoniac. Năm 2024, Trung Quốc sản xuất 46 mmt, so với 14 mmt của Hoa Kỳ.28 Tuy nhiên, sản lượng amoniac được công bố của Hoa Kỳ từ hydro xanh lam đạt tổng cộng 36 mmtpa, cao gấp đôi tổng nhu cầu năm 2024 của Hoa Kỳ.29 Ngay cả khi nhu cầu trong nước tăng trưởng ổn định, thì thặng dư lớn này sẽ cho phép các nhà sản xuất phân bón của Hoa Kỳ tăng xuất khẩu quốc tế và thay thế sản xuất amoniac từ than ít hiệu quả về carbon hơn tại Trung Quốc, đồng thời đảm bảo khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng nông nghiệp của Hoa Kỳ.
Lọc dầu
Hydro là thành phần thiết yếu của quá trình lọc dầu, một ngành công nghiệp quan trọng đối với sản xuất trong nước và xuất khẩu năng lượng của Hoa Kỳ. Việc tăng cường chuỗi cung ứng hydro xanh lam sẽ nâng cao khả năng phục hồi của ngành công nghiệp này, giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng đầu vào từ nước ngoài và đảm bảo khả năng cạnh tranh toàn cầu liên tục của hoạt động xuất khẩu nhiên liệu của Hoa Kỳ.
Các nhà máy lọc dầu sử dụng hydro để hydrocracking, chuyển đổi khí có giá trị thấp hơn thành các sản phẩm có giá trị cao như xăng, nhiên liệu phản lực và dầu diesel; và hydrotreating, giúp nâng cao hơn nữa các sản phẩm dầu mỏ bằng cách loại bỏ lưu huỳnh và các tạp chất khác. Vào năm 2023, các nhà máy lọc dầu của Hoa Kỳ yêu cầu hơn 80.000 thùng hydro mỗi năm để hydrocracking và hydrotreating.30
Với các dự án hydro xanh lam đã được lên kế hoạch, Hoa Kỳ có cơ hội đảm bảo nguồn cung cấp hydro đa dạng và đáng tin cậy hơn cho các nhà máy lọc dầu. Chỉ với một nửa lượng hydro xanh linh hoạt đã được lên kế hoạch, các nhà sản xuất có thể cung cấp tới 17% nhu cầu hydro từ các nhà máy lọc dầu trong nước. Ngoài tác động đến an ninh năng lượng, việc mở rộng sản xuất hydro xanh cũng sẽ thúc đẩy tạo việc làm và tăng trưởng kinh tế. Ngành lọc dầu sử dụng trực tiếp gần 66.000 người Mỹ và hỗ trợ thêm 2,5 triệu việc làm thông qua các tác động gián tiếp và tác động được tạo ra.31
Vận tải
Hydro xanh lam cung cấp nguồn năng lượng khả thi, ít phát thải cho vận tải đường bộ, phù hợp với nhu cầu hoạt động của ngành. Nếu 40% lượng hydro xanh linh hoạt được phân bổ cho xe tải thông qua xe điện chạy bằng pin nhiên liệu hydro (“FCEV”), thì lượng hydro này có thể cung cấp năng lượng cho khoảng 3% tổng số dặm đường do xe tải đơn và xe tải kết hợp chạy vào năm 2022, thể hiện một bước tiến có ý nghĩa hướng tới việc tích hợp hydro vào ngành nhiên liệu vận tải.
Ngành vận tải bằng xe tải của Hoa Kỳ, nền tảng của chuỗi cung ứng công nghiệp và thương mại trong nước, hỗ trợ khoảng 2,5 triệu việc làm trực tiếp và thêm 4 triệu việc làm thông qua các tác động gián tiếp và tác động được tạo ra.32 Bằng cách hỗ trợ đa dạng hóa hỗn hợp nhiên liệu cho xe tải đường dài, hydro xanh lam có thể giúp ngành vận tải mạnh mẽ hơn trước tình trạng gián đoạn nguồn cung. Ngoài ra, với tư cách là nhiên liệu phát thải thấp được sản xuất trong nước, hydro xanh tăng cường an ninh năng lượng của Hoa Kỳ đồng thời hỗ trợ khả năng cạnh tranh của ngành.
Thép
Sản xuất thép là trụ cột quan trọng của nền kinh tế Hoa Kỳ, hỗ trợ gần 1 triệu việc làm thông qua các tác động kinh tế trực tiếp, gián tiếp và được thúc đẩy.33 Đảm bảo khả năng phục hồi của ngành này đòi hỏi nguồn cung thép trong nước ổn định và cạnh tranh, ngay cả khi động lực thị trường toàn cầu chuyển sang sản xuất thép cacbon có hàm lượng thấp.34 Mở rộng chuỗi cung ứng hydro xanh lam sẽ củng cố ngành thép Hoa Kỳ, duy trì việc làm trong ngành sản xuất và nâng cao vị thế của quốc gia này trong thương mại quốc tế.
Hydro làm giảm lượng khí thải từ quá trình sản xuất thép bằng cách phản ứng với quặng sắt để tạo ra sắt khử trực tiếp (“DRI”) và hơi nước. DRI được tinh chế trong lò hồ quang điện để tạo ra thép cacbon có hàm lượng thấp. Quy trình này đóng vai trò thay thế cho các phương pháp lò cao truyền thống, sản xuất carbon thông qua việc sử dụng than. Chỉ 10% công suất hydro xanh linh hoạt theo kế hoạch có thể hỗ trợ khoảng 4% sản lượng thép của Hoa Kỳ thông qua quy trình DRI.
Trên bình diện quốc tế, nhu cầu về thép các-bon có hàm lượng cacbon thấp dự kiến sẽ tăng lên 30% tổng thị trường vào năm 2050.35 Trung Quốc đang định vị mình để cạnh tranh trong lĩnh vực này, nhanh chóng mở rộng năng lực sản xuất thép các-bon có hàm lượng cacbon thấp.36 Việc mở rộng quy mô sản xuất thép của Hoa Kỳ bằng cách sử dụng hydro xanh sẽ nâng cao khả năng cạnh tranh toàn cầu của các nhà sản xuất thép Hoa Kỳ, định vị họ là nhà cung cấp được ưa chuộng và giúp đảm bảo tiếp cận các thị trường xuất khẩu ngày càng ưu tiên hàng hóa có hàm lượng cacbon thấp.
Kết luận
Việc giải phóng tiềm năng của hydro xanh lam với khoản tín dụng thuế sản xuất 45V sẽ mở rộng sự thống trị năng lượng của Hoa Kỳ bằng cách tạo ra một sản phẩm đáng tin cậy, phát thải thấp từ khí đốt tự nhiên được sản xuất trong nước. Ngành công nghiệp này sẽ hỗ trợ hàng chục nghìn việc làm cho người Mỹ và củng cố vị thế toàn cầu của Hoa Kỳ là quốc gia xuất khẩu năng lượng hàng đầu. Bằng cách tận dụng khoản tín dụng thuế sản xuất 45V, ngành hydro xanh có thể củng cố vị thế dẫn đầu về năng lượng của Hoa Kỳ, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế thông qua việc tạo việc làm và tăng cường cả an ninh chuỗi cung ứng trong nước và sự thống trị năng lượng toàn cầu.
Các ngành công nghiệp trong nước quan trọng như sản xuất phân bón, lọc dầu, vận tải hạng nặng và sản xuất thép có thể sử dụng hydro làm đầu vào chính. Ngành công nghiệp hydro xanh của Mỹ không chỉ cung cấp an ninh chuỗi cung ứng cho các ngành công nghiệp này mà còn tạo ra cơ hội xuất khẩu sản lượng dư thừa cho các đối tác thương mại đáng tin cậy.
Khoản tín dụng thuế 45V không chỉ là khoản đầu tư vào năng lượng; mà còn là khoản đầu tư vào sức mạnh kinh tế, vị thế dẫn đầu trong ngành công nghiệp và khả năng cạnh tranh toàn cầu lâu dài của Hoa Kỳ. Nếu không có khoản tín dụng này, Hoa Kỳ có nguy cơ nhường chỗ cho các đối thủ cạnh tranh quốc tế đang tích cực thúc đẩy ngành công nghiệp hydro của họ. Bằng cách hành động quyết đoán ngay bây giờ, các nhà hoạch định chính sách có thể đảm bảo rằng hydro xanh mang lại lợi ích kinh tế và chiến lược trong nhiều thập kỷ tới.
Phụ lục
[1] Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Sản xuất hydro: Cải cách khí đốt tự nhiên (liên kết)
[2] Máy điện phân là một công nghệ khác có thể được sử dụng để sản xuất hydro sạch bằng cách sử dụng điện để phân tách nước thành hydro và oxy.
[3] CSIS, Chiến lược hydro của Trung Quốc (liên kết)
[4] Ước tính dựa trên phân tích dữ liệu từ IEA.
[5] Giả sử mật độ năng lượng hydro là 120MJ/kg, hiệu suất chuyển đổi điện là 60% và mức tiêu thụ điện trung bình của hộ gia đình Hoa Kỳ là 10.791kWh/năm.
[6] Số liệu việc làm từ thư viện dữ liệu gần đây nhất của IMPLAN.
[7] Ibid.
[8] 26 USC 45V: Tín dụng cho sản xuất hydro sạch (liên kết)
[9] McKinsey & Company, Triển vọng năng lượng toàn cầu 2023: Triển vọng hydro (liên kết)
[10] Ibid.
[11] Inuwa, H., Con đường phía trước, Vai trò của hydro trong quá trình khử cacbon công nghiệp: Chuyển đổi nhà máy lọc dầu, sản xuất phân bón và hoạt động năng lượng (liên kết)
[12] Carbon tích hợp biểu thị tổng lượng khí thải carbon thải ra trong suốt vòng đời của vật liệu, bao gồm khai thác nguyên liệu thô, sản xuất, vận chuyển, sử dụng và thải bỏ.
[13] IEA, cơ hội hydro của Trung Quốc và CCUS (liên kết)
[14] CSIS, Chiến lược hydro của Trung Quốc (liên kết)
[15] Ủy ban Châu Âu, Hydro (liên kết)
[16] IMPLAN, Giới thiệu về Phân tích kinh tế (liên kết).
[17] IMPLAN mô hình hóa các tác động trực tiếp (việc làm được hỗ trợ trong ngành đó), các tác động gián tiếp (việc làm được hỗ trợ trong toàn bộ chuỗi cung ứng của ngành đó) và các tác động gián tiếp (việc làm được tạo ra do chi tiêu cho các việc làm được hỗ trợ trực tiếp và gián tiếp).
[18] IEA, Cơ sở dữ liệu dự án sản xuất và cơ sở hạ tầng hydro (liên kết)
[19] Phòng thí nghiệm công nghệ năng lượng quốc gia, So sánh các công nghệ sản xuất hydro thương mại, hiện đại, dựa trên hóa thạch (liên kết)
[20] Bộ năng lượng Hoa Kỳ, Trung tâm hydro sạch khu vực (liên kết)
[21] Các giá trị trung bình của kịch bản được trình bày trong Lỗi! Không tìm thấy nguồn tham khảo. vì sự khác biệt về tác động việc làm giữa các kịch bản có 50% và 70% nội dung sản xuất trong nước là không đáng kể.
[22] ARCH2, Câu hỏi thường gặp (liên kết)
[23] EIA, Sản xuất khí thiên nhiên khô (liên kết)
[24] EIA, Sử dụng khí thiên nhiên (liên kết)
[25] Carbon tích hợp biểu thị tổng lượng khí thải carbon thải ra trong suốt vòng đời của vật liệu, bao gồm khai thác nguyên liệu thô, sản xuất, vận chuyển, sử dụng và thải bỏ.
[26] EPA, Chuỗi cung ứng amoniac khan (liên kết)
[27] Theo phân tích đóng góp của ngành IMPLAN đối với lĩnh vực sản xuất phân đạm.
[28] USGS, 2025 Mineral Commodity Summaries – NITROGEN (FIXED)-AMMONIA (link)
[29] 36,2MMT sản xuất / 15,0 MMT tiêu thụ (link) = 241%
[30] EIA, Đầu vào hydro ròng của Nhà máy lọc dầu và pha trộn Hoa Kỳ (link)
[31] Theo phân tích đóng góp của ngành IMPLAN đối với lĩnh vực lọc dầu.
[32] Theo phân tích đóng góp của ngành IMPLAN đối với lĩnh vực vận tải bằng xe tải.
[33] Theo phân tích đóng góp của ngành IMPLAN đối với lĩnh vực nhà máy thép.
[34] Carbon tích hợp biểu thị tổng lượng khí thải carbon thải ra trong suốt vòng đời của vật liệu, bao gồm khai thác, sản xuất, vận chuyển, sử dụng và thải bỏ nguyên liệu thô.
[35] Watari, T và McLellan, B, Nhu cầu toàn cầu về thép xanh gốc hydro: Thông tin chi tiết từ 28 kịch bản (liên kết)
[36] Transition Asia, Liệu Trung Quốc có giành chiến thắng trong cuộc đua thép xanh? (liên kết)
