Tim Harper (Anh Quốc, phần 2): Pin điện làm xương sống năng lượng, hydro giữ vai trò trụ cột trong công nghiệp nặng
Tác giả: Tim Harper – Oxford, Anh, tháng 11/2025
Theo phân tích chuyên sâu của chuyên gia năng lượng người Anh Tim Harper, pin điện và hydro không còn là đối thủ trong quá trình khử carbon mà là hai công nghệ bổ sung, mỗi công nghệ đảm nhận một vai trò riêng trong cấu trúc năng lượng tương lai.
Pin điện – Giải pháp cho năng lượng thường nhật
Công nghệ pin điện hiện đã trưởng thành, hiệu suất cao và dễ mở rộng quy mô, phù hợp nhất cho:
-
Các lĩnh vực yêu cầu công nghệ đã được kiểm chứng
-
Nhu cầu năng lượng ổn định và có thể dự đoán
-
Hạ tầng điện sẵn có, dễ điều chỉnh
-
Chu kỳ vận hành thường xuyên, tận dụng hiệu suất khứ hồi cao
Nhờ vậy, pin điện chiếm ưu thế trong xe chở khách, xe buýt đô thị, xe thương mại hạng nhẹ, sưởi ấm dân dụng, nhiệt công nghiệp thấp và lưu trữ năng lượng lưới điện.
Hydro – Giải pháp cho lĩnh vực khó khử carbon
Hydro phù hợp nhất trong các ứng dụng đòi hỏi:
-
Mật độ năng lượng cao, giới hạn trọng lượng hoặc không gian
-
Thời gian vận hành dài vượt khả năng pin hiện nay
-
Nhiệt độ cực cao >1.000°C
-
Vai trò nguyên liệu hoặc chất khử trong công nghiệp hóa chất và luyện kim
-
Tiếp nhiên liệu nhanh, giảm thời gian ngừng hoạt động
Các lĩnh vực tiêu biểu gồm sản xuất hóa chất, nhiệt công nghiệp cao, luyện thép, vận tải biển sâu, và hàng không đường dài (SAF).
Bảng so sánh chi tiết khả năng ứng dụng pin và hydro đến năm 2030
| Lĩnh vực / Ứng dụng | Khả năng dùng pin | Khả năng dùng hydro | Mức độ trưởng thành (Pin) | Mức độ trưởng thành (Hydro) | Tính cạnh tranh chi phí | Lợi thế chính | Thị phần pin | Thị phần hydro |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Xe chở khách | Chiếm ưu thế | Hạn chế | Trưởng thành | Giai đoạn đầu | Pin | Hiệu suất, chi phí | 60–70% | <5% |
| Xe buýt đô thị | Chiếm ưu thế | Đang nổi | Trưởng thành | Thử nghiệm | Pin | Hiệu suất, chi phí | 40–50% | 5–10% |
| Xe thương mại nhẹ | Chiếm ưu thế | Hạn chế | Trưởng thành | Giai đoạn đầu | Pin | Hạ tầng, chi phí | 50–60% | <5% |
| Xe tải nặng (khu vực) | Cao | Trung bình | Đang phát triển | Thử nghiệm | Tương đương | Hiệu suất | 40–50% | 10–20% |
| Xe tải nặng (đường dài) | Trung bình | Cao | Giai đoạn đầu | Thử nghiệm | Tương đương | Tầm hoạt động | 5–15% | 25–35% |
| Đường sắt (đô thị/khu vực) | Cao | Trung bình | Đang phát triển | Thử nghiệm | Pin | Hạ tầng có sẵn | 30–40% | 10–15% |
| Đường sắt (đường dài) | Trung bình | Cao | Giai đoạn đầu | Thử nghiệm | Tương đương | Tầm hoạt động | 5–10% | 20–30% |
| Hàng không (đường ngắn) | Hạn chế | Trung bình (SAF) | Nghiên cứu | Nghiên cứu | Không rõ | Mật độ năng lượng | <1% | <5% |
| Hàng không (đường dài) | Không khả thi | Cao (SAF) | Nghiên cứu | Thử nghiệm | Hydro | Tầm bay | <1% | 15–20% |
| Vận tải biển (ven bờ) | Đang nổi | Trung bình | Thử nghiệm | Thử nghiệm | Không chắc | Tuyến ngắn | 10–20% | 15–25% |
| Vận tải biển (đại dương) | Hạn chế | Cao | Nghiên cứu | Thử nghiệm | Hydro | Năng lượng cao | <5% | 30–40% |
| Sưởi ấm dân dụng | Chiếm ưu thế | Hạn chế | Trưởng thành | Giai đoạn đầu | Pin | Hiệu suất, đơn giản | 80–90% | <5% |
| Nhiệt công nghiệp thấp (<200°C) | Chiếm ưu thế | Hạn chế | Trưởng thành | Giai đoạn đầu | Pin | Chi phí thấp | 70–80% | <10% |
| Nhiệt công nghiệp cao (>1.000°C) | Không khả thi | Cao | — | Thử nghiệm | Hydro | Nhiệt độ cao | <5% | 40–50% |
| Sản xuất thép | Không khả thi | Cao | — | Thử nghiệm | Hydro | Hoàn nguyên trực tiếp | <5% | 15–25% |
| Xi măng | Hạn chế | Cao | Nghiên cứu | Nghiên cứu | Không chắc | Sinh nhiệt cao | <5% | 10–20% |
| Hóa chất (amoniac/methanol) | Không khả thi | Chiếm ưu thế | — | Đang phát triển | Hydro | Nguyên liệu chính | <5% | 50–60% |
| Lưu trữ năng lượng lưới | Chiếm ưu thế | Hạn chế | Trưởng thành | Giai đoạn đầu | Pin | Hiệu suất cao | 90–95% | <5% |
| Phát điện dự phòng | Cao | Trung bình | Đang phát triển | Thử nghiệm | Tương đương | Ứng đáp nhanh | 60–70% | 15–25% |
| Xử lý vật liệu (xe nâng, v.v.) | Cao | Trung bình | Trưởng thành | Thử nghiệm | Tương đương | Nạp nhanh | 40–50% | 20–30% |
Tương lai bổ sung, không loại trừ
Đến năm 2030, pin điện sẽ chiếm ưu thế trong 10/20 lĩnh vực, còn hydro chiếm ưu thế trong 7 lĩnh vực, chỉ có 6 lĩnh vực giao thoa đáng kể. Harper nhấn mạnh rằng “pin điện sẽ điện khí hóa cuộc sống hằng ngày, còn hydro sẽ khử carbon cho những gì pin không thể chạm tới.”
Chính sách năng lượng cần:
-
Ưu tiên điện khí hóa cho giao thông, sưởi ấm và lưu trữ điện
-
Hỗ trợ có chọn lọc cho hydro trong các lĩnh vực khó khử carbon
-
Thiết lập tiêu chuẩn chứng nhận hydro carbon thấp
-
Đầu tư R&D song song cho cả hai công nghệ
Đây là lộ trình hợp lý nhất về mặt kỹ thuật và kinh tế, hướng tới mục tiêu khử carbon sâu và bền vững trên phạm vi toàn cầu.
