Trường hợp lưu trữ hydro ở trạng thái rắn trong việc giải quyết bộ ba bất khả thi về năng lượng

Trường hợp lưu trữ hydro ở trạng thái rắn trong việc giải quyết bộ ba bất khả thi về năng lượng

    Trường hợp lưu trữ hydro ở trạng thái rắn trong việc giải quyết bộ ba bất khả thi về năng lượng.

    Lớn lên ở Calcutta, tôi đã thấy tác động của tình trạng thiếu năng lượng đối với các cộng đồng có thu nhập thấp trong các chuyến thăm thường xuyên tới nhà ông bà tôi ở vùng nông thôn Ấn Độ, nơi điện chỉ mới có vào cuối những năm 2000. Trải nghiệm này cho tôi thấy việc thiếu năng lượng có thể ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe, giáo dục và cơ hội cho các cộng đồng có thu nhập thấp bị ảnh hưởng nặng nề bởi biến đổi khí hậu.

    Có hơn 900 triệu người ở châu Phi cận Sahara không được sử dụng điện. Bộ ba bất khả thi về năng lượng, đòi hỏi phải cân bằng tính bền vững, độ tin cậy và khả năng chi trả, là thách thức lớn nhất trong cuộc đời chúng ta. Sự gián đoạn , lưu trữ , tắc nghẽn truyền dẫn và hạn chế chuỗi cung ứng với việc mở rộng quy mô các nguồn năng lượng tái tạo chiếm ưu thế tiếp tục là những thách thức chính đối với quá trình khử cacbon.

    Hydrogen, nguyên tố nhẹ nhất, đóng một vai trò quan trọng trong việc giải quyết bộ ba bất khả thi về năng lượng. Trong khi các chính sách pháp lý , các nhà đầu tư và các nhà phát triển năng lượng tái tạo trên toàn cầu đang tập trung vào việc sản xuất hydro, phần cơ sở hạ tầng lưu trữ của phương trình vẫn chưa được giải quyết.

    Khi nhiều mỏ tự nhiên và hydro vàng kỹ thuật sinh học được phát hiện và phát triển, nhu cầu lưu trữ sẽ chỉ tăng lên. Các khoản đầu tư bổ sung vào cơ sở hạ tầng lưu trữ hydro có thể tăng khả năng thâm nhập năng lượng tái tạo và mở ra các tuyến thương mại toàn cầu. Nó cũng có thể khử cacbon cho các ngành công nghiệp nặng và vận tải đường dài, chiếm hơn 40% lượng khí thải carbon dioxide toàn cầu.

    Khoảng 59 tỷ đô la đã được đầu tư vào các công ty khởi nghiệp công nghệ khí hậu vào năm 2022, trong đó 48% dành cho phương tiện di động, vốn chỉ chịu trách nhiệm cho 15% lượng khí thải nhà kính toàn cầu. Chưa đến 1% (270 triệu đô la) được đầu tư vào lưu trữ hydro ở trạng thái rắn, dạng lưu trữ hydro đậm đặc năng lượng nhất. Chính phủ và các nhà đầu tư trên khắp thế giới đã khuyến khích và đầu tư mạnh mẽ vào các công nghệ sản xuất hydro.

    Do đó, chi phí hydro xanh dự kiến ​​sẽ giảm nhanh chóng trong thập kỷ tới. Điều này sẽ tạo ra nhu cầu đáng kể về vận chuyển, thương mại hiệu quả và quan trọng nhất là lưu trữ.

    Chúng ta cần đầu tư công và tư nhân nhiều hơn vào các công nghệ lưu trữ hydro ở trạng thái rắn nếu chúng ta muốn tránh tắc nghẽn , tăng cường khả năng phục hồi và mở ra nền kinh tế hydro trung hòa carbon trị giá 11 nghìn tỷ đô la .

    Hydro có thể lưu trữ năng lượng hiệu quả hơn nhiều so với các điện tử và có thể vận chuyển năng lượng trên một khoảng cách dài, giống như các loại nhiên liệu thông thường như dầu mỏ, khí đốt tự nhiên và than đá. Năng lượng dư thừa hoặc không kinh tế thường bị bùng phát , bị cắt giảm khi không có kho năng lượng, hoặc tệ hơn là không được phát triển do hàng đợi kết nối dài.

    Lưu trữ và vận chuyển hydro hiệu quả có thể nâng cao sự thịnh vượng của con người trên toàn cầu bằng cách khai thác tiềm năng kinh tế bị lãng phí hoặc chưa được khai thác của các nguồn năng lượng bị mắc kẹt. Tuy nhiên, hydro có mật độ năng lượng rất thấp , điều đó có nghĩa là chúng ta cần nhiều thể tích hydro hơn LNG (khí tự nhiên hóa lỏng) và xăng để tạo ra cùng một lượng năng lượng.

    Hầu hết các phương pháp lưu trữ hydro phổ biến, bể chứa khổng lồ đắt tiền hoặc vòm muối hạn chế về mặt địa lý ở dưới bề mặt, thu hút nhiều khoản đầu tư nhất. Các công nghệ lưu trữ hydro (XH) ở trạng thái rắn có thể lưu trữ và vận chuyển lượng hydro gấp ba lần theo cách rẻ hơn, do đó cần đầu tư nhiều hơn.

    Các công nghệ XH tiên tiến, chẳng hạn như các công nghệ do Electriq và Hydrexia phát triển , có thể cách mạng hóa việc vận chuyển hydro quốc tế đường dài, mở ra hàng trăm tỷ đô la thương mại quốc tế. 

    Sử dụng hydro để lưu trữ năng lượng trong thời gian dài rẻ hơn so với các công nghệ thay thế. Lưu trữ hydro cũng có thể cung cấp tính linh hoạt của lưới điện và lưu trữ năng lượng tái tạo dư thừa để sử dụng trong thời gian nhu cầu cao nhất.

    Mặc dù pin rất phù hợp để lưu trữ năng lượng trong thời gian ngắn, nhưng hydro và các dẫn xuất của nó (như metan và amoniac) phù hợp hơn để lưu trữ năng lượng trong thời gian dài như trong biểu đồ bên dưới. Lưu trữ năng lượng trong nhiều tuần và thậm chí nhiều tháng nâng cao vai trò quan trọng của hydro đối với an ninh và độ tin cậy của năng lượng.

    Các công ty như GKN Hydrogen và H2GO Powe r ở Châu Âu và LAVO ở Úc đang sử dụng công nghệ XH để đi tiên phong trong việc lưu trữ năng lượng trong thời gian dài. Tại Hoa Kỳ, FuelX , Green Fortress Engineering và Harnyss đang phát triển các hệ thống XH với các ứng dụng linh hoạt từ quân sự đến hàng không.

    Mặc dù hầu hết các VC có truyền thống tránh xa vì tính chất thâm dụng vốn của các doanh nghiệp này, nhưng tác động to lớn và con hào kỹ thuật sẵn có của các doanh nghiệp này có thể dẫn đến khả năng rút lui cao hơn nhiều so với các công ty phần mềm công nghệ khí hậu. Một ưu điểm khác của công nghệ XH so với pin là loại kim loại được sử dụng.

    Lithium, nguyên tố chính trong hầu hết các loại pin, có nguồn cung hạn chế , yêu cầu cao về nước và được xử lý chủ yếu ở Trung Quốc, nơi chủ yếu sử dụng than đá và các nguồn năng lượng sử dụng nhiều carbon khác. Mặt khác, hầu hết các nguyên tố phổ biến, như magie, natri, kali và silic, được sử dụng trong các công nghệ XH, không được sử dụng rộng rãi trong các công nghệ chuyển đổi năng lượng khác, và do đó có khả năng thiếu hụt thấp hơn.

    lưu trữ hydro trạng thái rắn

    Hydro, với các luồng gió điều tiết toàn cầu, sẵn sàng đóng vai trò quan trọng như một chất mang năng lượng hướng tới việc giải quyết bộ ba bất khả thi về năng lượng. Chúng ta sẽ cần lưu trữ và vận chuyển hydro một cách hiệu quả để khai thác hết tiềm năng kinh tế của nó như một loại hàng hóa và khử cacbon cho các ngành công nghiệp nặng trong quá trình này. Đầu tư vào các công nghệ năng lượng sáng tạo và bền vững, chẳng hạn như lưu trữ hydro ở trạng thái rắn, không chỉ có ý nghĩa kinh tế mà còn là một bước quan trọng hướng tới một tương lai bền vững hơn.

    Giới thiệu về Ritabrata:

    Chia sẻ:

    Zalo
    Hotline