Úc cần nhiều nước hơn để dẫn đầu về hydro xanh
Để sản xuất hydro xanh, điện từ nguồn tái tạo được sử dụng để phân tách các phân tử nước – H₂O – thành hydro và oxy. Ảnh: Shutterstock
Úc có vị trí thuận lợi để trở thành quốc gia dẫn đầu toàn cầu về sản xuất hydro xanh. Hydro xanh được sản xuất bằng nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời hoặc gió. Là một chất thay thế cho nhiên liệu hóa thạch, nó sẽ giúp đáp ứng nhu cầu năng lượng tái tạo ngày càng tăng.
Tuy nhiên, nước chất lượng cao là cần thiết để sản xuất hydro. Nguồn cung cấp nước chất lượng cao cũng phải được đảm bảo trong tương lai để hỗ trợ nông nghiệp, công nghiệp, thành phố, thị trấn và cộng đồng của chúng ta. Biến đổi khí hậu và gia tăng dân số sẽ gia tăng áp lực đối với các nguồn cung cấp này.
Thảo luận cộng đồng là cần thiết để xác định nước để sản xuất hydro sẽ đến từ đâu. Chúng ta cần đảm bảo rằng ngành công nghiệp đang phát triển này không gây bất lợi cho những người sử dụng nước khác, như chúng ta đã thảo luận trong sách trắng mới của mình.
Ngành công nghiệp hydro xanh có vẻ sẽ bùng nổ
Hydro xanh có khả năng thay thế một phần xăng và dầu diesel cho các phương tiện lớn như xe tải và máy móc hạng nặng khi Úc chuyển sang nền kinh tế trung hòa carbon. Nó có lợi thế là một loại nhiên liệu phù hợp cho các lĩnh vực như khai thác mỏ và vận tải đang gặp khó khăn trong việc giảm lượng khí thải.
Thị trường hydro xanh dự kiến sẽ phát triển nhanh chóng. Sản lượng năng lượng hydro ở Úc được ước tính sẽ vượt quá 100MW vào năm 2025. Hơn 90 dự án trị giá 250 tỷ đô la Úc đã được lên kế hoạch đầu tư.
Hầu hết nhu cầu về hydro trong thập kỷ này có thể là trong nước—để sản xuất hóa chất, quy trình công nghiệp và các mục đích sử dụng khác. Về lâu dài, dự kiến nhu cầu xuất khẩu chính sẽ đến từ Châu Á-Thái Bình Dương.
Đến năm 2040, chi phí sản xuất hydro xanh của Úc được dự đoán là thấp nhất trên thế giới. Quá trình điện phân, phân tách các phân tử nước thành hydro và oxy, sẽ là phương pháp chính để sản xuất ra loại hydro xanh này.
Chúng ta đang nói về bao nhiêu nước?
Lượng nước cần thiết để tạo ra hydro xanh khác nhau. Lượng nước cần thiết chính xác tùy thuộc vào công nghệ được sử dụng để sản xuất hydro, chất lượng nước và bất kỳ nhu cầu làm mát hoặc lọc nước nào.
Trung bình, một lít nước có thể tạo ra đủ hydro để cung cấp khoảng 10 megajoules năng lượng. Thế là đủ để đẩy một chiếc xe tải 50 tấn đi 15 mét.
Chính phủ trước đây của Úc dự đoán ngành công nghiệp hydro có thể trị giá 50 tỷ đô la Úc mỗi năm vào năm 2050. Ở quy mô đó, nó sẽ cần khoảng 225 tỷ lít (gigalit) nước. Mặc dù lượng đó gần bằng cư dân của một thành phố như Perth sử dụng trong một năm, nhưng nó chỉ chiếm khoảng 3% lượng nước được sử dụng cho nông nghiệp ở Úc trong năm 2020-21.
Có nhiều nguồn nước có thể. Nước mặt, nước ngầm và nước tái chế đều có sẵn trong đất liền. Các khu vực ven biển có nước biển vô tận, có thể khử muối để sản xuất hydro.
Nhưng có những sự đánh đổi bất cứ khi nào chúng ta phân bổ tài nguyên nước. Ở nhiều khu vực, lượng nước ngọt sẵn có được phân bổ đầy đủ cho các thị trấn, thành phố, nông nghiệp, công nghiệp và môi trường. Áp lực đối với nguồn cung cấp nước sẽ tăng lên khi dân số tăng lên và phần lớn nước Úc trở nên nóng hơn và khô hơn do biến đổi khí hậu.
Hơn nữa, hầu hết nước sẽ phải được xử lý để phù hợp cho việc sản xuất hydro. Việc xử lý có thể tốn kém và sử dụng thêm năng lượng, cũng như quá trình khử muối và bơm nước đi xa.
Việc không lập kế hoạch sử dụng nước có thể gây tốn kém
Các vấn đề hiện tại trong ngành công nghiệp khí cung cấp một câu chuyện cảnh báo. Giá khí đốt cao ở miền đông Australia có thể được coi là kết quả của việc không xem xét các tác động đối với khách hàng trong nước khi phát triển ngành xuất khẩu khí đốt.
Ngược lại, Tây Úc dự trữ đủ xăng cho người dùng trong nước. Do đó, giá của nó thuộc hàng thấp nhất trong OECD.
Một thất bại tương tự có thể xảy ra nếu các tập đoàn mua nước chất lượng cao để sản xuất hydro, làm giảm nguồn cung cấp cho mục đích nông nghiệp, sinh hoạt hoặc môi trường. Bắc Phi xuất khẩu một lượng đáng kể hydro xanh sang châu Âu, nhưng điều này đang gây tranh cãi vì tình trạng thiếu nước trong khu vực.
Tại Úc, sự cạnh tranh về nước sẽ ngày càng gay gắt do biến đổi khí hậu và nhu cầu liên tục từ nông nghiệp—72% lượng nước tiêu thụ quốc gia trong năm 2020-21—công nghiệp, khai thác mỏ, hộ gia đình và môi trường. Sử dụng nước uống được để sản xuất hydro có thể trái với mong đợi của cộng đồng.
Bạn phải cẩn thận để đảm bảo việc mở rộng ngành không ảnh hưởng xấu đến những người dùng khác. Điều này sẽ đặc biệt khó khăn ở Úc vì lượng mưa thay đổi nhiều so với tiêu chuẩn thế giới—không phải là tin mới đối với những người đã sống qua những năm hạn hán sau đó là mưa lũ gần đây.
Vì vậy, các giải pháp khả thi là gì?
Thách thức chính là sản xuất hydro với số lượng lớn theo cách tiết kiệm chi phí và bền vững.
Điều này có thể đạt được bằng cách lập kế hoạch hiệu quả cho sự phát triển của ngành. Sách trắng của chúng tôi xác định chính sách công và các vấn đề liên quan đến ngành do sự tăng trưởng này gây ra.
Chúng ta phải xác định các khu vực có khả năng
hỗ trợ sản xuất và lưu trữ hydro, tìm nguồn nước gần đó và tính toán khối lượng cần thiết. Sau đó, chúng ta phải phát triển các kế hoạch hỗ trợ những người sử dụng nước hiện tại đồng thời cung cấp giải pháp khả thi cho ngành công nghiệp hydro xanh.
Các nguồn thay thế như nước tái chế hoặc nước ngầm đã qua xử lý có thể là một phần của giải pháp đó. Thu hoạch nước từ nước thải công nghiệp và đô thị có thể là một yếu tố thay đổi cuộc chơi. Nó sẽ yêu cầu xử lý vừa phải nhưng ít ảnh hưởng hơn đối với những người sử dụng nước khác.
Chúng ta sẽ học hỏi được nhiều điều từ các chương trình thí điểm như Trạm dịch vụ năng lượng mới ở Geelong, nơi sẽ tạo ra hydro từ 100% nước tái chế.
Khi lập kế hoạch để vượt qua các thách thức, chúng tôi sẽ cần phát triển dữ liệu, thông tin và phân tích có liên quan để có được các cài đặt phù hợp.
Có thể tạo ra một ngành công nghiệp hydro xanh sôi động, bền vững và có lợi nhuận để hỗ trợ quá trình khử cacbon của các nền kinh tế Úc và toàn cầu, nhưng điều đó sẽ không xảy ra một cách tình cờ. Lập kế hoạch cẩn thận là điều cần thiết và các cộng đồng phải tham gia vào việc quyết định nguồn nước sẽ đến từ đâu và làm thế nào để tiếp cận nguồn nước đó.
