Vai trò tiềm năng của e-methane trong việc giảm phát thải được giải thích
Mục lục
Một giải pháp thay thế ít phát thải cho khí đốt tự nhiên?
Một mục tiêu đầy tham vọng cho e-methaneĐảm bảo e-methane sạch
Tạo ra nhu cầu là chìa khóa
Có lẽ rất ít điểm tương đồng giữa việc nấu ăn trong bếp trên Trái Đất và việc chuẩn bị bữa ăn trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Tuy nhiên, có một mối liên hệ đáng ngạc nhiên.
Một quy trình đằng sau công nghệ đang được sử dụng để duy trì sự sống cho các phi hành gia cũng là chìa khóa cho một phương pháp phổ biến để tạo ra e-methane — một loại nhiên liệu đầy hứa hẹn của tương lai mà một ngày nào đó chúng ta có thể sử dụng cho nấu ăn, sưởi ấm và nhiều mục đích khác.
Mối liên hệ nằm ở phản ứng Sabatier. Mê-tan tổng hợp được tạo ra bằng cách kết hợp hydro được tạo ra từ nước thông qua quá trình điện phân với CO₂, thường sử dụng chất xúc tác niken trong một quy trình được phát minh hơn một thế kỷ trước bởi nhà hóa học người Pháp Paul Sabatier. Trên ISS, quy trình này đang được sử dụng để thu hồi CO₂ do các phi hành gia thở ra và tái chế thành nước cần thiết cho việc sản xuất oxy.
Trở lại Trái Đất, e-methane hứa hẹn là một loại nhiên liệu phát thải thấp với các đặc tính hóa học và vật lý gần như giống hệt khí tự nhiên. Vì lý do đó, trong cuộc đua khử cacbon, các công ty và quốc gia trên toàn cầu đang tìm hiểu việc sử dụng nó như một giải pháp thay thế cho khí đốt trong cả môi trường gia đình và công nghiệp.
E-methane có thể được sử dụng mà không cần phải cải tạo cơ sở hạ tầng khí đốt tự nhiên hiện có, chẳng hạn như các tàu chở LNG
Một giải pháp thay thế ít phát thải cho khí đốt tự nhiên?
Phát thải ít CO₂ hơn các nhiên liệu hóa thạch khác, khí đốt tự nhiên thường được mô tả là một nhiên liệu quan trọng khi thế giới chuyển đổi sang các nguồn năng lượng tái tạo nhiều hơn.
Do có thể thay thế được với khí tự nhiên, e-methane có tiềm năng giúp khử cacbon cho các mạng lưới khí đốt trong tương lai mà không cần phải cải tạo cơ sở hạ tầng hiện có như các cảng tiếp nhận khí tự nhiên hóa lỏng (LNG), tàu chở LNG, đường ống dẫn khí và thiết bị tiêu dùng. E-methane có thể được lưu trữ theo nhiều cách khác nhau — trong các hang muối, các tầng xốp ở dạng khí và các bể chứa LNG. Điều này có nghĩa là nó có thể hỗ trợ việc tích hợp năng lượng tái tạo bằng cách lưu trữ năng lượng để đáp ứng nhu cầu biến động.
Nó cũng có thể giúp kết nối các mạng lưới hydro và mê-tan trong tương lai, với lượng hydro dư thừa được chuyển đổi thành e-methane trước khi được đưa vào hệ thống mê-tan.
Một mục tiêu đầy tham vọng cho e-methane
Nhờ tiềm năng này, sự nhiệt tình đối với vai trò tương lai của e-methane đang ngày càng tăng trên toàn cầu, với các dự án gần đây được công bố tại Phần Lan, Hoa Kỳ, Úc và nhiều quốc gia khác.
Trong khi đó, ngành công nghiệp khí đốt Nhật Bản đang đặt mục tiêu e-methane chiếm 1% mạng lưới cung cấp khí đốt của mình vào năm 2030 và đặt mục tiêu tăng tỷ lệ này lên 90% vào năm 2050.
Công ty khí đốt lớn nhất nước này, Tokyo Gas, đang thử nghiệm tổng hợp e-methane tại Thành phố Yokohama với các nhà nghiên cứu tại Đại học Osaka và cơ quan vũ trụ Nhật Bản. Một phần của dự án này là thiết kế các quy trình mới để tạo ra e-methane ít tốn nhiệt hơn và hiệu quả hơn, bao gồm cả việc cập nhật phương pháp Sabatier.
Đảm bảo e-methane sạch
Mặc dù e-methane có tạo ra khí thải CO₂ khi đốt, nhưng nó được tạo ra bằng cách tái chế CO₂ đã thu hồi. Điều này có nghĩa là lượng CO₂ trong khí quyển không tăng theo giá trị thực tế, khiến lượng khí thải của nó về cơ bản bằng không.
Tuy nhiên, khi ngành công nghiệp này mở rộng quy mô, việc đảm bảo e-methane được sản xuất với lượng khí thải thấp sẽ rất quan trọng để đạt được các mục tiêu khử cacbon trong lĩnh vực này. Vì mục đích này, Tập đoàn Mitsubishi Heavy Industries (MHI) đã hợp tác với Osaka Gas của Nhật Bản để ra mắt nền tảng kỹ thuật số đầu tiên quản lý chứng chỉ khí sạch cho ngành công nghiệp khí đốt đô thị của đất nước. Nền tảng này sử dụng công nghệ CO₂NNEX của MHI, ban đầu được phát triển để trực quan hóa và quản lý chuỗi giá trị thu hồi, sử dụng và lưu trữ carbon.
Nền tảng kỹ thuật số của MHI và Osaka Gas sẽ cho phép các công ty quản lý và chuyển giao liền mạch thông tin về e-methane cho các tổ chức khác, bao gồm lượng hydro và CO₂ được sử dụng làm nguyên liệu thô, phương pháp sản xuất và thu hồi, cũng như lượng khí thải CO₂ trong suốt vòng đời.
Nền tảng CO₂NNEX đang được sử dụng trong Triển lãm Thế giới 2025 tại Osaka để hỗ trợ việc trình diễn sản xuất và sử dụng e-methane của Osaka Gas. Các công ty dự định sử dụng kết quả của thử nghiệm này để hỗ trợ việc ứng dụng rộng rãi hơn công nghệ e-methane trong toàn xã hội.
Nền tảng CO2NNEX giúp theo dõi thông tin chứng nhận giá trị môi trường của e-methane
Tạo nhu cầu là chìa khóa
Việc áp dụng e-methane vẫn còn nhiều thách thức. Như Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) chỉ ra, chuỗi giá trị phức tạp hỗ trợ sản xuất của công ty đồng nghĩa với việc chi phí đầu tư và vận hành hiện đang ở mức cao — tạo ra khoảng cách lớn giữa chi phí sản xuất và những người sẵn sàng chi trả. Một rào cản khác là nguồn cung nguyên liệu — điện phát thải thấp, nước ngọt và CO₂ có nguồn gốc tái tạo.
Cơ quan này cho biết việc tạo nhu cầu sẽ rất quan trọng để hỗ trợ các quyết định đầu tư cuối cùng. Nếu điều đó xảy ra, IEA dự đoán rằng sản xuất e-methane có thể đạt hơn 1 tỷ mét khối trên toàn cầu vào năm 2030.
Quy trình của Sabatier tiếp tục được các cơ quan vũ trụ sử dụng để khám phá vũ trụ — và khi công nghệ được sử dụng để sản xuất e-methane phát triển, nó có thể chứng minh là một bước tiến lớn cho quá trình khử cacbon trên Trái Đất.
