Vận chuyển hydro xám là 1 điều khủng khiếp?
Vận chuyển hydro xám là 1 điều khủng khiếp?– Tiến sĩ Julio C. Garcia-Navarro.
Tôi đã trở lại sau kỳ nghỉ đông của mình. Kế hoạch cho kỳ nghỉ của tôi bao gồm bay về thăm gia đình và tôi đã có một khoảng thời gian tuyệt vời bất chấp mối đe dọa kéo dài của Covid. Tôi sẽ thành thật nói rằng tôi cảm thấy tồi tệ khi đi du lịch bằng máy bay do tất cả những khí thải mà tôi đã gây ra. Trong khi chờ lên máy bay, tôi đã làm một phép tính nhanh bằng cách sử dụng mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình cho mỗi hành khách đi máy bay và tàu hỏa qua Tây Âu. Tôi không nhớ các giá trị chính xác; Tôi chỉ nhớ rằng tôi đã giả sử một đoàn tàu điện đi qua nước Đức và tôi đã lấy cường độ carbon trong quá trình sản xuất điện của Đức từ Bản đồ điện.
Tôi đã xóa tệp Excel mà mình đã tạo (có lẽ là do thất vọng) nhưng thông điệp chính đã khắc sâu vào trí nhớ của tôi: di chuyển bằng máy bay gây ra lượng khí thải gấp 4 lần so với di chuyển bằng tàu hỏa. Tôi phải đi du lịch nước ngoài nên tàu hỏa không phải là một lựa chọn nhưng dường như đi du lịch bằng tàu thủy là điều nên làm, ít nhất là đối với Greta Thunberg và gia đình cô ấy. Tôi ước mình có một kỳ nghỉ lễ đủ dài và khả năng đặt chỗ trên một con tàu (tôi thậm chí không chắc liệu tàu chở khách, tiết kiệm cho tàu du lịch, có phổ biến không) để có thể tận hưởng kỳ nghỉ của mình mà không cảm thấy tội lỗi. Tôi không làm đủ để chống biến đổi khí hậu. Tại sao tôi lại giới thiệu một trong những bài đăng của mình bằng một giai thoại cá nhân thay vì đi thẳng vào vấn đề? Chủ yếu là vì đây sẽ là một bài đăng tương đối ngắn mà tôi quyết định thực hiện trong khi các ý kiến khác của tôi đã sẵn sàng (tôi có hai bài trong lò; hãy chú ý theo dõi!).
Tôi đã đọc tin tức cách đây vài ngày rằng Úc đã sẵn sàng vận chuyển tàu chở hydro lỏng đầu tiên của mình đến Nhật Bản. Mặc dù tôi hơi buồn vì không thể thực hiện các chuyến đi xuyên đại dương, nhưng tôi rất vui vì hydro có thể làm được. Điều này thật tuyệt vì nó chứng tỏ rằng nền kinh tế hydro đang trở thành hiện thực: phần về thương mại quốc tế là mắt xích còn thiếu của chuỗi cần được chứng minh.
Thành thật mà nói, tôi rất vui vì một lý do khác: Tôi đã luôn đúng. Tôi đã nói trong gần một năm rằng Australia-Nhật Bản-Hàn Quốc sẽ là hành lang hydro xuyên đại dương đầu tiên, và điều này cho thấy lời nói của tôi được chứng minh bằng chứng và đáng tin cậy. Là một phần công việc của mình, tôi đã thuyết trình cho các nhà nghiên cứu trong ngành và sinh viên đại học nơi tôi giới thiệu chủ đề về hydro, và thậm chí với họ, tôi còn dự đoán rằng Thái Bình Dương sẽ là nơi đầu tiên (cho đến nay) tổ chức thương mại hydro ở nước ngoài.
Không phải tất cả mọi thứ đều là sữa và mật ong khi có thông báo: một số người đang tỏ ra nghi ngờ về mẩu tin tức, chỉ ra rằng hydro được chở bởi tàu chở dầu sẽ là hydro màu xám (thực ra là màu nâu, mặc dù tôi không Chắc chắn 100% rằng biểu đồ màu mở rộng cho hydro vẫn đang được sử dụng đến từ than đá. Một số người cho rằng điều này chỉ có nghĩa là ngành công nghiệp nhiên liệu hóa thạch mới đang được củng cố và sẽ không có bất kỳ lợi ích khí hậu thực sự nào từ cột mốc này. Tôi nghĩ điều này là xa sự thật.
Các dự án trình diễn thường là một trong những dự án không chắc chắn nhất, xét rằng quy trình/công nghệ được trình diễn chưa có tiền lệ ngoại trừ ở quy mô phòng thí nghiệm, nơi nó được thực hiện ở quy mô nhỏ hơn nhiều và với các điều kiện được kiểm soát tốt hơn nhiều. Các dự án trình diễn thường là gánh nặng chứng minh trước khi đưa ra quyết định đầu tư cuối cùng (bên cạnh bằng chứng về trường hợp kinh doanh), nghĩa là tương lai của một công ty hoặc tập đoàn thường được quyết định bởi sự thành công hay thất bại của một dự án trình diễn. Do tính không chắc chắn nội tại trong một dự án trình diễn mà có một số quyết định cần phải được đưa ra, đặc biệt là về những gì không được trình diễn và những gì không.
Trong trường hợp cụ thể này, tôi có thể tưởng tượng rằng không thể đợi hydro có màu lục hoặc lam và lý do có thể liên quan đến năng lực sản xuất hiện có. Nếu chúng ta đợi hydro được vận chuyển từ Úc hoặc Nhật Bản có màu xanh lá cây hoặc xanh dương, chúng ta có thể ngồi đợi rất lâu trước khi tàu đầy. Chỉ cần đặt điều này vào bối cảnh, một tàu container hydro lỏng (theo hiểu biết của tôi) có sức chở 75.000 tấn; có khả năng là tàu chở dầu cụ thể này có công suất hydro thấp hơn hoặc nó không được lấp đầy hoàn toàn vì đây là một cuộc biểu tình. Việc lắp đặt máy điện phân 1 GW có thể sản xuất 450 tấn/ngày, vì vậy chúng tôi sẽ phải đợi 167 ngày (5 tháng rưỡi) để đổ đầy bình chứa hydro lỏng bằng máy điện phân 1 GW, vốn đã có công suất lớn đến mức không tồn tại trong một nhà máy duy nhất trên toàn thế giới. (VUI LÒNG XEM LỖI Ở DƯỚI VĂN BẢN NÀY)
"Chúng ta không cần phải chứng minh mọi thứ cùng nhau (H2 giá rẻ, không có carbon được vận chuyển ra nước ngoài và được sử dụng trong một ứng dụng tiết kiệm chi phí); miễn là chúng tôi bắt đầu bằng cách chứng minh rằng mọi phần đều có thể đạt được, thì việc kết hợp mọi thứ lại với nhau sẽ đơn giản là một cột mốc quan trọng khác đối với nền kinh tế hydro."Tiến sĩ Julio C. Garcia-Navarro
Còn H2 xanh thì sao? Theo một bài báo khác mà tôi đã viết, một trong những hệ thống lắp đặt CCS lớn nhất trên thế giới, Sleipner A của Na Uy, có khả năng lưu trữ CO2 tương đương khoảng 1,1 GW (1 Mt-CO2/năm, có khả năng tạo ra 0,18 Mt-H2/ năm nếu hydro đến từ SMR với tỷ lệ chuyển đổi 100%), có nghĩa là việc lưu trữ tất cả CO2 từ hydro sản xuất bằng than cũng có thể mất hơn 5 tháng một chút. Theo trạng thái Toàn cầu của CCS 2021, tính đến tháng 9 năm 2021, có 27 cơ sở đang hoạt động trên khắp thế giới với tổng công suất thu hồi và lưu trữ CO2 là 37 Mtpa (hoặc tương đương 42 GW).
Điều này có nghĩa là sẽ mất 4 ngày để thu toàn bộ lượng khí CO2 do hydro thải ra sẽ được vận chuyển đến Nhật Bản lần này, sử dụng tổng công suất lắp đặt CCS trên toàn thế giới. Trên thực tế, có khả năng khoảng thời gian mà một tàu chở hydro lỏng cần được đổ đầy sẽ là vài tháng một lần (tùy thuộc vào nhu cầu, thời gian di chuyển của hành trình khứ hồi và quy mô đội tàu) có khả năng tạo ra một máy điện phân 1 GW (hoặc một cơ sở CCS) đủ thời gian để sản xuất 75 kt hydro cho lần vận chuyển tiếp theo. Dường như có kế hoạch sản xuất hydro có hàm lượng carbon thấp bởi cùng một tập đoàn, vì vậy có vẻ như người Nhật đang có kế hoạch sản xuất hydro có hàm lượng carbon thấp sau tất cả.
Quan điểm của tôi là chúng ta không cần phải chứng minh mọi thứ cùng một lúc (H2 giá rẻ, không có carbon được vận chuyển ra nước ngoài và được sử dụng trong một ứng dụng tiết kiệm chi phí); miễn là chúng tôi bắt đầu bằng cách chứng minh rằng mọi phần đều có thể đạt được, thì việc kết hợp mọi thứ lại với nhau sẽ đơn giản là một cột mốc quan trọng khác đối với nền kinh tế hydro. Phần còn lại của các phần chắc chắn rất quan trọng để cuối cùng thể hiện cùng nhau nhưng hiện tại đây chắc chắn là một cột mốc tích cực. Mặc dù tôi không thể di chuyển bằng tàu, nhưng tôi rất vui vì hydro có thể thực hiện chuyến đi bằng tàu từ Úc đến Nhật Bản và tôi mong được tiếp tục nhận được tin tốt từ Đông Á về các cột mốc quan trọng trong lĩnh vực hydro.
Sai sót từ ngày 09-02-2022: có vẻ như tôi đã sử dụng sai đơn vị cho khả năng chuyên chở của tàu LH2. Tôi đã sử dụng 75.000 tấn khi nó được cho là 75.000 kg (75 tấn), vì vậy những con số tôi tính toán bị sai lệch 3 bậc độ lớn. Đây là những con số đã được sửa chữa:
Tải trọng kéo tàu LH2 75 tấn
Công suất sản xuất H2 Hệ thống điện phân 1 GW 450 tấn/ngày
Thời gian để lấp đầy 1 bình LH2 là 4 giờ (có vẻ không còn hợp lý nữa)
Sleipner A Công suất CCS 0,18 Mt-H2/năm = 1,1 GW điện phân-tương đương = 495 tấn H2-tương đương/ngày
Công suất vận hành CCS toàn cầu 37 Mt-H2/năm = 42 GW điện phân-tương đương = 18.900 tấn H2-tương đương/ngày
Những con số ít ấn tượng hơn nhiều so với suy nghĩ ban đầu của tôi: chỉ cần 4 giờ sản xuất để lấp đầy 1 tàu chở dầu LH2 để gửi nó từ Úc đến Nhật Bản thay vì ước tính ban đầu của tôi là 167 ngày. Xem xét rằng cho đến ngày xuất bản bài báo này, vẫn chưa có một máy điện phân 1 GW nào được lắp đặt ở bất kỳ đâu trên thế giới (ít hơn nhiều là hoạt động 100% bằng điện xanh), thách thức vẫn tồn tại là phải đợi cho đến khi máy điện phân 1 GW ra đời. đang hoạt động tại Úc (có thể mất ít nhất 2-4 năm để hoàn thành nếu quyết định đầu tư cuối cùng được đưa ra hôm nay) nếu chúng tôi muốn lô hàng LH2 đầu tiên đó bao gồm 100% hydro xanh. Nếu chúng ta có thể trình diễn thành công từng phần của chuỗi cung ứng H2 một cách riêng biệt, thì việc kết hợp chúng lại với nhau sẽ dễ dàng hơn là trình diễn toàn bộ chuỗi trong một lần. Tôi thậm chí có thể nói thêm rằng các cuộc biểu tình thành công dọc theo chuỗi cung ứng sẽ làm giảm rủi ro nhận thức được cho các nhà đầu tư, dẫn đến khả năng tăng tốc của tất cả các hệ thống điện phân nằm trong các đường ống của dự án trên khắp thế giới.
