Hydrogen xanh mở dư địa phát triển năng lượng sạch

Hydrogen xanh đang mở ra nhiều triển vọng trong tiến trình chuyển dịch năng lượng, góp phần giảm phát thải, thúc đẩy sản xuất xanh và hướng tới mục tiêu phát triển bền vững. Với tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ công nghiệp, giao thông vận tải đến nông nghiệp, hydrogen xanh được kỳ vọng sẽ từng bước trở thành một phần quan trọng trong hệ sinh thái năng lượng sạch của Việt Nam.

Thông tin tại chương trình Công tắc xanh (Green Switch) do Tổ chức Hợp tác Quốc tế Đức (GIZ) tổ chức, PGS.TS Phạm Hoàng Lương, giảng viên cao cấp về Công nghệ và Chính sách năng lượng của Đại Học Bách khoa Hà Nội, Phó Chủ tịch Hiệp hội Năng lượng sạch Việt Nam cho biết, vai trò và vị trí của hydrogen xanh cần được đặt trong tổng thể quá trình chuyển dịch năng lượng hướng tới mục tiêu giảm phát thải ròng.

“Để triển khai các hoạt động hướng tới mục tiêu phát thải ròng bằng 0, chúng ta có rất nhiều giải pháp công nghệ. Giải pháp thứ nhất cần thực hiện là nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng. Điều quan trọng là phải kiểm soát được mức tiêu thụ năng lượng nhưng vẫn bảo đảm hoạt động sản xuất. Nói cách khác, chúng ta phải thúc đẩy mạnh mẽ việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”, PGS.TS Phạm Hoàng Lương nhấn mạnh.

Yếu tố quan trọng thứ hai là tăng tỷ trọng điện tái tạo nói riêng và năng lượng tái tạo nói chung trong hệ thống năng lượng. Các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần suy giảm, trong khi việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch gây ra nhiều tác động tiêu cực đối với biến đổi khí hậu. Vì vậy, chúng ta bắt buộc phải gia tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo.

Giải pháp thứ ba là khi tỷ trọng năng lượng tái tạo trong hệ thống đã được nâng lên, chúng ta cần đẩy mạnh sử dụng điện tại các khu vực tiêu thụ năng lượng cuối cùng nhằm giảm phát thải.

“Nếu sau khi triển khai cả ba nhóm giải pháp trên mà vẫn chưa thể đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0, hydrogen xanh sẽ phát huy vai trò tại những lĩnh vực khó điện khí hóa hoặc không có khả năng sử dụng các nguồn năng lượng, nhiên liệu khác. Khi đó, chúng ta sẽ phải sử dụng hydrogen xanh”, PGS.TS Phạm Hoàng Lương chỉ ra.

Theo đại diện Hiệp hội Năng lượng sạch Việt Nam, hydrogen xanh có thể được ứng dụng trong lĩnh vực giao thông vận tải, đặc biệt tại những phân ngành khó điện khí hóa. Ngay trong ngành điện cũng có thể sử dụng hydrogen xanh, tất nhiên còn phụ thuộc vào nguồn cung và điều kiện cụ thể. Một trong những phương án được đề xuất là sử dụng hydrogen xanh để sản xuất năng lượng ở quy mô nhỏ, qua đó góp phần giảm phát thải trong hệ thống sản xuất năng lượng.

Bên cạnh đó, PGS.TS Phạm Hoàng Lương lưu ý rằng hydrogen xanh không chỉ là nguồn năng lượng mà còn có thể đóng vai trò là nguyên liệu đầu vào. Nguồn nguyên liệu này sẽ hỗ trợ quá trình chuyển đổi và giảm phát thải trong các khu công nghiệp, đặc biệt là ngành sản xuất phân bón. Đây là một trong những lĩnh vực rất tiềm năng tại Việt Nam cũng như các quốc gia trong khu vực và trên thế giới.

Thông tin về những quốc gia đang đi tiên phong trong việc ứng dụng hydrogen xanh vào lĩnh vực công nghiệp và giao thông vận tải, đại diện Hiệp hội Năng lượng sạch Việt Nam cho hay, khi nói về hydrogen xanh, một trong những quốc gia đi đầu hiện nay là Nhật Bản. Đây là quốc gia sớm triển khai một số hoạt động ứng dụng hydrogen xanh trong công nghiệp và giao thông vận tải.

Nhật Bản cũng là một trong những quốc gia đầu tiên ban hành chiến lược phát triển năng lượng hydrogen vào năm 2017. Trong lĩnh vực điện, Tập đoàn phát điện lớn nhất Nhật Bản JERA đã triển khai một số công nghệ đốt kèm amoniac với than tại các nhà máy nhiệt điện than nhằm giảm phát thải CO2.

“Cũng chính JERA đã triển khai một số hoạt động sử dụng trực tiếp amoniac trong tua-bin khí hoặc động cơ đốt trong quy mô nhỏ để phát điện. Đây là một trong những lĩnh vực mà chúng tôi cho rằng Nhật Bản đang giữ vai trò tiên phong”, PGS.TS Phạm Hoàng Lương chỉ ra.

Đối với Đức, mặc dù không phải là trung tâm sản xuất hydrogen xanh lớn, nhưng quốc gia này lại đi đầu trong việc xây dựng các tiêu chuẩn liên quan đến hydrogen xanh. Đây là yếu tố rất quan trọng, bởi trước khi phát triển công nghệ mới, các tiêu chí về an toàn, tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định về thông số công nghệ cần được xây dựng, hoàn thiện.

Ngoài ra, Hàn Quốc cũng đang thực hiện một số nghiên cứu liên quan đến việc đốt kèm amoniac trong sản xuất điện năng. Trong lĩnh vực giao thông vận tải, quốc gia này cũng triển khai một số nghiên cứu và ứng dụng bước đầu.

Chia sẻ về ưu tiên thử nghiệm lĩnh vực hydrogen tại Việt Nam, đại diện Hiệp hội Năng lượng sạch Việt Nam cho rằng, lĩnh vực công nghiệp tiềm năng nhất để ứng dụng hydrogen xanh tại Việt Nam là ngành hóa chất, đặc biệt là sản xuất phân bón.

“Khi ứng dụng hydrogen xanh trong lĩnh vực này, chúng ta chủ yếu chỉ cần thay đổi nguồn hydrogen đầu vào, còn toàn bộ công nghệ và quy trình phía sau gần như không phải thay đổi. Việc lựa chọn lĩnh vực ứng dụng cần dựa trên tính khả thi của công nghệ và khả năng hạn chế tối đa chi phí cải hoán hệ thống, hạ tầng hiện có. Lĩnh vực nào đáp ứng tốt nhất hai yêu cầu này sẽ có tiềm năng triển khai trước”, PGS.TS Phạm Hoàng Lương nhận định.

Lĩnh vực tiếp theo có thể thử nghiệm là vận tải hạng nặng. Tuy nhiên, theo đại diện Hiệp hội Năng lượng sạch Việt Nam, ở giai đoạn hiện nay, khả năng cạnh tranh về kinh tế của hydrogen trong lĩnh vực này vẫn chưa thực sự rõ ràng. Đối với ngành giao thông vận tải, việc sử dụng các dẫn xuất của hydrogen như methanol và amoniac cũng là những hướng đi có nhiều tiềm năng.

Thông tin thêm về việc ứng dụng hydrogen xanh trong nông nghiệp, lãnh đạo Hiệp hội Năng lượng sạch Việt Nam cho hay, đây là một hướng đi giàu tiềm năng. Qua khảo sát tại một số địa bàn như Phú Mỹ và Cà Mau, chúng tôi nhận thấy nhiều tín hiệu rất tích cực. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất cần tháo gỡ hiện nay là chi phí.

“Tại các nhà máy sản xuất phân đạm, hydrogen hiện chủ yếu được tạo ra thông qua quá trình khí hóa than hoặc chuyển hóa khí tự nhiên để sản xuất amoniac và urê. Chi phí sản xuất loại hydrogen này dao động khoảng 0,8-1,5 USD/kg hydrogen. Nếu chuyển sang sử dụng hydrogen xanh, chi phí có thể tăng ít nhất từ 3-4 lần. Vì vậy, bài toán kinh tế vẫn là trở ngại lớn nhất đối với quá trình chuyển đổi từ hydrogen xám hoặc hydrogen xanh dương sang hydrogen xanh lá”, PGS.TS Phạm Hoàng Lương giải thích.