Hydrogen xanh – Năng lượng xanh cho một tương lai bền vững

 Hydrogen xanh đang là nguồn năng lượng sạch có tiềm năng lớn trong việc thay thế nhiên liệu hóa thạch, góp phần giảm thiểu khí thải carbon trong các ngành công nghiệp nặng, vận tải, và năng lượng. Đây là nguồn năng lượng được kỳ vọng sẽ hỗ trợ chuyển đổi sang nền kinh tế không carbon. Hãy cùng FPT IS tìm hiểu chi tiết hơn qua bài viết dưới đây.  

1. Hydrogen xanh là gì? 

Hydrogen xanh (green hydrogen) là loại hydro được sản xuất bằng cách sử dụng năng lượng tái tạo như gió, mặt trời hoặc thủy điện để điện phân nước (H2O) thành hydro (H2) và oxy (O2). Quá trình này không phát thải khí nhà kính, nên được coi là thân thiện với môi trường. Hydrogen xanh được xem là một nguồn năng lượng sạch và bền vững. 

Hiện nay, hydrogen xanh được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, bao gồm: sản xuất thép, tổng hợp amoniac sản xuất phân bón, vận tải đường bộ cho xe tải hạng nặng, và cả trong vận tải biển và hàng không để sản xuất nhiên liệu tổng hợp. 

2. Ưu và nhược điểm của hydrogen xanh 

Nguồn năng lượng này mang theo cả những ưu điểm và nhược điểm mà chúng ta cần tìm hiểu. Hãy cùng điểm qua một số lợi ích nổi bật:

• Hoàn toàn bền vững: Hydro xanh không tạo ra khí thải gây ô nhiễm trong quá trình sản xuất hoặc đốt cháy.
• Khả năng lưu trữ: Hydro có thể được lưu trữ một cách dễ dàng, cho phép sử dụng linh hoạt cho nhiều mục đích và vào những thời điểm khác nhau, không nhất thiết phải ngay sau khi sản xuất. 
• Đa dụng: Hydro xanh có thể được chuyển hóa thành điện hoặc khí tổng hợp, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau trong thương mại, công nghiệp, và di động.

Tuy nhiên, hydro xanh cũng có một số nhược điểm cần cân nhắc:

• Chi phí cao: Năng lượng từ các nguồn tái tạo, vốn cần thiết để tạo ra hydrogen xanh thông qua quá trình điện phân, có chi phí sản xuất cao, làm cho việc khai thác hydro trở nên đắt đỏ.
• Tiêu thụ năng lượng lớn: Việc sản xuất hydro, đặc biệt là hydro xanh, đòi hỏi lượng năng lượng cao hơn so với các loại nhiên liệu khác.
• Vấn đề an toàn: Hydro là một nguyên tố dễ bay hơi và dễ cháy, do đó cần có các biện pháp an toàn nghiêm ngặt để tránh rò rỉ và nguy cơ cháy nổ.

3. Sự phát triển của ngành công nghiệp Hydrogen xanh trên thế giới 

Năm 2022, hydrogen xanh chỉ chiếm dưới 1% sản lượng hydrogen toàn cầu, nhưng đã có hơn 684 dự án lớn với tổng giá trị 240 tỷ đô la được lên kế hoạch. Châu Âu dẫn đầu với 314 dự án, tiếp theo là châu Á và Trung Quốc với 185 dự án, và Bắc Mỹ có 105 dự án. Sự quan tâm đối với hydro xanh đang tăng mạnh trên toàn cầu, góp phần phát triển nền kinh tế bền vững và tăng cường an ninh năng lượng.

Ngành công nghiệp hydro xanh đang phát triển nhanh chóng, dự kiến đạt 110 triệu tấn vào năm 2050, so với 3 triệu tấn vào năm 2021. Tăng trưởng này được thúc đẩy bởi nhu cầu về năng lượng tái tạo, sự hỗ trợ từ chính phủ và đầu tư vào công nghệ. Chính sách trợ cấp, ưu đãi thuế và chi phí sản xuất giảm đang làm cho hydro xanh trở nên cạnh tranh cũng như hấp dẫn hơn đối với doanh nghiệp và người tiêu dùng. 

Các quốc gia như Nhật Bản, Liên minh châu Âu, Trung Quốc và Hoa Kỳ đang dẫn đầu trong việc phát triển và sử dụng hydro xanh, với những mục tiêu sản xuất tham vọng. Chi phí sản xuất hydro xanh dự kiến giảm còn 2 USD/kg, cùng với sự phát triển của công nghệ vận chuyển như đường ống dẫn, tàu chở hydrogen, và các trạm tiếp nhiên liệu. Nhiều quốc gia khác như Hàn Quốc, Úc, Canada, và Na Uy cũng đang đẩy mạnh các chương trình hydro xanh. 

4. Ứng dụng và tiềm năng của hydro xanh  

Hydrogen xanh có thể trở thành một ngành công nghiệp quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, đóng góp lớn vào việc giảm phát thải khí nhà kính. Sự phát triển bền vững của hydro xanh mang lại tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm: 

4.1. Đối với ngành công nghiệp ô tô và vận tải 

Năng lượng xanh có thể là một nguồn nhiên liệu thay thế cho xe cơ giới, góp phần giảm khí thải độc hại và cải thiện chất lượng không khí. Các phương tiện sử dụng hydro xanh chỉ thải ra nước, giúp giảm thiểu khí nhà kính. Một số lợi ích của năng lượng xanh trong ngành ô tô và vận tải như giảm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu suất hoạt động và giảm tiếng ồn so với xe chạy bằng nhiên liệu hóa thạch. 

Dự án HyDeal España ở Tây Ban Nha đặt mục tiêu sản xuất 350.000 tấn hydro xanh mỗi năm vào năm 2030, sử dụng cho vận tải, sản xuất thép và điện. Dù có nhiều lợi ích, việc áp dụng hydrogen xanh vẫn đối mặt với các thách thức như chi phí sản xuất và lưu trữ cao, do công nghệ còn phức tạp và chưa hoàn thiện. Để khắc phục, cần cải tiến công nghệ, giảm chi phí và áp dụng các chính sách hỗ trợ như trợ cấp, ưu đãi thuế cũng như phát triển hạ tầng.

Mặc dù năng lượng xanh hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích cho giao thông vận tải, việc áp dụng rộng rãi vẫn gặp nhiều thách thức. Chi phí sản xuất và lưu trữ cao, cùng với hạ tầng trạm nạp hạn chế, đặc biệt ở ngoại ô và nông thôn, là những rào cản lớn. Để giải quyết, cần cải tiến công nghệ, giảm chi phí sản xuất và có chính sách hỗ trợ như trợ cấp, ưu đãi thuế và phát triển cơ sở hạ tầng.

Nhận thức của người tiêu dùng về hydrogen xanh còn hạn chế, dẫn đến sự e dè khi sử dụng. Hiểu lầm về an toàn, hiệu suất và tính tiện dụng của hydro xanh cần được giải quyết qua chiến dịch truyền thông, giáo dục và trải nghiệm thực tế. Điều này sẽ giúp nâng cao nhận thức về lợi ích thiết thực của năng lượng xanh.

4.2. Trong việc lưu trữ năng lượng 

Hydrogen xanh có thể được sử dụng để lưu trữ năng lượng tái tạo từ các nguồn như năng lượng mặt trời và gió. Khi năng lượng tái tạo sản xuất hydro xanh, chúng có thể được lưu trữ và sử dụng sau đó khi cần. Thành phố thông minh NEOM tại Saudi Arabia, được cung cấp hoàn toàn bằng hydro xanh từ năng lượng mặt trời và gió, có thể trở thành mô hình toàn cầu cho các cộng đồng sử dụng nguồn năng lượng này. 

Việc lưu trữ năng lượng tái tạo bằng hydrogen xanh giúp giải quyết các thách thức như gián đoạn năng lượng do thời tiết. Hydro xanh lưu trữ năng lượng khi được sản xuất và sử dụng sau đó, tăng tính liên tục, độ tin cậy của nguồn cung năng lượng. Ngoài ra còn giúp ổn định lưới điện bằng cách lưu trữ năng lượng dư thừa, giải phóng khi cần thiết, cân bằng cung và cầu, đồng thời giảm nguy cơ quá tải hệ thống điện.

4.3. Đối với ngành sản xuất hóa chất 

Hydro xanh có thể được sử dụng để sản xuất amoniac, một nguyên liệu quan trọng cho phân bón và nhiều sản phẩm hóa chất. Việc chuyển từ amoniac sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch sang amoniac từ hydrogen xanh sẽ giúp giảm lượng khí thải nhà kính đáng kể. Methanol, một sản phẩm khác từ năng lượng xanh, có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho xe buýt, xe tải, và cả máy bay, đồng thời là nguyên liệu đầu vào cho các sản phẩm như nhựa và formaldehyde.

Chẳng hạn, công ty HyEurope đang xây dựng một nhà máy sản xuất hydrogen xanh 200 MW tại Na Uy, nhằm cung cấp amoniac xanh cho ngành hàng hải và sản xuất phân bón. Tại Tasmania, Úc, công ty Fortescue Future Industries đang triển khai dự án hydro xanh công suất 1,5 GW để sản xuất amoniac xanh, methanol xanh, và nhiên liệu tổng hợp dành cho thị trường xuất khẩu.

4.4. Ngành khai thác nông nghiệp 

Hydrogen xanh có thể được dùng để sản xuất phân bón xanh, thay thế cho phân bón hóa học truyền thống làm từ nhiên liệu hóa thạch. Phân bón xanh không chỉ cải thiện chất lượng đất và nâng cao năng suất cây trồng mà còn giảm ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó, hydro xanh còn có thể khử muối trong nước biển, cung cấp nước tưới cho các khu vực khô cằn. 

Công ty Bosch đã phát triển hệ thống điện phân sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất hydro xanh tại các trang trại, phục vụ cho sản xuất phân bón xanh và khử muối nước biển. Dự án H2Agri, hợp tác giữa Pháp và Maroc, cũng nhằm sản xuất hydrogen xanh cho phân bón xanh và hệ thống tưới tiêu nông nghiệp. 

4.5. Lĩnh vực hàng không 

Hydrogen xanh được coi là một lựa chọn nhiên liệu hứa hẹn cho ngành hàng không, với khả năng thay thế các nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm nghiêm trọng. Máy bay chạy bằng hydro xanh chỉ thải ra nước, giúp bảo vệ khí quyển. Sự áp dụng này trong hàng không sẽ thúc đẩy sự phát triển của các loại máy bay mới, thân thiện với môi trường và nâng cao hiệu suất của ngành hàng không. Công ty Airbus đang hợp tác với các đối tác để phát triển máy bay chở khách sử dụng hydrogen xanh, với kế hoạch ra mắt vào năm 2035. 

5. Cơ hội cho các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu tham gia vào sự phát triển của hydrogen xanh 

Cơ hội cho các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu trong ngành công nghiệp hydrogen xanh rất rộng lớn, bao gồm các lĩnh vực sau: 

Nghiên cứu và Phát triển (R&D)

Đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ sản xuất, lưu trữ, vận chuyển hydro xanh là thiết yếu. Các tổ chức có thể tập trung vào việc cải tiến công nghệ, tăng hiệu suất, giảm chi phí và nâng cao độ ổn định của ngành.

Xây dựng hạ tầng và cung cấp dịch vụ

Doanh nghiệp có thể tham gia vào việc xây dựng, vận hành cơ sở hạ tầng liên quan đến hydro xanh, bao gồm các trạm nạp, hệ thống đường ống, và cơ sở hạ tầng hỗ trợ khác. 

Sản xuất và cung cấp thiết bị

Cơ hội cũng dành cho các doanh nghiệp sản xuất thiết bị, công nghệ liên quan đến hydro xanh, như thiết bị điện phân, hệ thống lưu trữ và các giải pháp kỹ thuật khác.

Phát triển ứng dụng tiên tiến

Doanh nghiệp có thể phát triển các ứng dụng sử dụng hydro xanh trong nhiều lĩnh vực, như giao thông, công nghiệp, năng lượng tái tạo, bao gồm xe chạy bằng hydrogen và hệ thống lưu trữ năng lượng.

Dịch vụ tư vấn và hỗ trợ chuyển đổi

Các công ty cung cấp dịch vụ tư vấn, đồng thời hỗ trợ có thể tham gia vào ngành hydro xanh, với các dịch vụ như chiến lược, quản lý dự án, và tuân thủ quy định.

Đầu tư và hợp tác liên ngành

Doanh nghiệp có thể tìm kiếm cơ hội đầu tư và hợp tác với các công ty năng lượng tái tạo, nhà sản xuất ô tô, và tổ chức nghiên cứu để phát triển các dự án hydrogen xanh mới.

Những cơ hội này không chỉ mở ra không gian sáng tạo và phát triển trong một ngành đang phát triển mạnh mẽ mà còn đóng góp vào việc xây dựng một tương lai bền vững. Hydro xanh giúp giảm khí thải carbon, ô nhiễm không khí, và phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch cũng như tăng cường tính ổn định và an ninh năng lượng. 

Với khả năng giảm thiểu khí thải carbon, cải thiện chất lượng không khí và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, hydrogen xanh không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn tạo ra cơ hội phát triển kinh tế mới. Sự đầu tư vào công nghệ, hạ tầng và các ứng dụng liên quan đến hydro xanh sẽ thúc đẩy sự chuyển mình mạnh mẽ trong ngành năng lượng toàn cầu. Để có thể hiểu chi tiết hơn, quý doanh nghiệp vui lòng bấm LIÊN HỆ NGAY ở góc phải phía trên màn hình để lại thông tin liên hệ TẠI ĐÂY để nhận được FPT IS tư vấn miễn phí.