Hydro - Siêu nhiên liệu cho cuộc cách mạng 'xanh'

Lượng khí thải CO2 toàn cầu vẫn không ngừng tăng

Mỗi năm, lượng phát thải toàn cầu từ tiêu thụ nhiên liệu lên đến hơn 30 tỉ tấn Cacbon đioxit (CO2) – ngưỡng kỷ lục mà thế giới đã vượt kể từ năm 2010. Trong những năm qua, con số này vẫn không ngừng tăng lên nhanh chóng, do nhu cầu năng lượng tăng cao khi nền kinh tế thế giới phát triển ổn định và những tác động của biến đổi khí hậu khiến nhu cầu điều hòa (làm mát hoặc sưởi ấm) ngày càng lớn.

Báo cáo của Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA) trong các năm 2019 và 2020 chỉ rõ, nhiệt điện than và nhiên liệu hóa thạch (xăng, dầu, khí đốt…) hiện là hai nguồn phát thải chủ yếu, chiếm tới 85% tổng lượng khí phát thải trên thế giới.

Năm 2020, cả thế giới phải gồng mình chống đại dịch Covid-19, IEA ước tính, những biện pháp giãn cách xã hội và sự suy giảm trong hoạt động kinh tế đã khiến tổng nhu cầu năng lượng giảm 6%. Ðây là con số kỷ lục trong vòng 70 năm trở lại đây của ngành năng lượng toàn cầu, cao gấp bảy lần tác động từ cuộc khủng hoảng tài chính năm 2008 và tương đương tổng mức năng lượng được sử dụng trong cả năm 2019 của các nước Anh, Pháp, Ý và Ðức. Do vậy, các chuyên gia cho rằng, năm 2021 có thể là thời điểm thích hợp để các Chính phủ hiện thực hóa cách mạng xanh, thay đổi nguồn năng lượng phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch nhằm hạn chế những thách thức từ biến đổi khí hậu toàn cầu.

Theo các nhà nghiên cứu về môi trường, đến năm 2019, các nguồn năng lượng sạch, như điện gió, điện mặt trời, thủy điện, nhiên liệu sinh học…, đóng góp khoảng 11% tổng nhu cầu năng lượng toàn cầu và khoảng 25% nhu cầu điện năng.

Hydro - Giảipháp công nghệ cho mục tiêu giảm phát thải

Cùng với năng lượng tái tạo, công nghệ hydro cũng đang được nhiều quốc gia đầu tư phát triển, với kỳ vọng thay thế nhiên liệu hóa thạch trong tương lai.

Từ đầu thế kỷ 19, hydro đã được sử dụng làm nhiên liệu, tuy nhiên những rào cản công nghệ, tính an toàn, giá thành và lượng khí thải từ quy trình chiết xuất khiến hydro trước đây chưa được quan tâm bằng những công nghệ năng lượng tái tạo khác. Những bước phát triển trong công nghệ mới sử dụng nguồn điện từ năng lượng tái tạo để chiết xuất “hydro xanh” từ nước, biến hydro thành nguồn năng lượng có tiềm năng ứng dụng sạch nhất hiện nay. So với công nghệ xe chạy điện, phương tiện sử dụng hydro có lợi thế là không có sản phẩm phụ, chỉ thải ra nước, trong khi xe chạy điện sẽ cần thay thế các tấm pin năng lượng.

Hiện nay, xu hướng dịch chuyển năng lượng đang xảy ra rất rõ ràng, đặc biệt trong ba lĩnh vực vận tải, dân dụng và sản xuất, theo báo cáo mới nhất của Cơ quan Năng lượng Quốc tế IEA tháng 6/2020. Mặc dù tổng nhu cầu năng lượng từ nay đến năm 2050 sẽ không thay đổi đáng kể, nhưng cơ cấu năng lượng sử dụng cuối sẽ bị biến động mạnh.

Cụ thể, nhu cầu sử dụng các nguồn nhiên liệu gốc dầu mỏ và than sẽ giảm xuống còn khoảng dưới 20%, trong khi khu nhu cầu điện sẽ tăng gấp hai lần lên tới trên 40% và nhu cầu các nhiên liệu thân thiện hơn như khí tự nhiên LNG, biofuel và hydro cũng đạt tỉ lệ gần 40%.

Theo nhận định của các chuyên gia, giao thông vận tải sẽ là lĩnh vực có tỉ lệ chuyển đổi sang nhiên liệu hydro mạnh nhất. Vào cuối năm 2018, hai đoàn tàu chạy pin nhiên liệu do Alstom sản xuất đã đi vào hoạt động tại Đức. Các cuộc thử nghiệm thành công khiến họ thông báo rằng 14 đoàn tàu khác sẽ được đưa vào phục vụ vào năm 2021.

Vương quốc Anh và Hà Lan cũng thể hiện mối quan tâm đến các đoàn tàu hydro; và một tàu điện mặt đất (tram) chạy bằng pin nhiên liệu đã bắt đầu hoạt động ở Phật Sơn, Trung Quốc vào năm 2019, trong khi quốc gia này cũng đang xem xét khả năng xa hơn cho hệ thống đường sắt chạy bằng hydro.

Boeing, một trong hai hãng sản xuất máy bay lớn nhất thế giới đã lập lộ trình công nghệ theo đó trong vòng 30 năm nữa họ sẽ cố gắng thay thế hoàn toàn nhiên liệu máy bay bằng nhiên liệu hydro tổng hợp.

Theo Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế IRENA, từ năm 2019 các phương tiện hạng nhẹ chạy bằng pin nhiên liệu (FCEV) có nguồn gốc hydro cũng được dự báo sẽ tăng trưởng nhanh và sẽ đạt mức năng lượng khoảng 4 EJ mỗi năm vào năm 2050, tương đương với 4% lĩnh vực vận tải.

Ở châu Âu, một số ngành công nghiệp truyền thống như lọc dầu, thép, sản xuất hóa chất và phân phối khí đốt sưởi ấm cũng đang thử nghiệm thay thế hydro carbon cao bằng hydro carbon thấp hoặc H2 tinh khiết. Các kết quả bước đầu cho thấy chũng có tính khả thi đáng kể và tương thích với cơ sở vật chất hiện có.

Theo Tạp chí Kinh tế Môi trường