Hydro xanh là một dạng hydro được sản xuất thông qua một quá trình gọi là điện phân nước, sử dụng điện từ các nguồn tái tạo, chẳng hạn như năng lượng mặt trời hoặc gió. Công nghệ này được coi là giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho nhiên liệu hóa thạch, vì việc sản xuất hydro xanh hầu như không có carbon. Tuy nhiên, có một số vấn đề hydro xanh điều đó phải được tính đến để coi nó là một giải pháp thay thế chính thức cho nhiên liệu hóa thạch.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết về các vấn đề chính của hydro xanh, đặc điểm, ưu điểm và nhược điểm của nó.
sản xuất hydro xanh
Hydrogen có khả năng lưu trữ năng lượng để có thể sử dụng khi cần thiết. Điều này không có gì mới. Nhưng hydro không đơn độc trên Trái đất. Nó luôn được gắn với các phân tử khác để tạo thành các nguyên tố. Đơn giản nhất: nước và công thức phân tử nổi tiếng của nó là H2O. Hai nguyên tử hydro được liên kết với một oxy.
Nhưng nó cũng được tìm thấy trong nhiên liệu hóa thạch như khí mê-tan hoặc dầu mỏ hóa lỏng. Ngay bây giờ, 99% hydro ở Tây Ban Nha đến từ những hóa thạch này. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, việc mua sắm hydro toàn cầu tạo ra khoảng 900 triệu tấn khí thải carbon dioxide mỗi năm.
Để thu hydro từ một nguyên liệu sạch như nước, cần phải đặt một dòng điện lên nó để tách các nguyên tố của nó và giữ cho hydro bị cô lập. Nếu điện được sử dụng trong quá trình điện phân đến từ các nguồn tái tạo, chẳng hạn như tấm pin mặt trời hoặc cối xay gió, thì nó được gọi là hydro xanh. Bằng cách giải phóng năng lượng dự trữ, nó không thải ra khí nhà kính. Như vậy, nó giải quyết cuộc khủng hoảng khí hậu một cách thiện chí.
lưu trữ năng lượng
Nếu điện do các công viên quang điện hoặc tua-bin gió tạo ra được sử dụng để sản xuất hydro tách khỏi nước, thì chúng sẽ đóng vai trò là nhiên liệu. Nói cách khác, năng lượng này (điện) không bị mất hoặc không được sử dụng khi nó được sản xuất: hydro sau đó có thể được giải phóng thông qua động cơ, máy móc hoặc pin với công nghệ phù hợp.
Bộ Chuyển đổi Sinh thái nhấn mạnh rằng vai trò lưu trữ theo mùa của nó sẽ rất quan trọng, xem xét việc sử dụng năng lượng tái tạo dư thừa trong một hệ thống điện ngày càng tái tạo. Đây sẽ là một trong những giải pháp quản lý sản xuất điện khi nguồn tài nguyên tái tạo khan hiếm triền miên.
Vấn đề hydro xanh
Vấn đề phải là chi phí và khó khăn trong sản xuất. Đầu tiên, mặc dù hydro là một trong những nguyên tố phong phú nhất trên Trái đất, nhưng nó không có sẵn vì nó không được tìm thấy riêng lẻ trong tự nhiên, mà là nó được sản xuất từ các chất khác có chứa hydro, chẳng hạn như nước, than đá và khí tự nhiên. Cách lý tưởng để sản xuất nó là lấy trực tiếp từ nước (có mặt ở 70% bề mặt trái đất) thông qua một quá trình gọi là điện phân, bao gồm sự phân hủy các phân tử nước (H2O), phân hủy thành oxy (O2) và hydro (H2).
Tuy nhiên, đây thường là một quy trình tốn kém, đòi hỏi nhiều điện (không phải từ các nguồn tái tạo trong hầu hết các trường hợp) để cấp điện cho các máy điện phân. Khó khăn trong việc thu được hydro sạch 100% đã khiến các nhà sản xuất phải phân loại các sản phẩm thu được theo giá trị bền vững của chúng. Do đó, hydro xám, hiện đang được sử dụng rộng rãi nhất, lại kém thân thiện với môi trường nhất vì việc sản xuất nó tiếp tục cần nhiên liệu hóa thạch.
Thay vào đó, "hydro xanh hoặc carbon thấp" vẫn yêu cầu nhiên liệu hóa thạch nhưng thải ra ít carbon hơn vì nó được loại bỏ thông qua một quá trình được gọi là "thu giữ và lưu trữ". Lựa chọn xanh nhất là “hydro xanh” được sản xuất từ năng lượng tái tạo, một giải pháp thay thế bền vững 100% nhưng ít phổ biến nhất trên thị trường.
Chi phí sản xuất hydro là bao nhiêu?
Nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí chuyên ngành Năng lượng tự nhiên đã đặt ra mục tiêu định lượng chi phí sản xuất hydro từ điện (thông qua quá trình điện phân) để xác định xem đó có phải là một giải pháp thay thế khả thi về mặt thương mại hay không. Để làm điều này, các nhà nghiên cứu đã thu thập dữ liệu về chi phí và giá cả của hydro và so sánh nó với giá điện trên thị trường bán buôn và dữ liệu cả năm về sản xuất điện gió ở Đức và Hoa Kỳ.
Ông kết luận rằng một hệ thống hybrid (tạo ra hydro từ năng lượng tái tạo, điển hình là gió hoặc mặt trời) nó có thể có lãi từ 3,23 euro mỗi kg. Tuy nhiên, nghiên cứu tương tự lưu ý rằng chi phí của máy điện phân đang giảm đáng kể, điều này có thể làm giảm đáng kể chi phí sản xuất hydro từ các nguồn tái tạo, đại diện cho "một thập kỷ rưỡi" về tính bền vững của năng lượng.
Trên thực tế, theo Javier Bray, chủ tịch Hiệp hội Năng lượng Hydro Tây Ban Nha, nó hoàn toàn khả thi. Điện phân là phương pháp thứ hai trên thế giới để sản xuất hydro ở quy mô công nghiệp. Hơn nữa, đây là một phương pháp sạch và chi phí của nó tỷ lệ thuận với lượng điện sử dụng trong quá trình sản xuất. Đối với chuyên gia, giá trị thấp hơn 2,5 cent mỗi kWh cung cấp cho chúng tôi giá khoảng 2,5 euro mỗi kg, làm cho nó trở thành một giải pháp khả thi để khử cacbon trong các lĩnh vực như công nghiệp, giao thông vận tải hoặc năng lượng.
Advantage
Mặc dù hiện tại nó được sản xuất ít nhất trên thị trường, nhưng nó có những lợi thế to lớn nằm trong tiềm năng to lớn của nó:
- giảm phát thải: Việc sản xuất và sử dụng hydro xanh không thải ra carbon dioxide hoặc các chất gây ô nhiễm cục bộ khác, góp phần trực tiếp vào việc giảm phát thải khí nhà kính và giúp chống lại biến đổi khí hậu.
- Lưu trữ năng lượng hiệu quả: Hydro xanh có thể được lưu trữ dễ dàng, khiến nó trở thành một giải pháp hấp dẫn để lưu trữ năng lượng tái tạo vào những thời điểm khi nhu cầu thấp và sản lượng cao.
- nhiều ứng dụng: Nó có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu, làm nhiên liệu cho máy phát điện trong các ngành công nghiệp và làm nguyên liệu thô trong sản xuất hóa chất và phân bón.
- Độc lập về năng lượng: Bằng cách dựa vào các nguồn năng lượng tái tạo để sản xuất, hydro xanh giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu và biến động giá liên quan đến các nguồn tài nguyên không thể tái tạo này.
- Nhiên liệu sạch cho công nghiệp: Hydro xanh cung cấp tùy chọn nhiên liệu sạch và bền vững cho ngành công nghiệp, do đó giảm tác động đến môi trường và góp phần chuyển đổi sang nền kinh tế carbon thấp.
Tôi hy vọng rằng với thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về các vấn đề của hydro xanh, đặc điểm và lợi thế của nó.