Nhiên liệu của tương lai thay thế dầu mỏ

Dầu mỏ được ví như "vàng đen" vì mức độ quan trọng của nhiên liệu này đối với nền kinh tế. Tuy nhiên, dầu mỏ không phải là nguồn tài nguyên vô hạn và đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt. Chính vì vậy, chúng ta buộc phải tìm kiếm những nguồn năng lượng sạch và đem lại hiệu quả kinh tế tốt hơn để thay thế cho dầu mỏ.

Theo khảo sát của LiveScience, hydro đang đứng đầu danh sách những nguồn năng lượng có thể thay thế dầu mỏ. Hydro có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống như thay thế cho xăng làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa và ô tô.

Ngoài ra, hydro còn được sử dụng trong pin nhiên liệu, cung cấp năng lượng cho động cơ điện, làm nguyên liệu để sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ... Sử dụng loại năng lượng này cũng góp phần lớn vào việc giảm ô nhiễm môi trường.

Hydro đang đứng đầu danh sách những nguồn năng lượng có thể thay thế dầu mỏ (Ảnh: Emerson).

Với nhiều ứng dụng, hydro đang được kỳ vọng trở thành nguồn nhiên liệu sạch của tương lai và có thể chiếm từ 12% đến 20% nhu cầu năng lượng toàn cầu vào năm 2050.

Hiện có nhiều loại hydro khác nhau. Trong đó, hydro xám là dạng hydro phổ biến nhất, được tạo ra từ khí methane và hiện chiếm phần lớn sản lượng trên toàn thế giới đạt 90 triệu tấn. Tuy nhiên, hydro xám lại là dạng hydro kém bền vững nhất.

Hydro xanh được xem là loại khí hydro thương mại thân thiện với môi trường, được tạo ra bằng cách sử dụng năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, gió, nước... Tuy nhiên, sản xuất loại khí này vẫn ở quy mô nhỏ và tốn kém nhiều chi phí.

Loại năng lượng này vẫn ở giai đoạn sơ khai nhưng sở hữu tiềm năng phát triển lớn bởi có lượng khí thải carbon rất thấp. Không những vậy hydro xanh còn có nhiều ứng dụng tiềm năng trong việc giảm thiểu khí thải carbon trong các ngành công nghiệp, góp phần hạn chế tác động của biến đổi khí hậu.

Các chuyên gia trong ngành đánh giá, hydro xanh là giải pháp nhiên liệu sạch. Các chuyên gia dự kiến sản lượng hydro xanh sẽ tăng lên đáng kể trong tương lai khi các nước tập trung đầu tư để giải quyết bài toán năng lượng và vấn đề biến đổi khí hậu.

"Chìa khóa" trong quá trình chuyển dịch năng lượng

Lợi ích hàng đầu của việc sử dụng hydro làm nhiên liệu là không phát thải khí CO2. Khi phản ứng với oxy, hydro chỉ tạo ra điện, nước và nhiệt. Bên cạnh đó, hydro cũng tạo ra mật độ năng lượng cao và mở ra tiềm năng sử dụng hydro như một nguồn tài nguyên phục vụ nhu cầu năng lượng lâu dài trong tương lai.

Hydrogen có hàm lượng năng lượng cao hơn 300% so với xăng, khi được sử dụng trong pin nhiên liệu, "chất thải" duy nhất được tạo ra là nước. Chính vì vậy, các nhà hoạch định chính sách đang xem xét đẩy mạnh đầu tư vào nguồn nhiên liệu này trong cuộc đua đạt mức phát thải ròng bằng 0.

Không chỉ vậy, hydro còn có tiềm năng lưu trữ lớn. Lượng năng lượng được sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió có thể bị ảnh hưởng do điều kiện thời tiết.

Nhà máy điện phân tại thành phố Lingen, Đức (Ảnh: RWE)

Việc chuyển đổi năng lượng tái tạo thành hydro giúp lưu trữ đồng thời giúp ổn định mạng lưới năng lượng. Hydro cũng có thể được lưu trữ trong thời gian dài mà không bị thất thoát như các loại năng lượng khác.

Theo dữ liệu từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), công suất sản xuất hydrogen toàn cầu vào năm 2022 là 95 triệu tấn/năm, tập trung vào công nghiệp và lọc dầu. Theo kịch bản của IEA, sản lượng hydro hàng năm sẽ cần tăng khoảng 350% vào năm 2050, lên 430 triệu tấn/năm.

Thị trường tỷ USD

Với tiềm năng phát triển lớn, nhiều nước đang tăng cường đầu tư vào hydro. Thị trường sản xuất hydrogen dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ hàng năm là 9,2% cho đến năm 2030.

Theo cơ sở dữ liệu các dự án hydro của IEA, thị trường hydro xanh có trị giá 676 triệu USD vào năm 2022. Các chuyên gia dự đoán con số này có thể đạt 7,3 tỷ USD vào năm 2027.

Nhờ những tiến bộ về công nghệ điện phân và pin nhiên liệu, việc sản xuất hydro xanh đang dần trở thành nguồn năng lượng của hiện tại và tương lai. Đạo luật Giảm lạm phát (IRA) ở Mỹ cũng đưa ra các khoản trợ cấp để sản xuất hydro xanh và tiếp tục đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng của thị trường.

Theo báo cáo về địa chính trị của Cơ quan Năng lượng tái tạo quốc tế (IRENA), từ năm 2022 đến 2030 sẽ có khoảng 160 tỷ USD được đầu tư vào lĩnh vực năng lượng tái tạo và một nửa trong số đó dành cho hydro xanh.

IRENA cũng ước tính mức tiêu thụ hydro hàng năm sẽ tăng từ 100 triệu tấn lên mức hơn 600 triệu tấn vào năm 2050. Cơ quan này ước tính quy mô thị trường có thể lên tới khoảng 700 tỷ USD.

Ông Francesco La Camera, Tổng giám đốc IRENA, từng khẳng định rằng: "Hydro xanh sẽ đa dạng hóa nguồn cung, dẫn đến việc chia sẻ quyền lực cho nhiều bên hơn. Với sự hợp tác quốc tế, thị trường có thể mở rộng hơn nữa".

Xưởng đóng tàu Myklebust tại Na Uy đã đóng tàu chạy bằng hydro lớn nhất thế giới (Ảnh: Myklebust).

Năm 2017, chỉ có Nhật Bản lên kế hoạch đầu tư cho hydro nhưng hiện nay đã có khoảng 40 quốc gia có kế hoạch phát triển loại năng lượng này. Chính phủ các nước và các công ty đã cùng tập hợp để thúc đẩy phát triển nền kinh tế dựa trên hydro.

Chính phủ Nhật Bản, Hàn Quốc, Anh, Mỹ, Trung Quốc hay Liên minh châu Âu (EU) đều đang xây dựng các chiến lược và dự án sử dụng hydro. Các công ty cũng đang tìm cách phát triển nguồn năng lượng này. Trung tâm hydro xanh công nghiệp đầu tiên trên thế giới đang được xây dựng tại bang Utah (Mỹ) và dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào năm 2025.

Đối với lĩnh vực khai thác mỏ, hydro xanh sẽ trở thành một phần không thể thiếu trong quá trình chuyển đổi sang hệ thống năng lượng tái tạo.

"Hydro còn nhiều hứa hẹn trong tương lai. Các công ty khai thác mỏ đang tích cực khám phá và thúc đẩy một loạt sáng kiến nhằm ứng dụng hydro xanh trong chiến lược năng lượng và kinh doanh mới của mình", ông Andrew Wilson, Giám đốc phụ trách Úc và New Zealand của công ty dịch vụ tư vấn dss+ Consulting, chia sẻ với Green Review.

Tuy nhiên, IEA cho rằng việc khai thác loại tài nguyên này vẫn chưa đủ. IEA cảnh báo nhu cầu năng lượng sẽ sớm đạt đỉnh và kêu gọi các nước, các công ty khai thác hành động nhanh hơn.

Thị trường hydro xanh có thể đạt 7,3 tỷ USD vào năm 2027 (Ảnh: Track insight).

Ông Geoffrey Ellis, chuyên gia của Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ ước tính rằng hiện có hàng chục tỷ tấn hydro trên toàn cầu. Ông cho biết hầu hết các mỏ hydro tự nhiên thường ở rất xa ngoài khơi hoặc nằm rất sâu dưới lòng đất nên sẽ tốn nhiều chi phí để khai thác. Tuy nhiên nếu biết cách khai thác thì nó sẽ mang lại một lượng khí hydro tự nhiên lớn và có giá trị cao.

Năng lượng tái tạo là trụ cột chính để loại bỏ carbon cho nền kinh tế thế giới. ING kỳ vọng công suất năng lượng tái tạo sẽ tăng trưởng mạnh mẽ hơn nữa trong tương lai. Trong 2 thập kỷ qua, chi phí năng lượng tái tạo đã giảm mạnh và năng lượng tái tạo đang chuyển sang một thị trường rộng lớn hơn. Theo IEA, công suất điện năng lượng tái tạo toàn cầu đã liên tục tăng trưởng mạnh mẽ trong 22 năm qua.

IEA ước tính rằng thế giới có thể đạt được 4.700 GW công suất năng lượng tái tạo vào cuối năm 2024 so với mức tăng công suất từ hơn 4.100 GW của năm 2023. Cơ quan này cho rằng nếu theo chính sách và điều kiện thị trường dự kiến hiện nay thì công suất năng lượng tái tạo toàn cầu có thể tăng gấp 2,5 lần vào năm 2030.

Theo Dân trí

Công ty Điện lực ACWA Power phát triển dự án hydro xanh lớn nhất ở Indonesia

Hydro tự nhiên sẽ cách mạng hóa tương lai carbon thấp?

[PetroTimesMedia] Du thuyền “siêu sang” chạy bằng pin hydro đầu tiên trên thế giới