Chuyển đổi sang năng lượng sạch hơn là một nỗ lực đa phương diện đòi hỏi sự hợp tác giữa các ngành. Ảnh: Mitsubishi Power

Để đối phó với thách thức này, Mitsubishi Heavy Industries (MHI) đã công bố mục tiêu “Mission Net Zero” vào năm 2021. Một phần trong lộ trình táo bạo nhằm loại bỏ tất cả lượng khí thải CO2 khỏi hoạt động của doanh nghiệp và đạt mức phát thải ròng bằng 0 trong toàn bộ chuỗi giá trị, bao gồm cả quá trình khách hàng sử dụng sản phẩm và dịch vụ, vào năm 2040 — trước một thập kỷ so với mục tiêu đặt ra trong Thỏa thuận Paris.

Một trong những giải pháp mà MHI hướng đến để đạt được các mục tiêu về khí hậu là ủng hộ sử dụng nhiên liệu sạch, đặc biệt là hydro, có thể đốt đồng thời trong các tuabin khí để sản xuất điện, với nước là sản phẩm phụ duy nhất.

Khi đường băng cho khoản đầu tư cho công nghệ này được thiết lập, các giải pháp như công nghệ thu giữ CO2 của MHI, KM CDR ProcessTM, sẽ chiếm thị phần hàng đầu toàn cầu về khối lượng CO2 thu được từ khí thải sau đốt, có thể đáp ứng một cách toàn diện nhu cầu của các nhà máy điện hiện có trong thời gian ngắn.

Mitsubishi Power, thương hiệu giải pháp năng lượng của MHI, là công ty tiên phong trong việc phát triển hệ sinh thái hydro toàn cầu. Công ty bắt đầu sử dụng công nghệ này hơn 50 năm trước, vào những năm 1970, khi họ điều chỉnh đầu đốt khuếch tán để tạo ra điện bằng cách sử dụng khí giàu hydro từ các nhà máy lọc dầu, nhà máy thép và nhà máy sản xuất hóa chất.

Dẫn đầu cuộc cách mạng hydro

Ngày nay, Mitsubishi Power dẫn đầu cuộc cách mạng hydro trên nhiều lĩnh vực. CEO kiêm Giám đốc điều hành của Mitsubishi Power Châu Á Thái Bình Dương, Akihiro Ondo, cho biết sự đổi mới của họ trải rộng trên nhiều phương diện - từ xây dựng cơ sở hydro đầu tiên trên thế giới đến thử nghiệm nhiên liệu hỗn hợp hydro trong tuabin khí.

Vào năm 2023, công ty đã hoàn thành việc thử nghiệm thế hệ điện có hỗn hợp hydro 30% đầu tiên trên thế giới, trên một turbine khí khung lớn được kết nối với lưới điện tại Khu công nghệ hydro Takasago, sử dụng hydro được sản xuất và lưu trữ tại cùng một địa điểm. Đây là một bước tiến đáng kể, vì việc kết hợp 30% hydro vào khí tự nhiên trước khi đốt cháy cũng có thể giảm lượng khí thải thêm 10% so với việc sản xuất điện chỉ sử dụng khí đốt tự nhiên. Công viên Hydro Takasago là cơ sở công nghệ hydro tích hợp đầu tiên trên thế giới, chỉ cách Osaka hơn một giờ lái xe.

Mitsubishi Power đặt mục tiêu tham vọng hơn trong thập kỷ tới — thử nghiệm phát điện 100% bằng khí hydro trên tuabin khí làm mát khung lớn J-Series vào năm 2030.

Tuy nhiên, những nỗ lực mở rộng quy mô sản xuất điện hydro sẽ không thành công nếu không có chuỗi cung ứng và sản xuất hydro mạnh mẽ. Vào tháng 4, Mitsubishi Power đã bắt đầu vận hành pin điện phân oxit rắn (SOEC) công suất 400 kilowatt (kW) để sản xuất hydro.

Họ cũng đang nghiên cứu công nghệ thế hệ tiếp theo cho hydro xanh lam, công nghệ phân tách trực tiếp thành phần chính của khí tự nhiên, metan, thành hydro và carbon rắn.

Ondo giải thích: “Vì có thể được sản xuất bằng cơ sở hạ tầng khí đốt tự nhiên hiện có, nên hydro xanh lam mang đến một lộ trình đầy hứa hẹn để tích hợp hydro vào các khu vực có nguồn năng lượng tái tạo hạn chế, giúp sản xuất hydro xanh với chi phí thấp”.

Mitsubishi Power cũng đã có những bước tiến trong việc phát triển khả năng lưu trữ năng lượng hydro. Tại Mỹ, Tập đoàn MHI, Mitsubishi Power Americas và Chevron USA Inc đã bắt tay vào dự án Delta Lưu trữ Năng lượng Sạch Tiên tiến (ACES) để sản xuất, lưu trữ và cung cấp hydro xanh.

Trong giai đoạn đầu tiên, hai hang muối sẽ lưu trữ hơn 300 gigawatt giờ (GWh) năng lượng sạch có thể điều khiển được dưới dạng hydro. Hydro có thể được cung cấp cho dự án nhà máy điện “IPP Renewed” của Cơ quan Điện lực Intermountain gần đó và được chuyển đổi khi cần thiết.

Theo Ondo, sẽ cần hơn 40.000 container vận chuyển pin lithium-ion để lưu trữ lượng năng lượng mà một hang muối hydro có thể chứa, tương đương với toàn bộ lượng năng lượng bị cắt giảm hàng tháng của toàn bang California.

Thúc đẩy việc áp dụng hydro trên toàn cầu

Trong nỗ lực đạt mức phát thải ròng bằng 0, thế giới đang nhìn nhận Châu Á là khu vực phát triển nhanh nhất với mật độ dân số cao, nơi sẽ cần rất nhiều năng lượng và tài nguyên để phát triển.

Cân bằng các mục tiêu phát thải với nhu cầu điện ngày càng tăng sẽ là thách thức lớn. Chỉ riêng ở Đông Nam Á, mức tiêu thụ năng lượng được dự đoán sẽ tăng 210% từ năm 2018 đến năm 2050.

Ondo nhấn mạnh rằng phải có sự kết hợp của nhiều yếu tố để thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng và cuộc cách mạng hydro. “Không thể có viên đạn bách phát bách trúng cho mục tiêu này”, ông nói.

Tại Singapore, nơi khí đốt tự nhiên chiếm ưu thế trong cơ cấu năng lượng, hydro sẵn sàng đóng một vai trò quan trọng vì chính phủ đã lên kế hoạch sử dụng nó để đáp ứng một nửa nhu cầu điện của cả nước vào năm 2050.

Các tiêu chuẩn phát thải mới của Cơ quan Thị trường Năng lượng (EMA) sẽ yêu cầu các tổ máy phát điện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch phải sẵn sàng cho ít nhất 30% hydro, với khả năng trang bị thêm trong tương lai để đạt được mức 100% hydro. Vào ngày 4 tháng 6, EMA đã kêu gọi các đề xuất mới để xây dựng và vận hành hai nhà máy điện chạy bằng hydro vào năm 2030.

Mitsubishi Power hiện đang hợp tác với công ty con Meranti Power của EMA cũng như Cơ sở hạ tầng Keppel và Sembcorp Industries U96 0,22% để xây dựng các nhà máy điện chạy bằng hydro và cung cấp tua-bin khí. Dự án Meranti Power dự kiến ​​sẽ bắt đầu vận hành vào năm 2025, hai dự án còn lại sẽ bắt đầu vào năm sau.

Tiến trình cũng đang được thực hiện ở những nơi khác trong khu vực. Thông qua thoả thuận giữa MHI và nhà sản xuất điện lớn nhất Thái Lan - Cơ quan Phát điện Thái Lan (EGAT), Mitsubishi Power đang dẫn đầu các nghiên cứu khả thi về công nghệ đồng đốt hydro ở Thái Lan. Nghiên cứu tương tự đang được tiến hành ở Malaysia và Indonesia như một phần trong quan hệ đối tác chiến lược của Mitsubishi Power với nhà sản xuất điện tại các thị trường đó.

Tuy nhiên, hầu hết các dự án hydro đều đang ở giai đoạn sơ khai và Cơ quan Năng lượng tái tạo quốc tế ước tính rằng chi phí sản xuất hydro đắt hơn khoảng hai đến ba lần so với dầu và khí tự nhiên. Theo Hội đồng Hydro, khoảng trống đầu tư hydro trị giá 380 tỷ USD (516 tỷ USD) cần phải được lấp đầy vào năm 2030 để đạt được mục tiêu net zero.

Ondo nhấn mạnh rằng việc bổ sung hydro bằng các giải pháp khử carbon khác như giải pháp thu giữ và sử dụng carbon (CCUS), hệ thống năng lượng tái tạo và các nhiên liệu thay thế khác như amoniac và sinh khối sẽ là chìa khóa để đảm bảo quá trình chuyển đổi năng lượng phù hợp với nhu cầu cụ thể của từng quốc gia và khu vực.

Ondo lưu ý: “Chuyển đổi năng lượng sạch là một nỗ lực nhiều mặt, đòi hỏi sự hợp tác giữa các lĩnh vực”. “Các tổ chức tài chính và khu vực tư nhân phải ưu tiên đầu tư bền vững, trong khi chính phủ cần tạo ra các khuôn khổ và chính sách pháp lý phù hợp”.

Ông nhấn mạnh rằng ngay cả khi dự án ACES Delta sở hữu tất cả các yếu tố lý tưởng, thì thành công của nó vẫn phụ thuộc vào việc bảo trợ khoản vay trị giá hơn 500 triệu USD từ Văn phòng Chương trình Cho vay của Bộ Năng lượng Mỹ - khoản vay đầu tiên trong hơn một thập kỷ.

Ở Châu Á Thái Bình Dương, việc tăng cường sử dụng hydro đặt ra những thách thức khác nhau. Cần có sự hợp tác mạnh mẽ giữa các bên liên quan để khuyến khích các dự án tiên phong tương tự.

Vì sao các dự án hydro xanh ở Trung Quốc phát triển mạnh?

Thúc đẩy tăng trưởng và đầu tư chiến lược ngành hydro xanh toàn cầu

Kuwait công bố phát hiện dầu khổng lồ

Đức đổ bộn tiền cho các dự án hydro xanh

Điện gió ngoài khơi mở đường cho hydro sạch?