Hydro xanh được xem là “ứng viên” sáng giá mà giới nghiên cứu hướng tới trong bối cảnh nhân loại đang dần tìm cách loại bỏ nhiên liệu hóa thạch. Nhưng ít ai biết rằng, hydro hồng – sản xuất bằng năng lượng hạt nhân – cũng là một giải pháp đầy hứa hẹn, dường như đang bị lãng quên.
EDF Energy cho rằng, hydro sản xuất từ năng lượng hạt nhân có thể đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng.
Sứ mệnh của hydro
Các quốc gia trên toàn thế giới hơn một lần đã đưa vấn đề năng lượng hạt nhân vào các chương trình nghị sự, có kế hoạch xây dựng một số nhà máy điện hạt nhân mới trên toàn cầu. Động thái này chủ yếu để đối phó với cuộc xung đột Nga – Ukraine dẫn đến mất an ninh năng lượng, song nó cũng chứng tỏ thế giới đang tiếp tục phụ thuộc vào dầu khí của một số cường quốc.
Từ ông chủ Tesla Elon Musk tới Chủ tịch Ủy ban châu Âu Ursula von der Leyen, trong vài năm qua, rất nhiều người nổi tiếng và giới khoa học đã đề cập đến vai trò của hydro trong quá trình chuyển đổi sang nguồn năng lượng bền vững hơn.
Elon Musk bày tỏ sự hoài nghi về tính hữu ích của hydro, nhưng nhiều người cho rằng, hydro có thể làm giảm lượng khí thải trong nhiều lĩnh vực quan trọng như vận tải biển, hàng không, công nghiệp nặng. Trong khi đó, các nhà khoa học xác định hydro có tầm quan trọng đặc biệt, là một nguồn nhiên liệu sạch bảo đảm tương lai giảm thiểu carbon.
Hydro đóng vai trò quan trọng trong chuyển đổi sang nhiên liệu bền vững
Trong những năm gần đây, nhiều công ty đã chạy đua để phát triển các dự án hydro xanh nhằm duy trì tính cạnh tranh khi ngày càng có nhiều quốc gia tìm kiếm các giải pháp thay thế cho khí đốt tự nhiên, dầu diesel và nhiên liệu máy bay.
Hydro xanh được nhiều người coi là nguồn năng lượng tái tạo có tiềm năng thay thế nhiên liệu hóa thạch. Trong khi hydro xám và xanh dương sử dụng khí đốt tự nhiên trong quá trình sản xuất, thì hydro xanh dựa vào quá trình điện phân được cung cấp bởi các nguồn năng lượng tái tạo, trong đó nước được phân tách thành hydro và oxy.
Hiện tại, hầu hết việc sản xuất hydro tiếp tục dựa vào khí đốt tự nhiên, vì sản xuất hydro xanh rất tốn kém. Hydro màu hồng được sản xuất bằng năng lượng hạt nhân, cũng khiến nó không có carbon.
Nhiều quốc gia đang tìm cách trở nên độc lập hơn về năng lượng, với nhiều lựa chọn năng lượng tái tạo hơn. Bởi vậy, hydro hồng có thể là một trong những nguồn năng lượng chính của tương lai.
Hơi nước bốc lên từ tháp giải nhiệt của Nhà máy Điện hạt nhân EDF ở Cruas, Pháp
Tương lai nào cho hydro hồng?
Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), vào năm 2021, sản lượng hydro phát thải thấp chiếm chưa đến 1% sản lượng hydro trên toàn thế giới. Rachael Rothman, đồng giám đốc của Trung tâm tương lai bền vững Grantham tại Đại học Sheffield, tin rằng hydro hồng có thể cung cấp một giải pháp thay thế rất cần thiết cho hydro xanh, hỗ trợ ngành công nghiệp mở rộng nhanh hơn.
Rothman giải thích: “Nếu bạn tách nước, bạn sẽ thu được hydro và oxy. Nhưng việc tách nước cần năng lượng. Hydro màu hồng là tách nước bằng cách sử dụng năng lượng hạt nhân. Do đó, toàn bộ hệ thống có hàm lượng carbon thấp, bởi vì không có carbon trong nước. Nguồn năng lượng cũng có hàm lượng carbon rất thấp vì nó là hạt nhân”.
Tại Vương quốc Anh, EDF Energy đang thảo luận về ý tưởng sản xuất hydro hồng tại Nhà máy Hạt nhân Sizewell C 3,2 GW đã được phê duyệt gần đây.
EDF tuyên bố trên trang web của mình: “Tại Sizewell C, chúng tôi đang khám phá cách có thể sản xuất và sử dụng hydro theo nhiều cách. Đầu tiên, nó có thể giúp giảm lượng khí thải trong quá trình xây dựng nhà máy điện. Thứ hai, một khi Sizewell C hoạt động, chúng tôi hy vọng sẽ sử dụng một phần nhiệt mà nó tạo ra (cùng với điện) để tạo ra hydro hiệu quả hơn”. EDF tin rằng hydro được sản xuất bằng năng lượng hạt nhân sẽ đóng vai trò chính trong quá trình chuyển đổi năng lượng.
Bộ Năng lượng (DoE) Mỹ đang đầu tư hàng tỉ USD để giúp giảm chi phí và tăng quy mô hydro sạch, tìm đến các nhà máy hạt nhân của Mỹ để hỗ trợ sản xuất. Các lò phản ứng hạt nhân truyền thống và tiên tiến có thể cung cấp nhiệt và điện liên tục cần thiết để sản xuất hydro ít phát thải. DoE tin rằng điều này cũng có thể giúp thu hút sự hỗ trợ cho việc phát triển các nhà máy hạt nhân mới.
Người ta ước tính rằng, một lò phản ứng hạt nhân 1.000 MW có thể hỗ trợ sản xuất 150.000 tấn hydro mỗi năm, có thể được sử dụng cho sản xuất phân bón, lọc dầu, sản xuất thép, thiết bị xử lý vật liệu, phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu, nhiên liệu tổng hợp không chứa carbon.
Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) đã phát triển Chương trình Đánh giá kinh tế hydro (HEEP) để hỗ trợ phát triển các dự án hydro hồng trên toàn thế giới. Đây là một công cụ miễn phí đánh giá hiệu quả kinh tế của việc sản xuất hydro hồng quy mô lớn. Trong khi đó, Cơ quan Năng lượng hạt nhân, Viện Năng lượng hạt nhân, Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho, Tập đoàn Năng lượng hạt nhân Emirates, IAEA, các tổ chức phi chính phủ đến từ Canada, Phần Lan, Pháp, Nhật Bản, Hàn Quốc, Các Tiểu vương quốc Arập Thống nhất, Anh, Mỹ, đã có những đóng góp để khuyến khích phát triển nhiều dự án hydro hồng hơn.
Những lợi ích chính của việc sử dụng năng lượng hạt nhân trong sản xuất hydro bao gồm giảm chi phí sản xuất và giảm lượng khí thải. Để sản xuất hydro hồng, điện sẽ được tạo ra bằng cách sử dụng năng lượng hạt nhân để điện phân nước. Trong khi hydro xanh được sản xuất bằng cách sử dụng năng lượng tái tạo với hệ số công suất 20-40%, nhưng hydro hồng sẽ sử dụng năng lượng hạt nhân với hệ số công suất tới 90%, do đó giảm nhiều chi phí. Hơn nữa, lượng khí thải carbon của hydro hồng được cho là tương tự như lượng khí thải carbon của hydro xanh sử dụng năng lượng tái tạo.
Mặc dù, ở thời điểm hiện tại, người ta chưa nói nhiều về hydro hồng, nhưng thế giới có thể sẽ chứng kiến sự gia tăng đáng kể các dự án hydro hồng được sản xuất bằng năng lượng hạt nhân trong những năm tới, khi nhiều quốc gia một lần nữa tìm cách tăng công suất năng lượng hạt nhân như một phần của quá trình chuyển đổi xanh.
Hydro hồng có thể sẽ đạt được “lực kéo” giống như hydro xanh, khi các công ty năng lượng và chính phủ trên toàn thế giới tìm kiếm các giải pháp thay thế nhiên liệu hóa thạch, trong đó hydro là nhiên liệu được sử dụng linh hoạt, rộng rãi.
Một lò phản ứng hạt nhân 1.000 MW có thể hỗ trợ sản xuất 150.000 tấn hydro mỗi năm, có thể được sử dụng cho sản xuất phân bón, lọc dầu, sản xuất thép, thiết bị xử lý vật liệu, phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu, nhiên liệu tổng hợp không chứa carbon.
Minh Quân
https://petrotimes.vn/hydro-hong-giai-phap-day-hua-hen-682406.html
