Trong bối cảnh các quốc gia đẩy mạnh quá trình chuyển đổi xanh, ứng phó với các thách thức từ biến đổi khí hậu, một trong các vấn đề được đặc biệt quan tâm là tìm kiếm các nguồn năng lượng xanh, năng lượng bền vững.
Tiềm năng của hydro như một loại nhiên liệu không carbon hay còn gọi là hydro xanh đã và đang tạo ra xu hướng đầu tư phát triển năng lượng sạch ở nhiều nước.
Đẩy mạnh đầu tư vào năng lượng hydro
Đầu máy xe lửa chạy bằng năng lượng hydro công suất lớn đầu tiên của Trung Quốc đang được thử nghiệm trên đường ray và dự kiến sớm được đưa vào vận hành. Với một pin nhiên liệu hydro và một pin lithi, có nhiều chế độ cung cấp điện, đầu máy giúp giảm đáng kể lượng khí thải gây ô nhiễm không khí và khí nhà kính.
Ở quy mô rộng hơn, với việc đạt được những bước tiến đáng kể trong việc thúc đẩy năng lượng xanh, Trung Quốc đã sẵn sàng hoàn thành các mục tiêu quốc gia về hydro trước thời hạn. Một thống kê cho thấy sản lượng hydro xanh của Trung Quốc đang trên đà vượt mức 200.000 tấn - mục tiêu do nước này đề ra cho năm 2025. Trung Quốc dự kiến lắp đặt các nhà máy điện phân hydro với công suất gần 2,5 GW vào cuối năm nay.
Nhật Bản đã đưa ra Chiến lược Hydro, mục tiêu là tăng nguồn cung hydro đạt 3 triệu tấn vào năm 2030, 12 triệu tấn vào năm 2040 và khoảng 20 triệu tấn trong năm 2050. Để thực hiện mục tiêu này, Nhật Bản đã thực hiện kế hoạch huy động từ khu vực công và tư nhân 15.000 tỷ Yen (107 tỷ USD) đầu tư phát triển nguồn cung hydro.
Tại châu Âu, trong tháng 6 vừa qua, công ty McPhy đã khánh thành nhà máy đầu tiên sản xuất năng lượng hydro tại Pháp.
Trước đó, vào tháng 5, Đức thông qua dự luật đẩy nhanh việc phát triển năng lượng hydro.
Trên bình diện khu vực, Liên minh châu Âu đặt mục tiêu sản xuất 10 triệu tấn hydro không carbon vào năm 2030, trong khi nhập khẩu một lượng tương đương.
Ở Mỹ, Tổng thống Joe Biden đã dành 8 tỷ USD để tạo ra các "trung tâm hydro" - cụm doanh nghiệp sản xuất và sử dụng nhiên liệu này. Các doanh nghiệp và chính quyền đang tiếp tục thảo luận về các vấn đề liên quan ưu đãi thuế nhằm thúc đẩy hoạt động sản xuất năng lượng hydro.
Tiềm năng của hydro như một loại nhiên liệu không carbon đã và đang tạo ra xu hướng đầu tư phát triển năng lượng sạch ở nhiều nước. Các doanh nghiệp và quốc gia có kế hoạch xây dựng gần 1.600 nhà máy để sản xuất hydro.
Thị trường hydro xanh toàn cầu đang có sự tăng trưởng đáng kể. Tính đến năm 2024, quy mô thị trường đã vượt quá 6,5 tỷ USD và dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm trên 31% từ năm 2024 đến năm 2032.
Theo Bloomberg, nguồn cung hydro xanh sẽ tăng vọt gấp 30 lần, lên 16,4 triệu tấn mỗi năm vào năm 2030 nhờ chính sách hỗ trợ và đường ống dự án đang hoàn thiện.
Mỹ dự kiến sẽ trở thành nhà sản xuất hydro sạch lớn nhất vào năm 2030, chiếm gần 37% nguồn cung toàn cầu. Trung Quốc, châu Âu và Mỹ có thể chiếm hơn 80% nguồn cung hydro sạch vào cuối thập kỷ này.
Sự tăng trưởng của lĩnh vực năng lượng hydro trong tương lai được thúc đẩy bởi các tiêu chuẩn phát thải nghiêm ngặt, đầu tư ngày càng tăng vào cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo và nhu cầu ngày càng tăng đối với các giải pháp thay thế năng lượng sạch.
(Ảnh: Getty)
Thách thức với ngành năng lượng hydro
Rõ ràng hydro xanh có tiềm năng lớn trong việc thay thế nhiên liệu hóa thạch cũng như góp phần vào quá trình chuyển đổi xanh trên toàn cầu. Tuy nhiên, với một ngành năng lượng mới, đòi hỏi nhiều vấn đề về hạ tầng, kĩ thuật và các yêu cầu cao đi kèm, việc tiến tới một nền kinh tế hydro xanh vẫn còn đang gặp những khó khăn nhất định.
Những khó khăn đối với việc phát triển năng lượng hydro xanh bao gồm các mặt kinh tế, kỹ thuật, xã hội và chính sách.
Chi phí là thách thức lớn nhất. Hiện nay, chi phí để sản xuất hydro xanh đắt gấp 4 lần so với chi phí sản xuất hydro từ khí đốt tự nhiên vốn sản sinh nhiều khí thải nhà kính. Bên cạnh đó là các chi phí về cơ sở hạ tầng, đường ống vận chuyển. Không giống như khí đốt tự nhiên hoặc dầu, hiện vẫn chưa có hệ thống vận chuyển hydro toàn cầu. Vận chuyển hydro đòi hỏi phải làm lạnh siêu tốc, nén hoặc vận chuyển dưới dạng khác dễ lưu trữ và bảo quản hơn.
Mặc dù có tới khoảng 1.600 nhà máy sản xuất hydro được lên kế hoạch xây dựng nhưng có một vấn đề là phần lớn những dự án đó chưa nhận được sự quan tâm của các khách hàng. Theo Bloomberg, chỉ có 12% nhà máy hydro được coi là ít carbon sẽ có khách hàng ký hợp đồng sử dụng nhiên liệu.
Các dự án hydro xanh sẽ yêu cầu một lượng đáng kể điện tái tạo và nước làm nguồn cung cấp đầu vào cho các thiết bị điện phân. Tuy nhiên, việc này có thể sẽ gây áp lực về phân bổ diện tích đất cho sản xuất hydro và nguồn cung cấp nước. Ở một số quốc gia nghèo với nguồn cung cấp năng lượng không đầy đủ, sự có mặt của các dự án sản xuất hydro xanh có thiết kế thiếu hài hòa có thể dẫn tới gia tăng sự mất cân bằng xã hội.
Sự thiếu hụt các tiêu chuẩn quốc tế và các quy định liên quan đến hydro xanh hiện đang là một trở ngại lớn. Mặc dù hydro đang là một thị trường tiềm năng mới nổi và đang phát triển, hiện vẫn chưa có tiêu chuẩn quốc tế nào đề cập đến vấn đề sản xuất và sử dụng hydro.
Việc mở rộng cơ sở hạ tầng và thị trường hydro sẽ cần sự chấp nhận rộng rãi của công chúng - vốn là một thách thức đối với bất kỳ nguồn năng lượng nào khi mới được phát triển.
Hydro vốn dễ cháy trong không khí và mật độ năng lượng thấp hơn xăng hoặc khí tự nhiên. Hydro cũng dễ dàng rò rỉ ra ngoài không khí thông qua những khoảng trống nhỏ nhất trong các đường ống. Điều này sẽ là những cản trở với người dân khi tiếp cận nguồn năng lượng mới này.
Sản xuất hydro xanh từ các nguồn năng lượng tái tạo được xem là một giải pháp tiềm năng để đạt mục tiêu giảm khí thải carbon trong các ngành công nghiệp, thúc đẩy sự phát triển của các nguồn năng lượng tái tạo và đảm bảo an ninh năng lượng cho các quốc gia. Tuy nhiên, các quốc gia sẽ phải nghiên cứu kỹ những thách thức để có lời giải phù hợp cho việc xây dựng một thị trường hydro xanh, tùy thuộc vào tiềm lực, khả năng của mỗi nước.
