Cơ sở lưu trữ hydro tại một nhà máy điện. Ảnh: DLR

Theo SCMP, tiềm năng trong lĩnh vực năng lượng sạch của hydro từ lâu đã được nhận biết trong ngành điện. Tuy nhiên cho tới nay, việc thương mại hóa nguồn năng lượng này vẫn chưa diễn ra.

Giải thích cho việc này, giám đốc phân tích và rủi ro châu Á của công ty tư vấn bảo hiểm WTW Kevin Snowdon cho biết, nguyên nhân là vì việc chuyển sang sử dụng hydro hiện không mang lại bất kỳ lợi ích kinh tế nào.

Hiện tại, ngành công nghiệp điện mới chỉ có khả năng nâng cấp thiết bị chạy bằng 30% hydro, 70% khí đốt tự nhiên mà vẫn khả thi về mặt thương mại. Để có thể đạt được tỷ lệ 100%, các nhà máy thí điểm có thể sẽ mất thêm khoảng 5 năm nữa để chứng minh mức độ an toàn và hiệu quả. Tới thời điểm đó, hydro mới có thể được ứng dụng hàng loạt.

Tuy nhiên trước mắt, việc này đang được triển khai nhanh chóng. Hydro xanh đã được sản xuất trên phạm vi quốc tế tại các cơ sở thí điểm tách nước thành hydro và oxy bằng năng lượng tái tạo. Gã khổng lồ GE của Mỹ là một trong các công ty đã sản xuất hơn 100 tuabin khí có thể đốt một lượng hydro nhỏ cùng khí đốt trên khắp thế giới.

Vào tháng 4 vừa qua, GE cho biết đã thử nghiệm thành công dự án nâng cấp nhà máy điện từ khí đốt thành hydro đầu tiên tại Mỹ. Nằm ở Ohio, nhà máy này pha trộn 15% đến 20% hydro vào hỗn hợp nhiên liệu và có thể dần mở rộng lên 100% theo thời gian.

Trong khi đó, tập đoàn Siemens của Đức cũng đang cung cấp thiết bị cho một số nhà máy điện đang được xây dựng với mục tiêu chạy một phần hoặc hoàn toàn bằng hydro. Một trong các dự án đó chính là một nhà máy ở Lombardy, Italy với khả năng vận hành 30% hydro khi hoàn thành vào năm 2025.

Mặt khác vào tháng 6 vừa qua tại Nhật Bản, tập đoàn Mitsubishi đã tiến hành thử nghiệm thành công hỗn hợp nhiên liệu 20% hydro, 80% khí tự nhiên tại một nhà máy điện ở Georgia, Mỹ. Theo công ty này, việc kết hợp nhiên liệu có thể giúp giảm 7% lượng khí thải carbon so với khí đốt tự nhiên.

Nhà cung cấp điện CLP Power của Hong Kong (Trung Quốc) cũng đang hợp tác với tập đoàn GE của Mỹ để phát triển lộ trình khử cacbon cho việc sử dụng hydro tại các cơ sở sản xuất điện chạy bằng khí đốt của mình.

Đặc biệt khi nói đến ứng dụng năng lượng xanh, Singapore là một trong các quốc gia đi đầu. Theo ông Ankit Sachan, nhà phân tích hydro châu Á của S&P Global, khoảng 87% công suất phát điện của Singapore được đốt bằng khí đốt tự nhiên. Vào tháng 10, chính phủ nước này đã vạch ra chiến lược áp dụng hydro để đáp ứng một nửa nhu cầu điện dự kiến vào năm 2050.

Cơ sở hóa lỏng hydro tại một nhà máy của tập đoàn Kawasaki Heavy Industries tại Nhật Bản. Ảnh: Nikkei Asia

Tuy nhiên, để quá trình chuyển đổi diễn ra thuận lợi, các kỹ sư trên thế giới sẽ phải đối mặt với sự khác biệt về đặc tính đốt cháy của hydro và khí tự nhiên. Điều này đồng nghĩa với việc họ cần đánh giá thiết kế của vòi đốt và vật liệu được sử dụng để chế tạo chúng để đảm bảo tính an toàn.

Tác động đến môi trường của hydro cũng là một mối quan tâm khác. Theo một bài báo nghiên cứu của Hiệp hội Hóa học Hoàng gia Anh năm 2021, lợi ích được quảng cáo rộng rãi của hydro về việc nước là sản phẩm thải duy nhất chỉ chính xác khi nó được sử dụng trong pin nhiên liệu.

Thay vào đó, việc đốt cháy hydro có thể dẫn đến sự hình thành các nitrogen oxide. Cụ thể, nitrogen oxide là chất gây ô nhiễm không khí liên quan đến sự hình thành mưa axit, hạt mịn và ozone. Việc giảm thiếu các tác động này là có thể đạt được thông qua kiểm soát các điều kiện đốt cháy trong nồi hơi và động cơ. Tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến sản lượng điện sản xuất ra thấp hơn.

Việc xử lý các chất thải trên sau quá trình đốt cũng có thể được thực hiện nhưng chi phí và độ phức tạp của thiết kế cần được xem xét thêm. Thêm vào đó, nhu cầu sản xuất hàng loạt hydro, các phương tiện vận chuyển và lưu trữ để cho phép cung cấp nhiên liệu đầy đủ, đáng tin cậy và giá cả phải chăng là một thách thức khác.

Ông Kevin Snowdon nhận định việc chuyển từ khí tự nhiên sang hydro trở nên khó khăn là do các thách thức này góp phần gây ra rủi ro cho chuỗi cung ứng.

Tuy nhiên trong tương lai, sự thuận lợi trong chính sách có thể giúp thúc đẩy việc ứng dụng nguồn năng lượng này hơn. Theo SCMP trích dẫn ông Snowdon, “việc tăng cường các nỗ lực chống biến đổi khí hậu toàn cầu thông qua các chính sách khuyến khích sản xuất năng lượng xanh sẽ giúp hydro dần thay thế khí đốt tự nhiên trong các nhà máy điện”.