Hydrogen xanh: Tiềm năng lớn, bài toán lớn

Không phải “lời giải” cho mọi lĩnh vực

Hydro tự nhiên có thể trở thành một nguồn năng lượng mới đầy tiềm năng trong tương lai. Ảnh: ĐVCC

Trong tiến trình chuyển dịch năng lượng, hydrogen xanh được kỳ vọng góp phần giảm phát thải tại những lĩnh vực khó điện khí hóa như công nghiệp nặng, hóa chất, giao thông đường dài và sản xuất nhiên liệu.

Tuy nhiên, theo PGS.TS Phạm Hoàng Lương, giảng viên cao cấp Đại học Bách khoa Hà Nội, Phó Chủ tịch Hiệp hội Năng lượng sạch Việt Nam, hydrogen xanh cần được đặt trong tổng thể các giải pháp giảm phát thải, thay vì xem đây là nguồn năng lượng có thể thay thế mọi loại nhiên liệu.

Trước hết phải nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng; tiếp đó tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo và đẩy mạnh điện khí hóa các khu vực tiêu thụ cuối cùng. Chỉ khi những giải pháp này vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu giảm phát thải, hydrogen xanh mới phát huy vai trò tại các lĩnh vực khó hoặc không thể điện khí hóa.

Cách tiếp cận này cho thấy hydrogen xanh không phải một “lối tắt” của chuyển dịch năng lượng. Giá trị của nguồn năng lượng này nằm ở khả năng giải quyết những phần việc mà điện trực tiếp chưa thể đảm nhiệm.

Việt Nam có một số lợi thế để phát triển hydrogen xanh, trước hết là nguồn năng lượng tái tạo. Theo PGS.TS Phạm Hoàng Lương, miền Trung và Nam Trung Bộ có tiềm năng lớn về điện mặt trời; khu vực duyên hải miền Trung và Đồng bằng sông Cửu Long có tốc độ gió trung bình 8-10m/giây. Đáng chú ý, tiềm năng điện gió ngoài khơi của Việt Nam được World Bank đánh giá có thể lên tới 600GW.

Những lợi thế này tạo nguồn điện đầu vào quan trọng cho quá trình điện phân nước sản xuất hydrogen xanh. Song, nguồn tài nguyên dồi dào mới chỉ là điều kiện cần.

Theo số liệu từ Vụ Dầu khí và Than, Việt Nam hiện sản xuất khoảng 500.000 tấn hydrogen mỗi năm, chủ yếu là hydrogen xám và hydrogen nâu phục vụ sản xuất phân đạm, lọc hóa dầu. Hydrogen xanh vẫn chưa có dự án quy mô thương mại; các dự án hiện chủ yếu ở giai đoạn chuẩn bị đầu tư hoặc thử nghiệm.

Trong khi đó, Chiến lược phát triển năng lượng hydrogen đặt mục tiêu sản xuất 100.000-500.000 tấn hydrogen phát thải thấp mỗi năm vào năm 2030 và 10-20 triệu tấn/năm vào năm 2050. Khoảng cách giữa mục tiêu và thực tế hiện nay vì thế không nhỏ.

Gỡ nút thắt để biến tiềm năng thành thị trường

PGS.TS Phạm Hoàng Lương cho biết, tại các nhà máy sản xuất phân đạm, hydrogen hiện chủ yếu được tạo ra từ khí hóa than hoặc chuyển hóa khí tự nhiên, với chi phí khoảng 0,8-1,5 USD/kg. Nếu chuyển sang hydrogen xanh, chi phí có thể tăng ít nhất 3-4 lần. Đây là trở ngại lớn đối với quá trình thay thế hydrogen từ nhiên liệu hóa thạch.

Vì vậy, lựa chọn những lĩnh vực ứng dụng đầu tiên có ý nghĩa quyết định. Theo PGS.TS Phạm Hoàng Lương, hóa chất, đặc biệt sản xuất phân bón, là lĩnh vực giàu tiềm năng bởi việc thay đổi nguồn hydrogen đầu vào không nhất thiết kéo theo thay đổi lớn đối với toàn bộ công nghệ phía sau. Cách làm này có thể hạn chế chi phí cải hoán hệ thống, hạ tầng hiện hữu.

Một hướng đi khác là gắn hydrogen xanh với những sản phẩm đã xác định được thị trường đầu ra. Dự án Nhà máy Hydro xanh Trà Vinh là một ví dụ đáng chú ý. Theo thông tin từ doanh nghiệp, dự án sử dụng hệ thống điện phân công suất khoảng 240MW; đối tác Allied Biofuels dự kiến bao tiêu toàn bộ sản lượng trong 25 năm, tương đương khoảng 36.500 tấn hydrogen xanh mỗi năm để sản xuất khoảng 91.000 tấn nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) mỗi năm.

Cách tiếp cận này cho thấy một hướng phát triển đáng chú ý, hydrogen không chỉ được sản xuất để “có thêm một loại nhiên liệu sạch”, mà cần được đặt trong chuỗi giá trị cụ thể, từ nguồn điện tái tạo đến sản phẩm cuối cùng và thị trường tiêu thụ.

Tuy nhiên, để chuỗi giá trị ấy hình thành trên quy mô lớn, Việt Nam còn phải giải quyết nhiều vấn đề. PGS.TS Phạm Hoàng Lương cho rằng trước hết cần có hạ tầng truyền tải, kết nối và lưu trữ năng lượng đồng bộ. Cùng với đó là năng lực công nghệ, nhất là công nghệ điện phân, thiết bị sản xuất hydrogen và nguồn nhân lực chất lượng cao. Một yêu cầu không kém phần quan trọng là hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật và cơ chế giá phù hợp để tạo niềm tin cho nhà đầu tư.

Bên cạnh hydrogen xanh, hydro tự nhiên cũng đang mở ra một hướng nghiên cứu mới. TS Nguyễn Quốc Thập, Chủ tịch Hội Dầu khí Việt Nam cho biết, hydro tự nhiên tồn tại trong các tầng địa chất, có thể khai thác trực tiếp với chi phí thấp và mức phát thải carbon gần như không đáng kể. Việt Nam được đánh giá có điều kiện địa chất thuận lợi để nghiên cứu nguồn tài nguyên này, song hoạt động trong nước mới ở bước khảo sát ban đầu.

Về phía cơ quan quản lý, Bộ Công Thương cho biết đang phối hợp với các bộ, ngành và tổ chức quốc tế, nghiên cứu công nghệ, phát triển sản phẩm, chuyển giao công nghệ và đào tạo nhân lực. Với hydro tự nhiên, Bộ dự kiến ưu tiên điều tra cơ bản nhằm đánh giá tiềm năng tài nguyên, đồng thời tiếp tục hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn và cơ chế chính sách.

Có thể thấy, dư địa phát triển hydrogen tại Việt Nam đang mở ra, nhưng thị trường vẫn ở những bước đi đầu tiên. Điều cần thiết lúc này không phải chạy theo số lượng dự án, mà là lựa chọn những lĩnh vực có tính khả thi cao, tạo được thị trường đầu ra và từng bước hình thành chuỗi giá trị.

Khi chi phí sản xuất được kéo xuống, công nghệ từng bước làm chủ, hạ tầng được đầu tư đồng bộ và thị trường tiêu thụ hình thành, hydrogen xanh mới có thể chuyển từ một tiềm năng năng lượng thành một ngành công nghiệp mới, đóng góp thực chất cho chuyển dịch năng lượng và tăng trưởng xanh.