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

Một dự án hydro ở Trung Quốc. Ảnh AFP

Ngành công nghiệp hydro của Trung Quốc đang mở rộng, với sự tăng trưởng đáng kể về công suất điện phân và đầu tư vào các dự án hydro xanh. Nguồn tài nguyên năng lượng mặt trời và gió dồi dào của nước này ở các khu vực phía bắc đang thúc đẩy sự phát triển sản xuất hydro xanh, với kế hoạch xây dựng mạng lưới đường ống hydro đầy tham vọng để kết nối các trung tâm năng lượng tái tạo với các trung tâm nhu cầu.

Kế hoạch quốc gia của Trung Quốc xác định hydro là yếu tố chính trong chiến lược chuyển đổi năng lượng carbon thấp. Rystad Energy dự kiến nước này sẽ lắp đặt công suất máy điện phân hydro khoảng 2,5 gigawatt (GW) vào cuối năm nay. Công suất này dự kiến sẽ sản xuất 220.000 tấn hydro xanh mỗi năm (tpa), nhiều hơn 6 kiloton mỗi năm (ktpa) so với phần còn lại của thế giới. Theo kế hoạch, Trung Quốc đặt mục tiêu sản xuất hydro xanh 200.000 tấn mỗi năm vào cuối năm 2025, nhưng báo cáo cho thấy họ sẽ vượt con số này vào cuối năm nay.

Trung Quốc đã lắp đặt công suất điện phân tích lũy 1 GW vào năm 2023, củng cố vị trí dẫn đầu thế giới trong việc áp dụng công nghệ. Tuy nhiên, một phần đáng kể nguồn cung cấp hydro của nước này có nguồn gốc từ hydro xám, được sản xuất thông qua quá trình khí hóa than hoặc cải tạo hơi methane (SMR). Nếu Trung Quốc muốn đạt được mục tiêu carbon kép là đạt mức phát thải tối đa vào năm 2030 và đạt được mức trung hòa carbon vào năm 2060, thì việc chuyển sang các phương pháp sản xuất hydro carbon thấp là rất quan trọng.

Đầu năm 2022, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia Trung Quốc đã công bố kế hoạch hydro quốc gia, được gọi là ‘Chiến lược trung và dài hạn để phát triển ngành năng lượng hydro’. Kế hoạch này đóng vai trò như một lộ trình toàn diện cho các mục tiêu hydro của đất nước từ năm 2021 đến năm 2035, với các mục tiêu sản xuất hiện được đáp ứng tương đối dễ dàng.

Mặc dù các tiêu chuẩn và giải pháp do Trung Quốc đề xuất cho thấy sự tiến bộ nhưng hiện tại các giải pháp này chưa đạt được các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của các đối tác châu Âu. Sự mơ hồ xung quanh các định nghĩa về hydro 'carbon thấp' và 'tái tạo' trong chính sách của nước này là một mối lo ngại đáng chú ý. Để thực sự thúc đẩy sự thay đổi có ý nghĩa, Trung Quốc bắt buộc phải áp dụng các định nghĩa rõ ràng và nghiêm ngặt phù hợp với các thông lệ tốt nhất trên toàn cầu, chẳng hạn như những thông lệ ở châu Âu. Bằng cách thiết lập các tiêu chuẩn rõ ràng, Trung Quốc có thể đảm bảo rằng các sáng kiến hydro của họ đóng góp đáng kể cho một tương lai bền vững, không chỉ trong nước mà còn trên quy mô toàn cầu.

Bất chấp tiến bộ, vẫn tồn tại sự chênh lệch về địa lý giữa các trung tâm nhu cầu hydro của Trung Quốc ở phía đông và nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió dồi dào ở phía bắc, nơi đã chín muồi để phát triển sản xuất hydro xanh. Ví dụ, Nội Mông và Cam Túc đã đặt ra các mục tiêu đầy tham vọng về sản xuất hydro tái tạo vào năm 2025. Những nỗ lực sản xuất hydro của họ, kết hợp với các tỉnh khác, sẽ vượt tổng sản lượng 1 triệu tấn/năm, tăng gấp 5 lần so với mục tiêu quốc gia của Trung Quốc. Tuy nhiên, điều này đã dẫn đến sự mất cân đối giữa cung và cầu, khiến Trung Quốc phải tìm cách mở rộng mạng lưới đường ống dẫn khí hydro.

Một nỗ lực đáng chú ý là việc phát triển đường ống dài 400 km của công ty dầu khí nhà nước Trung Quốc Sinopec, nối Ulanqab ở Nội Mông với Yanshan ở Bắc Kinh. Với công suất ban đầu là 100.000 tấn/năm và có kế hoạch mở rộng quy mô lên tới 500.000 tấn/năm, đường ống này đánh dấu đường dẫn khí hydro đường dài đầu tiên của Trung Quốc. Ngoài ra, một đường ống dẫn hydro dài 737 km từ Trương Gia Khẩu đến cảng Caofeidian qua Thừa Đức và Đường Sơn đang được phát triển bởi Công ty Công nghệ Năng lượng Mới Đường Sơn Haitai ở Hà Bắc, trị giá 845 triệu USD. Nếu được hiện thực hóa, đây sẽ là đường ống dẫn hydro dài nhất thế giới. Tập đoàn Kỹ thuật Đường ống Dầu khí Trung Quốc, một công ty con của Sinopec, đặt mục tiêu mở rộng mạng lưới này lên 6.000 km (KM) vào năm 2050.

Trung Quốc có tiềm năng năng lượng mặt trời và gió đáng kể ở khu vực phía bắc và tây bắc, bao gồm Tân Cương, Cam Túc và Nội Mông. Công suất điện mặt trời nước này đã tăng lên 217 GW từ các cơ sở lắp đặt mới vào năm 2023, gấp 2,5 lần số lượng lắp đặt vào năm 2022. Đối với việc lắp đặt năng lượng gió, 76 GW đã được bổ sung vào năm 2023, gấp đôi so với năm 2022. Hầu hết các công trình lắp đặt gió mới đều ở Nội Mông, với hơn 24 GW công suất mới, Tân Cương và Cam Túc, mỗi nơi có trên 5 GW công suất mới. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi thấy hầu hết các dự án hydro xanh được công bố ở những khu vực có năng lực tái tạo dồi dào này.

Các tỉnh có tiềm năng năng lượng mặt trời và gió mạnh cũng đã công bố các mục tiêu sản xuất hydro đầy tham vọng. Chẳng hạn, Nội Mông đặt mục tiêu sản xuất hydro tái tạo 480.000 tấn mỗi năm vào năm 2025, trong khi Cam Túc nhắm tới 200.000 tấn mỗi năm. Các tỉnh này là những đối tượng nặng ký trong việc chuyển đổi trong khu vực, ảnh hưởng đáng kể đến mục tiêu 1 triệu được đề cập trước đó và đóng góp to lớn vào sản xuất hydro của Trung Quốc trong khu vực.

Mặc dù gần đây đã đưa vào vận hành nhiều dự án nhưng vẫn còn những thách thức trong việc đảm bảo các cơ sở điện phân có thể hoạt động hết công suất ở Trung Quốc. Một thách thức lớn là cần phải có công suất năng lượng tái tạo đáng kể để cung cấp năng lượng cho máy điện phân. Ví dụ, để sản xuất 1 triệu tấn hydro xanh cần có công suất gió trên bờ khoảng 20 GW. Do đó, các dự án hydro cạnh tranh trực tiếp với nhu cầu điện khí hóa đáng kể trong nước.

Do đó, việc vận hành máy điện phân dưới công suất quy định có thể dẫn đến rủi ro về an toàn. Hầu hết các máy điện phân kiềm hiện đang được sử dụng ở Trung Quốc đều có phạm vi hoạt động từ 30% đến 100% hiệu suất trên nhãn hiệu của chúng. Như vậy, nếu nguồn điện sẵn có hạn chế việc sản xuất hydro xuống dưới 30% công suất định mức, các máy điện phân sẽ ngừng hoạt động vì lý do an toàn. Điều này ngăn chặn sự trộn lẫn khí và khả năng xảy ra cháy nổ, điều này dễ xảy ra hơn khi máy điện phân hoạt động dưới công suất đã định.

Bất chấp những thách thức này, Rystad Energy kỳ vọng thị phần hydro xanh sẽ tiếp tục tăng ở Trung Quốc, đặc biệt khi họ lắp đặt công suất máy điện phân mới với tốc độ dẫn đầu thế giới hàng năm, một quỹ đạo tương tự được thấy trong ngành công nghiệp năng lượng gió và điện mặt trời của nước này. Đến năm 2030, bốn dự án lớn nhất của Trung Quốc sẽ chiếm tới một nửa tổng công suất sản xuất hydro xanh của cả nước.

Nh.Thạch

AFP