Huy động nguồn lực phát triển hydrogen

Bài 1: Nhiều tiềm năng phát triển

Với tiềm năng phát triển năng lượng tái tạo lớn, nhất là ở hai vùng Nam Trung Bộ và Nam Bộ, giai đoạn 2019-2020 đã chứng kiến sự phát triển bùng nổ của điện gió và điện mặt trời tại Việt Nam. Đây là cơ hội của Việt Nam để phát triển năng lượng hydrogen các-bon thấp nhằm tận dụng nguồn điện năng lượng tái tạo còn lại, sau khi cung cấp đủ cho nhu cầu điện của nền kinh tế.

Tùy vào phương pháp sản xuất, hydrogen có thể được phân thành nhiều loại mầu, phổ biến nhất là xám, lam và xanh. Trong đó, hydrogen xám sử dụng nhiên liệu hóa thạch để sản xuất như: khí tự nhiên, hydro các-bon lỏng hoặc than đá. Hydrogen lam (hydro các-bon thấp) được tạo ra theo quy trình tương tự hydrogen xám nhưng hầu hết các-bon thải ra trong quá trình sản xuất đều được thu giữ, giảm phát thải CO2. Riêng hydrogen xanh được sản xuất bằng công nghệ điện phân nước, sử dụng nguồn điện từ năng lượng tái tạo, không phát thải khí CO2.

Đầu tư sản xuất hydrogen xanh

Ngày 30/3, dự án Nhà máy sản xuất hydrogen xanh Trà Vinh đã chính thức khởi công trên diện tích khoảng 21 ha, tổng nguồn vốn đầu tư gần 8.000 tỷ đồng và thời gian thi công dự kiến hai năm. Sử dụng công nghệ sản xuất hydrogen từ điện phân nước biển, dự án khi đi vào hoạt động sẽ có quy mô sản xuất khoảng 24.000 tấn hydro/năm và 195.000 tấn oxy y tế/năm.

Tổng Giám đốc Công ty cổ phần Tập đoàn The Green Solutions (chủ đầu tư dự án) Huỳnh Thị Kim Quyên cho biết: Việt Nam có đường bờ biển dài hơn 3.000 km, cùng nhiều lợi thế trong phát triển năng lượng tái tạo - vốn là những nguyên liệu chính trong sản xuất hydrogen xanh, đây là cơ hội lớn mà không phải quốc gia nào trên thế giới cũng có được.

Tuy nhiên, để biến cơ hội thành hiện thực, cần có sự cam kết mạnh mẽ của Chính phủ và các bộ, ngành trong việc đưa ra tiêu chuẩn và chính sách hỗ trợ phát triển hydrogen xanh. Hơn nữa, sản xuất hydrogen xanh hiện có giá thành khá cao, vì vậy rất cần sự đồng hành của chính sách để tiết giảm chi phí, từ đó lan tỏa và chuyển thành công nghệ bền vững.

Theo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050 (Quy hoạch điện VIII), nước ta có tiềm năng về nguồn cung năng lượng tái tạo lớn, ước tính khoảng từ 160 đến 600 GW điện gió ngoài khơi và 900 GW điện mặt trời. Ngoài công suất được huy động thường xuyên cho hệ thống điện, chúng ta hoàn toàn có thể tận dụng nguồn năng lượng tái tạo dư thừa cho sản xuất hydrogen xanh.

Theo các chuyên gia, đây cũng là giải pháp quan trọng nhằm gia tăng hiệu quả các nguồn điện mặt trời và điện gió; nâng cao hệ số huy động công suất lắp đặt, đồng thời, mở ra triển vọng lớn tham gia vào thị trường quốc tế về hydrogen.

Đáng lưu ý, hydrogen sẽ là nguồn để cung cấp điện cho các vùng không thể xây dựng các nguồn điện truyền thống. Bên cạnh đó, Việt Nam còn có vị trí địa lý nằm trên các tuyến hàng hải quốc tế, có nhiều cảng biển, tạo thuận lợi thu hút đầu tư nước ngoài phát triển các dự án điện gió ngoài khơi, cũng như dự án hydrogen xanh xuất khẩu cho những thị trường tiềm năng như Nhật Bản, Hàn Quốc, EU,… Chính vì vậy, thời gian gần đây, nhiều doanh nghiệp đã bắt đầu quan tâm nghiên cứu tiềm năng sản xuất hydrogen xanh và amoniac xanh để xuất khẩu tại Việt Nam.

Ngoài dự án Nhà máy sản xuất Hydrogen xanh tại Trà Vinh, Tập đoàn The Green Solutions cũng đầu tư nhà máy sản xuất hydrogen xanh tại xã Bảo Thuận, huyện Ba Tri (Bến Tre), công suất giai đoạn 1 dự kiến khoảng 24.000 tấn hydro/năm, 150.000 tấn ammonia/năm và 195.000 tấn khí oxy/năm. Tập đoàn năng lượng Enterprize Energy và các nhà đầu tư từ châu Âu đang thúc đẩy dự án Thăng Long Wind 2 sản xuất hydrogen từ điện phân nước biển, phục vụ xuất khẩu tại khu vực dự án điện gió ngoài khơi Thăng Long (mũi Kê Gà, tỉnh Bình Thuận) với quy mô 2.000 MW, tổng mức đầu tư khoảng 5 tỷ USD.

Là doanh nghiệp hàng đầu trong ngành năng lượng Việt Nam, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) cũng đã ký Biên bản ghi nhớ cùng Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB) về việc xây dựng quan hệ đối tác chiến lược trong giai đoạn 2021-2024 nhằm thúc đẩy phát triển năng lượng sạch, bền vững tại Việt Nam, hỗ trợ PVN đạt được các mục tiêu chuyển đổi năng lượng xanh. Cụ thể, hai bên sẽ hợp tác trong các lĩnh vực như: Chiến lược, lộ trình chuyển đổi năng lượng xanh; thu giữ, sử dụng, lưu trữ các-bon; phát triển công nghiệp khí hydrogen và điện gió ngoài khơi. Mặc dù hydrogen xanh có tiềm năng rất lớn, tuy nhiên trên thực tế, loại năng lượng mới này đến nay vẫn chưa bắt đầu được sản xuất và sử dụng rộng rãi tại Việt Nam.

Ứng dụng nhiều lĩnh vực

Ở Việt Nam, hydrogen hiện đang được sản xuất chủ yếu từ quá trình lọc hóa dầu và sản xuất phân đạm để phục vụ cho chính hoạt động của các ngành công nghiệp. Hydrogen này được gọi là hydrogen xám (hoặc hydrogen nâu) với tổng sản lượng đạt khoảng 500 nghìn tấn/năm, giá khoảng từ 1-2,5 USD/kg; trong đó, khoảng 316 nghìn tấn cung cấp cho các nhà máy sản xuất phân đạm, hai nhà máy lọc dầu Dung Quất và Nghi Sơn tiêu thụ lần lượt là 39 nghìn và 139 nghìn tấn/năm. Ngoài ra, trên thị trường hiện nay còn có một lượng rất nhỏ hydrogen được sử dụng tại các nhà máy sản xuất thép, kính nổi, điện tử và thực phẩm, chiếm khoảng 0,5% tổng nhu cầu hydrogen hiện tại.

Có thể nói, Việt Nam vẫn chưa hình thành chuỗi hydrogen hoàn chỉnh. Ông Nguyễn Hữu Lương, chuyên gia Viện Dầu khí Việt Nam nhận định, dưới tác động của xu hướng chuyển dịch năng lượng, nhiều ngành công nghiệp có mức tiêu hao năng lượng và phát thải cao, đang được xem là tiềm năng để phát triển các ứng dụng hydrogen xanh thay thế sử dụng nhiên liệu hóa thạch hiện tại. Đơn cử, đối với công nghiệp thép, hiện tại than đá đang được sử dụng như tác nhân khử để chuyển hóa nguyên liệu quặng sắt - nguyên nhân chính của nguồn phát thải các-bon.

Trong xu hướng “xanh hóa” quy trình sản xuất, hydrogen có thể coi là lựa chọn tốt để giảm phát thải cho ngành công nghiệp thép khi chỉ cần khoảng 50 kg hydrogen để sản xuất một tấn thép. Thị trường châu Âu cũng công bố kế hoạch áp dụng thuế các-bon đối với các mặt hàng thép nhập khẩu, đây là động lực để các nhà sản xuất thép Việt Nam áp dụng đổi mới công nghệ, tiến tới sử dụng hydrogen thay thế than đá.

Tương tự, sản xuất xi-măng cũng là ngành công nghiệp có mức tiêu hao năng lượng cao và có thể sử dụng hydrogen để thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch đang sử dụng. Theo nghiên cứu, chỉ cần khoảng 45 kg để sản xuất một tấn xi-măng. Tuy nhiên, việc ứng dụng hydrogen trong sản xuất xi-măng vẫn đang ở giai đoạn đầu của việc hoàn thiện công nghệ.

Giao thông vận tải là một trong những lĩnh vực tiềm năng nhất để ứng dụng hydrogen thay thế các nhiên liệu hóa thạch truyền thống đang sử dụng (xăng, dầu diesel) với sự phát triển của các loại xe điện hydrogen (FCEVs). Các loại xe này được dự báo sẽ bùng nổ phát triển sau xe điện từ giai đoạn 2035-2040 trở đi, chủ yếu thay thế các loại xe tải hạng nặng hay xe bus. Thông thường, mức tiêu hao nhiên liệu của các loại xe này khoảng 30 lít diesel/100 km, tương đương 79 kg CO2/100 km. Trong khi nếu thay thế bằng xe FCEVs, lượng hydrogen tiêu tốn để duy trì cùng quãng đường chỉ khoảng 6 kg.

“Việt Nam được xem là quốc gia có tiềm năng phát triển các loại hydrogen sạch. Bên cạnh đó, nhu cầu sử dụng hydrogen của chúng ta rất lớn và đa dạng, từ các ngành giao thông vận tải, công nghiệp xi-măng, đến điện, thép hay lọc hóa dầu và sản xuất đạm. Theo nghiên cứu, ứng dụng hydrogen trong những lĩnh vực này sẽ giúp giảm 5,4% tổng lượng phát thải quốc gia vào năm 2030. Không những vậy, sự phát triển hydrogen tại Việt Nam sẽ tạo điều kiện phát triển các yếu tố về kinh tế, xã hội cũng như nhiều ngành công nghiệp liên quan”, chuyên gia Nguyễn Hữu Lương đánh giá.

(Còn nữa)