Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11498)

Năng Lượng Hydrogen

Bước vào thế kỷ 21, việc xử dụng đa dạng năng lượng (energy diversity) trong chuyển vận là một trong những suy nghĩ lớn cho công nghệ năng lượng trong tương lai. Đây là một tiềm năng để cho tất cả những nghiên cứu hiện tại chú tâm vào như khả năng truy tìm nguồn nguyên liệu thay thế xăng dầu trong vận chuyển như hơi đốt, rượu ethanol, điện, hydrogen, hay một hay nhiều hổn hợp của các loại năng lượng vừa kể trên.

Vào ngày 8/1/007, Cty H2Gen Innovations, Inc. công bố là đã hoàn tất việc chuyển giao hệ thống sản xuất HGM 2000 Hydrogen đến Cty Chevron Hydrogen  Co. ở Florida. Hệ thống nầy sẽ là một thí điểm đầu tiên, đã được thực hiện vào cuối tháng giêng vừa qua. Đó là việc xử dụng xe buýt chạy bằng nhiên liệu hydrogen ở phi trường Orlando. Đây là một chương trình tài trợ bởi Cơ quan Bảo vệ Môi trường Florida. Máy HGM 2000 Hydrogen có khả năng sản xuất 115 Kg hydrogen nguyên chất (99,999% tinh khiết) đủ cung ứng cho 8 chiếc xe buýt lớn chạy suốt ngày trong phi trường.

Trong buổi lễ chuyển giao. TGĐ của H2Gen tuyên bố: "Đây là một bước quan trọng cho chúng ta. Hệ thống HGM 2000 rất dễ di chuyển, dễ lắp đặt, cũng như vận hành trong việc chuyển tải nhiên liệu hydrogen vào xe". Hệ thống nầy dựa theo nguyên tắc chuyển đổi khí thiên nhiên và nước thành hydrogen; do đó, sự an toàn tuyệt đối được bảo đảm trong khi di chuyển.

Thành quả nầy cho thấy Hoa Kỳ và các quốc gia phát triển trên thế giới đã bắt đầu xử dụng hydrogen như là một nhiên liệu thay thế dầu. Và việc chuyển đổi nầy kích thích công nghệ xe hơi trong việc nghiên cứu để thích ứng với tình thế mới là dùng nhiên liệu thay thế như hydrogen. Đây cũng là một bước ngoặc trong việc hạn chế khí thải CO2.

Nguồn sản xuất hydrogen

Các nguyên liệu và phươngpháp sau đây hiện đang được nghiên cứu và ứng dụng để sản xuất hydrogen. Đó là khí đốt thiên nhiên, than đá, nguồn năng lượng hạch nhân, phương pháp điện giải, năng lượng gió, năng lượng sinh khối (biomass), và năng lượng mặt trời.

Hydrogen từ khí đốt thiên nhiên: Điều chế hydrogen từ các nguồn nguyên liệu thiên nhiên như khí đốt được thực hiện dễ dàng nhất, và không cần phải sản xuất một nguồn nguyên liệu trung gian khác. Lợi điểm thứ hai, là phương pháp nầy đưa đến một công nghệ không phức tạp và có tỷ lệ hydrogen-carbon cao; do đó, hạn chế được tối đa lượng khí carbonic phát thải vào không khí.

Phươngpháp nầy thích hợp với những quốc gia có nguồn dự trử khí đốt lớn như LB Nga, nhưng lại khó thích hợp cho Hoa Kỳ và Tây Au, vì cần phải nhập cảng nguyên liệu khí đốt.

Nguyên lý chuyển đổi từ khí đốt methane CH4 ra hydrogen gồm các phương cách sau đây:

1- phản ứng chuyển hóa hơi methane và oxid hóa từng phần;

2- Hoặc kết hợp chung hai giai đoạn với nhau. Nhưng trên thực tế hổn hợp khí vẫn còn chứa carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) và một phần nhỏ khí methane còn sót lại.

Do đó cần phải qua một quy trình chuyển hóa thứ hai với hơi nước dưới những hóa chất xúc tác với nhau để tạo ra hydrogen như sau:

CO  +  H20(hơi)     ->   CO2  +  H2

CH4  +  2H20(hơi)  ->  CO2  +  4H2

Và sau cùng khi tinh chế lại, quy trình sản xuất sẽ cho ra hydrogen có độ tinh khiết rất cao.

Phương pháp chuyển đổi khí đốt ra hydrogen trong giai đoạn chuyển tiếp hiện tại có thể là một giải pháp có hiệu quả kinh tế cao nhất vì nguồn vốn đầu tư và sản xuất tương đối thấp so với các phương pháp khác.

Đặc điểm của phương pháp nầy là dễ thực hiện và khi sản xuất ở quy mô lớn sẽ làm giảm giá thành. Đặc điểm thứ hai, là ở các hệ thống phân phối, ở các điểm bán lẽ không cần nhân viên có trình độ cao để chuyển khí hydrogen từ hệ thống phân phối qua tế bào tiếp nhận của xe.

Theo ước tính, một hệ thống sản xuất 480 Kg hydrogen/ngày sẽ giảm từ 3.847 $/Kg/ngày còn 2.000 $/kg/ngày và giá hydrogen sẽ giảm xuống từ 3,51 còn 2,33 Mỹ kim/Kg. Phương pháp  nầy có thể áp dụng với quy mô kỹ nghệ vào năm 2011.

Hydrogen từ than đá:  Phương pháp nầy được áp dụng ở các nhà máy nhiệt điện dùng than và quy trình tổng hợp hóa khí trong than (IGCC). Đây là một phương pháp sạch biến than thành năng lượng đang ngày càng phát triển ở Hoa kỳ. Do đó, việc phối hợp vừa sản xuất điện và khí hydrogen trong các nhà máy phát điện dùng than sẽ giảm giá thành của hydrogen và phương pháp nầy có hiệu quả kinh tế rất cao. Đây là một phương pháp biến than thành khí (gasification) dựa theo nguyên lý oxid hóa than đá với hơi nước ở nhiệt độ và áp xuất cao. Trong điều kiện trên, năng lượng được thành hình để có thể biến thành điện năng và khí hydrogen theo như chuổi phản ứng vừa đan cử ở phần trên.

Thêm nữa, với phương pháp trên, sản lượng hydrogen có được rất cao, có khả năng cung ứng nhiên liệu cho nhiều hệ thống phân phối trong một vùng rộng lớn. Vã lại, trữ lượng than đá của HK còn đủ cung ứng cho nhu cầu trong vòng 250 năm nữa; như vậy sẽ không có biến động về giá cả như việc dùng khí đốt mà Hoa Kỳ cần phải nhập cảng. Tuy nhiên có một điểm bất lợi lớn cho phương pháp nầy là lượng khí CO2 thải hồi rất lớn, lớn hơn tất cả phương pháp hiện nay để sản xuất hydrogen. Do đó, cần phải có hệ thống thu hồi khí carbonic bằng cách áp dụng kỹ thuật chuyển hóa carbon  (sequestration).

Với phương pháp nầy, giá thành của H2 được ước tính khoảng $1,03/Kg. Trong tương lai, nếu áp dụng các phương pháp hoàn chỉnh hơn như thiết lập các ló phản ứng hóa khí lớn, và tăng hiệu năng việc tách rời cũng như tinh chế H2, giá thành có thể giảm xuống còn $0,90/Kg. Phương pháp nầy dự trù đem vào áp dụng tại HK vào năm 2015.

Hydrogen từ năng lượng hạch nhân: Sản xuất H2 từ nguồn năng lượng nầy có hai điểm lợi: 1- Nguồn nguyên liệu chính là uranium có trữ lượng lớn ở HK, Canada, và Úc Châu. Do đó đây là một nguồn nguyên liệu ổn định và an toàn; 2- Nguồn năng lượng hạch nhân không tạo ra khí carbonic vào bầu khí quyển cũng như các khí thải độc hại khác.

Quá trình sản xuất H2 trong các ló phản ứng hạch nhân có thể được lý giải như sau: hơi nước được điện giải trong phản ứng nhiệt hóa (HTES) từ khoảng 700 đến 1.0000C để cho ra H2. Phản ứng nầy chiếm ưu thế hơn ví không cần sự hiện diện của các chất xúc tác và cho hiệu suất cao hơn phản ứng nhiệt hóa.

Tuy nhiên, vì cùng sản xuất đồng loạt địên năng và hydrogen, cho nên cần có sự hiện diện của hai lò phản ứng ở trong cùng một phạm vi sản xuất. Điều nầy đòi hỏi mức an toàn vận hành rất cao. Mọi sơ suất có thể biền thành một tai nạn thảm khốc cho cư dân trong vùng.

Hydrogen từ phương pháp điện giải: Phương pháp điện giải nước để có được hydrogen và oxygen đã được phát minh vào cuối thế kỷ 18. Phương pháp nầy không cho hiệu quả kinh tế cao so với các phương pháp trên. Nhưng hiện tại, cách nầy có thể dự phần không nhỏ trong giai đoạn chuyển tiếp dùng năng lượng hydrogen, ví dễ dự trử và hệ thống điện giải có thể được thiếp lập ngay tại các tạm bán xăng dầu. H2 sẽ được chứa trong những bình chứa đặc biệt sẵn sàng được bơm thẳng vào bình nhiên liệu của xe.

Giá thành được ước tính là $2,50/Kg cho hệ thống điện giải nhỏ và $2,0/Kg cho các hệ thống lớn. Trong tương lai, giá có thể giảm hơn nữa do việc làm tăng hiệu năng điện giải từ 63 lên 75% qua sự kiện làm giảm nguồn năng lượng làm nóng hơi nước, và có thể đem áp dụng vào năm 2010.

Hydrogen từ năng lượng gió: Việc sản xuất hydrogen từ các nguồn năng lượng tái tạo vẫn còn là một đề tài nóng bỏng hiện tại, vì đây là mục tiêu dài hạn cho tương lai. Do đó, năng lượng gió chuyển đổi thành điện năng; và sau cùng, dùng điện năng nầy để phân giải nước thàng hydrogen.

Vấn đề được đặt ra ở đây là làm thế nào để có hiệu năng tối đa, vì vậy:

- Cần phải nghiên cứu công nghệ turbine gió và chuyển hóa thành điện năng để có được giá thành thấp so với hiện tại;

- Giảm giá thành của  công nghệ phân giải nước;

- Và sau cùng phối hợp hợp lý hệ thống turbine gió, hệ thống phân giải, cùng hệ thống bình chứa hydrogen.

Một khi thực hiện được ba điều trên, nguồn năng lượng gió sẽ là nguồn năng lượng tái tạo hiệu quả nhất cho việc cho việc chuyển đổi thành điện năng và hydrogen cho thế kỷ 21 nầy. Hiện tại (2007) giá thành của nguồn điện năng từ năng lượng gió đã giảm tùy theo vùng từ 5 đến 7 xu/kwgiờ, không tính tới tiền trợ cấp khuyến khích của chính phủ liên bang HK. Nếu công nghệ gió có khả năng làm tăng hiệu năng chuyển đổi, giá thành sẽ càng giảm hơn nữa (hiện tại, khả năng chuyển đổi nầy là 30%).

Yếu tố môi trường cũng là một lợi thế cho việc ứng dụng năng lượng gió vào việc sản xuất hydrogen, vì nguồn năng lượng nầy hoàn toàn không phát thải khí carbon monoxide (CO), khí carbon dioxide (CO2), nitrogen oxide (N0x), sulfur dioxide (SO2), và những hóa chất hữu cơ nhẹ và kim loại độc hại như trong kỹ nghệ điện từ than đá hay dầu hỏa.

Với phương pháp nầy, giá thành của hydrogen được ước tính là $6,64/Kg nếu hệ thống gió - phân giải - hydrogen được hoàn chỉnh với hiệu suất tồi đa, giá thành có thể giảm xuống còn $2,86/Kg Hydrogen.

* Thay lời kết

Năng lượng gió hiện đang có lợi thế trong việc sản xuất nguồn năng lượng hydrogen và có khả năng biến nguồn năng lượng nầy có hiệu quả kinh tế cao. Do đó, đây sẽ là nguồn năng lượng trong tương lai, giảm thiểu sự phát thải khí carbonic, tác nhân chính của sự hâm nóng toàn cầu, và giảm thiểu lượng hydrocarbon trong dầu khí dùng cho việc di chuyển và sản xuất ra điện năng tiêu dùng.

Qua thời gian, công nghệ gió có những bước tiến đáng kể trong việc thu hồi toàn bộ sức gió để làm tăng vận tốc quay của những cánh quạt, cùng hệ thống dự trữ điện nănghòan chỉnh sẽ là hai yếu tố quyết định.

Tuy nhiên, chúng ta cần phải lưu ý đến yếu tồ an toàn trong việc xử dụng hydrogen trong kỹ nghệ vận chuyển. Hydrogen là một khí nhẹ nhất, rất dễ bị rò rỉ trong các hệ thống dây nối trong xe. Theo KS Rudolph Pick, chuyên gia về hydrogen ở Florida, chỉ cần một sự rò rỉ nhỏ cũng có thể gây ra tai nạn chết người do hydrogen sẽ phát nổ khi thoát ra ngoài không khí.

Do đó, một khi có tai nạn do xe chạy bằng nhiên liệu hydrogen, thảm nạn sẽ xảy ra tức khắc. Và đây là một bất lợi lớn nhất cần phải khắc phục trong tương lai, trước khi đem công nghệ nầy vào áp dụng.

West Covina,3/2007

“Đêm nay, các bạn đến với Kennedy Center, cùng nắm chặt tay với những người chưa quen biết chung quanh mình, là các bạn đang dựng lên một hàng rào. Đó là hàng rào mà Donald Trump và những kẻ nịnh bợ ông ta phải bước qua để vào Kennedy Center của chúng ta.”
Một chuyện xảy ra, mà tôi đã có thể hình dung rất rõ từ trước. Người bạn cầm điện thoại trong tay. Các ngón tay mải miết gõ dòng chữ cho câu hỏi “làm sao giữ trái ớt giòn rụm khi ngâm ớt chua cay?” Sau một hồi “nói chuyện” qua lại, cô bật cười, khoe kết quả và nội dung trao đổi. Cô thích thú vì bắt lỗi được đối tượng, và được đối tượng “xin lỗi, tôi đã trả lời sai. Tôi sẽ nói lại thế này…” “Người” đối thoại với cô là trí tuệ nhân tạo (AI). Cô đã có câu trả lời trong cung cách điềm tĩnh, thành thạo, kiên nhẫn vô hạn, và một không gian hoàn toàn không có âm thanh. Cô tắt ứng dụng, hài lòng. Tôi nghĩ thoáng qua, cố gắng nhớ: “Chúng ta có bao nhiêu người bạn biết làm ớt ngâm giấm để ăn qua mùa Đông? Những người đó có mặt trên đời này sớm hơn AI.” Nếu có, người bạn kia sẽ không bao giờ biết rằng họ đã không được nhớ đến, dù chỉ một khoảnh khắc.
Tuần qua nhiều nơi trên nước Mỹ đã tổ chức lễ tưởng niệm 25 năm vụ khủng bố tấn công vào lãnh thổ Hoa Kỳ ngày 11/9/2001. Đó là một dấu mốc lịch sử khó quên của nước Mỹ. Những ai nay trên 30 tuổi, chắc hẳn không quên những hình ảnh kinh hoàng của buổi sáng hôm đó ở New York khi tháp đôi của World Trade Center sụp đổ. Nước Mỹ rơi vào hoang mang, lo sợ không biết chuyện gì sẽ xảy ra tiếp theo. Một cuộc tấn công khủng bố vào giữa lòng nước Mỹ đã gây tử vong cho 2977 người trong khoảng một giờ đồng hồ là một Trân Châu Cảng khác cho nước Mỹ.
Ngày xưa, vào trang điện tử của chính phủ Hoa Kỳ, người ta có thể tìm thấy bản Tuyên Ngôn Độc Lập, đọc Hiến Pháp, học một đạo luật được làm ra thế nào, tìm hiểu quyền và bổn phận công dân trong một nền cộng hòa. Bây giờ, vào trang điện tử chính thức của Bạch Ốc, ngoài chuyện coi tổng thống nói gì, chê ai, chửi ai, công dân được mời chơi trò trục xuất di dân. Không phải "fake news". Cũng không phải chuyện tiếu lâm. Ngày 3 tháng Chín tuần qua, trên whitehouse.gov, Bạch Ốc khai trương một khu Arcade, gồm năm trò chơi kiểu những máy điện tử ngày xưa với lời rao ngắn gọn: "Build the wall. Deport. Fill a Trump Account." Xây tường. Trục xuất. Bỏ tiền đầy vào trương mục Trump. Một khu arcade hay một dạng sòng bài trên mạng, nơi người vào chơi không đánh cược bằng tiền, mà bằng lương tri.
Quyền lực có thể đẩy sử gia ra khỏi cửa, tháo gỡ triển lãm, xé sách, bắt tô vẽ quá khứ theo ý mình. Nhưng rồi cũng có ngày chính bàn tay thò vào sửa lịch sử ấy được lịch sử đóng khung và ghi lại, nguyên vẹn một bàn tay... thúi.
“Tầm quan trọng của Phật giáo cho thời đại của chúng ta” là bản Việt dịch từ nguyên tác Đức ngữ Die Bedeutung des Buddhismus für unsere Zeit do Nhà xuất bản Osla Schloss Verlag München – Neubiberg ấn hành lần thứ 2 năm 1924. Qua bài viềt, tác gỉả đề cao Phật giáo là liều thuốc duy nhất vô cùng hiệu quả để chống lại tình trạng mất phương hướng tinh thần và nhu cầu xã hội của thời hiện đại. Ông chỉ ra rằng nền văn hóa xã hội phương Tây gặp phải những mâu thuẫn nghiêm trọng và không có một giải pháp thoả đáng vì tin tưởng mù quáng vào Thiên Chúa giáo cũng như chủ nghĩa duy vật...
Người đàn ông đang lái xe chở nhóm công nhân đến công trường, bỗng bị một chiếc xe không biển số bám sát phía sau. Vài phút sau, ông bị bắn chết ngay trên tay lái. Sáu ngày sau, một thanh niên 25 tuổi bị chặn xe trên đường đi làm. Năm phát đạn liên tiếp bắn xuyên vào xe; một viên trúng ngay giữa đầu. Anh chết tại chỗ. Không phiên tòa. Không bồi thẩm đoàn. Không cơ hội biện hộ. Chỉ một quyết định sống chết, được những kẻ bịt mặt đưa ra trong tích tắc. Nếu độc giả cho rằng đây là chuyện xảy ra tại Việt Nam hay ở một xứ sở nơi băng đảng lộng hành, xin nghĩ lại. Đây là nước Mỹ. Năm 2026.
Từ khi ông Donald Trump trở lại giữ chức Tổng Thống Hoa Kỳ, chánh sách mậu dịch của Hoa Thịnh Đốn đổi khác nhiều. Chính phủ Mỹ lấy thuế khóa làm một phương tiện để vừa bảo hộ kỹ nghệ trong nước, vừa gây sức ép với những nước cùng mình giao thương. Thuế khi tăng, khi giảm; việc thương thuyết hôm trước còn thuận, hôm sau đã có thể trở mặt. Thoạt trông, ấy chỉ là chuyện mua bán giữa Hoa Kỳ với từng nước. Nhưng xét cho kỹ, mỗi phen Hoa Thịnh Đốn dựng thêm một hàng rào thuế khóa, Bắc Kinh lại có thêm một dịp để mở đường giao thương với những nước muốn tìm nơi khác mà nương tựa.
Đó là một trong những sự thật dịu dàng nhất của kiếp người, rằng chúng ta, một phần nào đó, là kết quả từ của những người đã dạy dỗ mình, ‘nhất tự vi sư, bán tự vi sư’. Donald Trump cũng có một người thầy theo nghĩa như thế. Từ năm 2016, truyền thông Mỹ đã lần tìm ra người thầy này của Trump: Roy Cohn, và gọi ông ta là “một trong những kẻ thù tồi tệ nhất của Liên Minh Châu Âu, người từng cố vấn cho Donald Trump.”
Tính đến thời điểm hiện tại của tài khóa 2026 (tháng 10, 2025 – tháng 9, 2026), thiếu hụt ngân sách liên bang Hoa Kỳ đã lên tới khoảng 1.8 nghìn tỷ USD, trong đó mức thiếu hụt của riêng tháng 7 là 432 tỷ USD, cao nhất kể từ tháng 3, 2021. Medicare tăng mạnh đã góp phần đẩy tổng con số lên cao, trong khi chính quyền vay nợ vẫn là một yếu tố đóng góp đáng kể. Tình trạng này đã đẩy tổng nợ quốc gia lần đầu tiên vượt mốc 40 nghìn tỷ USD, chủ yếu do chi phí lãi vay ròng gia tăng, các khoản chi cho chương trình phúc lợi bắt buộc và tác động từ các đạo luật chi tiêu mới được ban hành. Văn Phòng Ngân Sách Quốc Hội (Congressional Budget Office - CBO) dự đoán thâm hụt ngân sách cả tài khóa 2026 sẽ ở mức gần 1.9 nghìn tỷ USD.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.