Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11765)

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

Những ngày đầu năm Nhâm Dần, truyền thông Việt ngữ và cộng đồng mạng đã chia sẻ lời chúc Tết năm mới của Tân Đại Sứ Hoa Kỳ tại Việt Nam là Marc E. Knapper. Đã từng sống và làm việc tại Việt Nam, cũng như là tân đại sứ đến Việt Nam chỉ vài ngày trước Tết, Đại Sứ Knapper chúc Tết người dân Việt Nam là một nghi thức ngoại giao thông thường. Điều quan trọng hơn là cần tìm hiểu thêm về người thay mặt chính phủ Hoa Kỳ và đứng đầu cơ quan ngoại giao của Hoa Kỳ tại Việt Nam là ai, quan điểm như thế nào để từ đó có thể ít nhiều hiểu thêm về chính sách của Hoa Kỳ tại Việt Nam trong thời gian tới ra sao.
Chưa bao giờ Tết nhất ở Việt Nam lại có nhiều tham nhũng cùng vui Tết với người dân như măm Nhân Dần 2022 khiến Tổng Bí thư đảng Nguyễn Phú Trọng phải than: “Vì sao chúng ta chống tham nhũng mạnh mẽ, quyết liệt như thế nhưng những người thực hiện hành vi tham nhũng, tiêu cực không thấy xấu hổ mà vẫn trơ ra đó?”
✱ AsiaWE Center: “6 nước họp vào tháng 2.2022 để thảo luận về tranh chấp ... Trung quốc là kẻ gây ra xáo trộn ở Biển Đông" ✱ Dept of State: “...nghiên cứu này là cơ sở rất quan trọng để từ đó bạn bè và đồng minh bác bỏ các yêu sách của Trung Quốc ở Biển Đông” ✱ Hãng tin Anh Reuters: Việc Trung Quốc tiếp quản vùng đất rộng 20 cây số vuông khiến nhiều người Lào đã lo lắng bị đuổi khỏi nơi cư ngụ. ✱ Báo Pháp Courrier International: chúng tôi đã có rất nhiều bạn bè (TQ) ở đó. Chúng tôi có thể kiếm tiền ở đó và giúp làm cho Lào giống Trung Quốc hơn. ✱ Radio Pháp RFI: Đã có hiện tượng Lào bị « mất » chủ quyền tại một số « nhượng địa » cho Trung Quốc khai thác.
"Không ai muốn thấy chiến tranh giữa Việt Nam và Trung Quốc, nhưng hoạt động của lực lượng dân quân biển đôi bên đang nhen nhúm ngòi thuốc nổ ở Biển Đông". Qua các nguồn thông tin từ nhiều phía khác nhau, tác giả Phạm Trần đưa ra nhận dịnh về một cuộc chiến có thể bùng nổ tại Biển Đông giữa Trung Quốc và Việt Nam. Việt Báo trân trọng giới thiệu. Chuyện này có vẻ khó tin vì lãnh đạo hai nước vẫn tiếp tục cam kết bảo vệ mối giao hảo truyền thống giữa hai dân tộc được phía Việt Nam đề cao “vừa là đồng chí, vừa là anh em”, sau 72 năm hai nước bang giao (18/01/1950 – 18/01/2022).
Với tình hình tại biên giới hai quốc gia Nga-Ukraine mỗi ngày mỗi khẩn trương, câu hỏi hiển nhiên nảy ra trong suy nghĩ mọi người là liệu thế chiến III sẽ xảy ra? Tác giả Đào Văn Bình đưa ra nhận định và bình luận trong bài viết súc tích sau. Việt Báo trân trọng giới thiệu.
✻ Ủy hội MRC: Sinh kế của hàng triệu con người phụ thuộc vào sông Mê Kông. ✻ Stimson.Org (Mỹ): Giám sát các đập của Trung Quốc trên sông Mê Kông. ✻ Global Times, TQ: Các đập của Trung Quốc không phải là nguyên nhân gây ra mực nước sông Mekong xuống thấp. ✻ Hãng tin Qatar, Al Jazeera: Phóng viên đến hiện trường khảo sát đã chứng minh ngược lại với lý lẽ nêu trên của Trung Quốc. ✻ Al Jazeera: Thế hệ của tôi, biết bơi trước khi biết đi... trước đây đã kiếm ăn từ những con sông này, nhưng giờ sông chết, lúa teo tóp. ✻ Ủy Hội Mekong kêu gọi hợp tác quản lý nước tốt hơn khi hạn hán vẫn tiếp diễn.
20/1/2022 đánh dấu một năm kỷ niệm ngày Joe Biden nhậm chức Tổng thống Mỹ. Nhân dịp này, báo chí phương Tây đồng loạt nhìn lại thành quả chấp chính với các quan điểm chung, được tác giả Đỗ Kim Thêm tuyển dịch và tóm lược trong bài viết sau.
Thông tin từ Việt Nam thống nhất hai vấn đề đảng CSVN phải đối phó trong năm 2022, đó là: “Kinh tế sẽ lâm nguy nếu không kiểm soát được dịch bệnh” và “phải xây dựng, chỉnh đốn đảng mạnh hơn để tồn tại”. -- Tác giả Phạm Trần phân tích và bình luận về viễn ảnh kinh tế & chính trị quốc gia Việt Nam trong những ngày sắp tới. Việt Báo trân trọng iới thiệu.
✱ Reuters: Ngũ Nhãn trao đổi thông tin tuyệt mật về các hoạt động đối ngoại của Trung Quốc với các quốc gia đồng minh khác - xây dựng một liên minh rộng lớn hơn để phối hợp cùng đối phó với Trung Quốc. ✱ Hoa Nam SCMP-HK: Bắc Kinh cho rằng Mỹ đang dẫn đầu trong nỗ lực kiềm chế sự trỗi dậy của Trung quốc. ✱ SCMP:... cảnh báo 5 cường quốc phụ thuộc vào 831 mặt hàng chiến lược của Trung Quốc, liên quan đến các ngành như truyền thông, năng lượng, hệ thống giao thông và công nghệ thông tin ✱ Hội đồng RIAC nước Nga: Ngũ Nhãn đang phải đối phó với các mối đe dọa ngày càng tăng của Trung Quốc - TQ hiện là cường quốc kinh tế lớn nhất thế giới ✱ CNBC: Trung Quốc phải mất ít nhất 50 năm nữa mới theo kịp Mỹ
Karzakhstan là một đất nước còn non trẻ, gìành độc lập từ năm 1991, sau khi Liên Xô sụp đổ. Với diện tích 2 triệu 7 cây số vuông và hơn 19 triệu dân, Karzakhstan giàu tài nguyên khoáng sản như dầu hoả, khí đốt và đá hiếm và kinh tế phát triển với nhiều đầu tư của Mỹ, Thụy Sĩ, Hà Lan và nhiều nước khác của Liên Âu. -- Tác giả Đỗ Kim Thêm tổng hỡp những thông tin và bình luận về những biến động mới đây tại thủ đô quốc gia này, tường trình nơi đây cùng quý độc giả. Việt Báo trân trọng mời đọc.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.