Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11783)

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

Như vậy, tuy không công khai, nhưng Bà Harris có quan tâm đến nhân quyền, các quyền tự do và vai trò của các tổ chức Xã hội Dân sự ở Việt Nam, một việc mà đảng và nhà nước CSVN luôn luôn chống đối và đàn áp. Tuy nhiên, tất cả báo Việt Nam, kể cả những báo “ôn hòa” như Thanh Niên, Tuổi Trẻ, Lao Động và Người Lao Động đều không đăng lời tuyên bố chống Trung Hoa của Bà Phó Tổng thống Harris.
Sau hơn một năm vất vả phòng chống Covid và kể từ khi có thuốc tiêm ngừa, nước Mỹ đang trở lại bình thường trong những điều kiện mới. Việc đeo khẩu trang và giãn cách xã hội sẽ trở thành những nét sinh hoạt trong đời sống. Bắt buộc cũng có mà tự nguyện cũng có. Từ mùa xuân năm nay nhiều tiểu bang đã bỏ những giới hạn sinh hoạt vì Covid. Riêng California, nơi có nhiều hạn chế gắt gao nhất trong công tác phòng chống, giới hạn được bỏ từ ngày 15/6 vừa qua.
Dan Rather là nhà bình luận kỳ cựu trên hệ thống CBS và là một ký giả tên tuổi của làng truyền thông Hoa Kỳ trong nhiều thập niên. Cùng với Peter Jennings của ABC và Tom Brokaw của NBC, ông thuộc về nhóm "Big Three" đầy ảnh hưởng này của nước Mỹ. Ở tuổi 89 hiện nay, ông vẫn tiếp tục dự phần vào các hoạt động truyền thông một cách thông tuệ, luôn gởi ra những thông điệp đáng suy nghĩ và lan truyền cảm hứng đến hàng triệu khán-thính-độc giả đang luôn theo dõi các bài viết, những cuộc nói chuyện cùng các cuộc phỏng vấn, trò chuyện của ông với một vài nhân vật nổi tiếng.
Trong chiến lược “Ấn Độ Dương-Thái Bình Dương tự do và rộng mở” của Hoa Kỳ, Việt Nam là môt cưc tuy nhỏ nhưng quan trong trọng cô gắng tạo thế đa phương quyền lực (multipolarity) để phá thế đơn cưc (unipolarity) mà Trung Quốc muốn thực hiện đặt khu vực này dưới “luật chơi của Trung Quốc.” Cả đại sứ chỉ định của Hoa Kỳ Marc Evans Knapper, Bộ trưởng Quốc Phòng Lloyd J. Austin, và có lẽ Phó Tổng Thống Kamala Harris, cũng đề cập đến triển vọng nâng tầm quan hệ Việt-Mỹ từ mức “đối tác toàn diện” lên mức “đối tác chiến lược.”
Đặc biệt, Singapore và Việt Nam có vai trò quan trọng đối với nền kinh tế Hoa Kỳ. Singapore là một trung tâm tài chính khu vực, nơi đặt trụ sở châu Á của các doanh nghiệp của Hoa Kỳ bao gồm Microsoft và Google. Việt Nam đang trở nên chủ yếu hơn đối với chuỗi cung ứng toàn cầu, bao gồm cả chuỗi cung ứng chất bán dẫn, khi ngày càng có nhiều doanh nghiệp chuyển cơ sở sản xuất ra khỏi Trung Quốc.
Xem lại “nguyên tắc thứ ba” của chúng ta, thấy ngay một cái định nghĩa bảnh hơn nhiều: “Di động là liên tục tiến về vùng chân không hoặc có áp lực thấp hơn áp lực hiện tại đang bao quanh mình”. Rõ ràng, đầy đủ, hàm chứa tất cả những yếu tố vật lý gây ra chuyển động. Vậy thì, khỏi cần trông cậy vào ai. Trong vườn chiều nay, ta vừa nhâm nhi cà phê vừa làm một vài thí nghiệm giản dị, dễ như trò chơi con trẻ, để khám phá thêm một huyền bí của đất trời.
Lực lượng Hồi giáo Taliban lên nắm quyền tại Afghanistan không chỉ làm thay đổi triệt để hệ thống chính trị quốc nội mà còn tình hình an ninh khu vực và quốc tế.
Một gian thương trộn 10% đồng vào vàng rồi rao bán vàng nguyên chất sẽ bị bỏ tù về tội lừa đảo. Nhà nước in tờ giấy bạc 100 đồng nhưng giá trị chỉ còn lại 90 đồng nhưng lại gọi là 10% lạm phát (inflation, tức là tiền mất giá.) Nếu bạn đọc thay vì mua tivi 32 inch năm nay chờ thêm 2 năm mua tivi 50 inch lớn hơn, đẹp hơn mà giá lại rẻ hơn thì gọi là giảm phát (deflation, tức là hàng hóa mất giá.)
Cơn mưa phùn đêm qua còn đọng nước trên đường. Gió thu đã về. Lá vàng theo gió lác đác vài chiếc cuốn vào tận thềm hiên. Cây phong đầu ngõ lại chuẩn bị trổ sắc đỏ ối như mọi năm. Người đi xa từ những mùa thu trước, sẽ không trở về. Những người bạn lâu không gặp, thư gửi đi bị trả lại, nhắn tin điện thoại không thấy trả lời. Có lẽ cũng đã ra đi, không lời từ biệt. Đã có những cuộc ra đi rất lặng lẽ từ gần hai năm qua, không chỉ ở nơi đây, mà ở khắp toàn cầu. Ra đi bất ngờ, ra đi nhanh chóng. Không hoa tang. Không lễ nghi tôn giáo. Không lời ai điếu. Những túi bọc thi thể chất vội vào những thùng xe đông lạnh. Những thi hài quấn vải hoặc cuộn trong manh chiếu được chất trên những giàn củi, hỏa thiêu. Những chiếc quan tài được chôn lấp vội vàng trên đất công, với bia mộ đơn giản, không hình ảnh, ghi tên tuổi của một người già bệnh hay một người trẻ cường tráng, một người quyền quý hay một người bần cùng vô danh… Tất cả những người ra đi ấy, từ những nơi chốn khác nhau, thành thị hay
Hoá ra không phải chùm khế nào cũng ngọt. Quê hương, đôi khi, cũng thế. Cũng chua chát và đắng nghét đối với rất nhiều người mà tôi (chả may) là một. Cùng cả triệu dân Việt khác, tôi cũng đã có lúc hốt hoảng đâm sầm ra biển (dù không biết bơi) khi tóc hãy còn xanh. May mắn, tôi thoát chết. Lên lại được bờ, tôi đi lang thang tứ xứ cho mãi đến khi tóc đã đổi mầu nhưng vẫn chưa bao giờ trở về cố lý. Có kẻ tưởng là tôi chảnh, có mới nới cũ, có trăng quên đèn, quên cả cố hương. Không dám chảnh đâu. Tôi bị chúng “cấm cửa” mà!
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.