Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11741)

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

Một sự trùng hợp về thời gian 20 năm trong chiến tranh Việt Nam đã lập lại ở Afghanistan vào ngày 15/08/2021 với hình ảnh chiếc trực thăng di tản người Mỹ chạy thoát từ nóc Tòa Đại sứ Mỹ trong lúc phiến quân Taliban đã chiếm dinh Tổng thống không tốn một viên đạn, ngay sau khi Tổng thống Ashraf Ghani bỏ trốn ra nước ngoài.
Mùa Vu Lan hiếu hạnh – báo ân cha mẹ – là truyền thống lâu đời của người con hiếu thảo nhưng làm sao tạo được một cơ hội chia sẻ, an ủi và liên tưởng đến mặt phản diện của những đứa con bất hiếu chưa gặp duyên lành để biết ăn năn sám hối trở về với cha mẹ.
Nhận định của một số giới chức quân sự và chính trị cho đó là thất bại về tình báo từ phía Hoa Kỳ đã đánh giá sai về bộ đội cộng sản Bắc Việt trong chiến tranh Việt Nam, nay lại sai về quân Taliban ở Afghanistan khiến Mỹ phải vội vàng di tản. Hình ảnh máy bay trực thăng di tản người Mỹ và những người đã hợp tác với Hoa Kỳ ra khỏi Sài Gòn cuối tháng Tư 1975 và ngày 15/8 vừa qua ra khỏi Kabul sẽ còn in dấu trong tâm thức người Mỹ và dư luận thế giới trong nhiều năm.
Trên Bloomberg Opinion ngày 26 tháng 04 năm 2021, một trong hai tác giả là Cựu Đô đốc James G. Stavridis, trình bày kịch bản này trong bài “Four Ways a China-US War at Sea Could Play Out” mà bản dịch sau đây sẽ giới thiệu. Theo Stavridis,“bốn điểm nóng” mà Hải quân Trung Quốc có khả năng tấn công là eo biển Đài Loan, Nhật Bản và Biển Hoa Đông, Biển Hoa Nam và các vùng biển xa hơn xung quanh các nước Indonesia, Singapore, Australia và Ấn Độ. Nhưng nguy cơ cao nhất là Đài Loan.
Đó là lý do cần nhắc sơ lại Hòa Ước Doha 2020, bởi nếu xem chính phủ Afghanistan là một "đồng minh" của Hoa Kỳ thì đồng minh này đã bị phản bội và bức tử ngay tháng Hai năm 2020 theo sau Hòa Ước Doha của nội các Donald Trump ký với Taliban chứ không phải hôm nay. Liệu có cần nhắc lại hòa đàm Paris vào năm 1973 đã dẫn đến sự sụp đổ báo trước của miền Nam Việt Nam vào tháng Tư năm 1975? Và giới sử gia thường nhắc lại vai trò của tổng thống Richard Nixon và Ngoại trưởng Henry Kissinger trong việc bỏ rơi Nam Việt Nam chứ không phải tổng thống Gerald Ford, vị tổng thống Mỹ đương nhiệm năm 1975.
Theo dõi tin tức từ quốc gia này, tấm lòng của chúng tôi hướng về người dân Afghanistan và những người tị nạn đang bị buộc phải bỏ trốn để giữ mạng sống. Hơn nữa, chúng tôi tha thiết quan ngại đến số phận của hàng triệu phụ nữ và trẻ em gái của xứ sở này, vì họ phải đối diện với một tương lai đen tối khi gặp trở lại sự đối xử tàn tệ của nhà nước Taliban.
Vốn ham vui, và rất chóng quên nên mẹ tôi ở lại luôn trong Nam cả năm trời. Hệ quả (hay hậu quả) là tôi cất tiếng khóc chào đời tại Sài Gòn. Khi hiệp định đình chiến được ký kết tại Geneve, vào ngày 20 tháng 7 năm 1954, tôi mới vừa lẫm chẫm biết đi. Cũng mãi đến lúc này bà má mới “chợt nhớ” ra rằng mình còn mấy đứa con nữa, đang sống với ông bà ngoại, ở tuốt luốt bên kia vỹ tuyến. Thế là tôi được bế ra ngoài Bắc, rồi lại được gồng gánh vào Nam (cùng với hai người chị) không lâu sau đó. Nhờ vậy (nhờ ra đời trước cái đám Bắc Kỳ con sinh trong Nam đôi ba năm) nên từ thuở ấu thơ tôi đã được nghe nhiều bài hát ca ngợi tình bắc duyên nam – qua radio – vào thời điểm đó
Tổng Thống Cộng Hòa Liên bang Đức, Frank-Walter Steinmeier mô tả ngày 13 tháng 8 năm 1961, ngày bắt đầu xây dựng Bức tường Berlin (ghi chú thêm: Người Việt Nam gọi là Bức Tường Ô Nhục Bá Linh), là "một ngày định mệnh cho người Đức chúng tôi và cho thế giới". Vào thời điểm đó, "sự phân chia thế giới trong Chiến tranh Lạnh đã được củng cố theo đúng nghĩa đen", ông nói hôm thứ Sáu 13.8.2021 tại lễ niệm xây dựng Bức tường Berlin.
Nhưng điều kiện quan trọng nhất để Việt Nam không bị tụt hậu kinh tế và hàng chục triệu công nhân có thể trở lại làm việc tại các khu công nghiệp, sản phẩm nông-lâm-ngư tiêu thụ được, lưu thông, vận tải được hồi sinh, người dân tự tin đi làm việc, học sinh an tâm đến lớp… là mọi người cần phải chích ngừa loại ưu tiên 1 sẽ có thuốc đầy đủ và được chích miễn phí nhanh chóng. Sau đó là đến toàn xã hội và trẻ em cũng cần phải được tiêm ngừa. Ngược lại, nếu Lãnh đạo chỉ biết hô chống dịch bằng “khẩu hiệu” thì Việt Nam sẽ rước lấy thất bại nhãn tiền.
Ngành tài chánh tuy là nguyên nhân của những cuộc khủng hoảng trầm trọng như tại Đông Á 1998, Mỹ 2007 và khu vực Euro 2010 nhưng đóng vai trò thiết yếu cũng giống như trái tim trong kinh tế thị trường. Nhiệm vụ của thị trường tài chánh là biến tiết kiệm trong dân chúng trở thành nguồn vốn cho doanh nghiệp. Quá trình sạn lọc mang dòng vốn đến với doanh nghiệp tốt để phát triển, kinh tế tăng trưởng thì dân chúng cũng được hưởng lợi ích đầu tư. Bài này tìm hiểu về thị trường tài chánh của Hoa Kỳ và Trung Quốc. Thị trường ở Mỹ đa dạng phong phú nhưng trải qua những chu kỳ thăng trầm. Trong khi đó ở Hoa Lục thị trường tài chánh không phát triển tự do vì chịu sự kiểm soát chặc chẻ của nhà nước; dòng vốn chảy vào các ngành nghề do nhà nước ưu đãi nên sinh ra lãng phí và lạm dụng. Người dân sau khi tiêu xài nếu còn dư tiền còn 3 chổ để dành hay đầu tư: tiết kiệm (savings tức là gởi tiền vào ngân hàng), đầu tư (investment hay hùn vốn, cho vay, mua chứng khoáng, v.v…), đánh bạc
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.