Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11807)

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

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
Tôi đọc truyện “Tình Nghĩa Gíao Khoa Thư” khi còn ở tuổi đôi mươi. Tuổi trẻ bao giờ cũng nhiều lý tưởng. Tôi và bè bạn vẫn tâm nguyện rằng, sau cuộc chiến, thế hệ của mình sẽ cố góp hết sức để dựng xây những phần đất quê hương (bị lãng quên) như vùng U Minh Hạ. Hòa bình, tiếc thay, đã không mang lại cuộc sống an bình như mọi người mong muốn. Không những thế, nó còn khiến cho hàng triệu kẻ đã phải liều mạng rời bỏ quê hương, để mưu cầu một cuộc sống khả kham hơn – nơi đất lạ quê người.
Người nào có bệnh hứa, hứa nhiều mà làm chẳng bao nhiêu thì suốt đời không thể khá được. Tiền đến rồi tiền đi, nhưng những người ở xung quanh ta vẫn nhớ những lời hứa lèo của ta thì kể như tiêu cuộc đời. Nếu người nào rủi bị bệnh hứa thì nên đến bác sĩ tâm lý, chữa trị thế nào cũng sẽ khỏi nhưng phải kiên trì. Có bệnh thì phải chữa, tự mình chữa không được thì phải nhờ đến bác sĩ tâm thần, bác sĩ có kinh nghiệm sẽ tìm mọi cách để chữa trị cho bệnh nhân. Có người có bệnh hứa lèo, nhưng họ nói một cách tự nhiên như thật, đã nói là bệnh mà, người bị bệnh không biết mình bệnh, tội nghiệp thật?
Có thể nói rằng đời sống của bà con đồng bào thiểu số Vân Kiều và Pa – Kô khổ cực không còn gì để nói. Đi dọc theo đường 9 Nam Lào từ thành phố Đông Hà lên cửa khẩu Lao Bảo, qua khỏi những dãy nhà ngói đỏ chói của thành phố chừng 10km, đến đoạn sông Dakrong chảy dọc đường 9 Nam Lào, nhìn sang bên kia sông là những mái nhà lụp xụp nằm lặng lẽ trên đồi, nhìn lại bên cánh rừng dọc đường 9 cũng nhiều mái nhà sàn lợp tranh nhỏ xíu, tuềnh toàng gió lộng nằm giữa các nương sắn hoặc giữa các ngọn đồi trọc. Cảnh nghèo đói hiện ra xác xơ, tiều tụy.
Đêm tân hôn. Yên lặng nhìn cô dâu, chú rể rưng rưng rồi bật khóc. Cô gái trẻ tưởng chồng mình xúc động vì quá hạnh phúc được sống gần người yêu, nhưng sự thật đau lòng hơn nhiều. Anh ta vừa nhận được kết quả dương tính HIV qua cuộc thử nghiệm mà bịnh viện vừa gởi tới. Anh cũng không ngờ số mệnh của mình lại kết cuộc như thế. Sau 3 năm lao động ở nước ngoài, với số tiền dành dụm được, anh vừa mới làm đám cưới với người yêu đã chờ đợi suốt thời gian anh ở nước ngoài. Thời gian thương nhớ 3 năm, cho nên khi chàng trai trở về, thì cô gái đã “cho” người yêu trước đêm tân hôn. Sáng ra, vợ chồng trẻ nhìn nhau, im lặng. Mỗi người miên man biết bao nhiêu ý nghĩ. Tương lai, hạnh phúc gia đình, thái độ phải đối diện với cuộc sống, về con cái, cha mẹ hai bên, về sức khoẻ và về cái chết.
Đàn ông là phải có râu «Nam tu nữ nhũ» như sách đã dạy. Khoa học lý giải râu là biểu hiện sức mạnh và từ đó phát xuất sự ham muốn chiếm đoạt nhưng không vì thế mà râu trở thành môt thứ vũ khí chết người. Râu của người Á châu khác với râu của người Âu châu, cả về cách để râu, chăm sóc râu. Theo kinh nghiệm, nhìn râu, người ta có thể xét đoán về người. Như người cương nghị, người vui tánh, người có máu … Riêng người cộng sản có râu hay không râu, râu tốt hay xấu, đều có liên hệ ít nhiều đến diễn tiến của phong trào cộng sản và số phận người lãnh đạo.
Tại sao photon di chuyển nhanh như ánh sáng? Tại sao từ đốm lửa diêm, ngọn đuốc, ngọn đèn, một tinh cầu phát nổ v.v… phóng ra, photon lập tức đạt tốc độ nhanh nhất trong Vũ Trụ? Câu trả lời có rồi, giản dị và không đòi hỏi những kiến thức vật lý cao siêu. Nhưng nói ngay thì bạn sẽ bỡ ngỡ, hoang mang, và rồi thắc mắc rất nhiều, mất vui. Vậy ta kiên nhẫn đi từng bước một. Chậm nhưng mà chắc. Đường trường lên thác xuống ghềnh, băng rừng lội suối, lạc tới lạc lui trong núi thẳm rừng sâu… kẻ dò đường này đã lãnh hết. Giờ sông sâu đã bắc cầu, đường xuyên rừng đã khai quang chờ đón bạn.
Cùng với số phận chung của Thế giới, nạn dịch Covid-19 đã phủ mây mù lên nền kinh tế của Việt Nam trong 7 tháng đầu năm 2021. Khoảng 80,000 Doanh nghiệp đóng cửa và hàng chục triệu công nhân mất việc làm. Việt Nam đã nhập siêu 2,7 Tỷ Dollars trong thời gian này, trong khi tình hình dịch Covid-19 vẫn còn nghiêm trọng.
Mười một năm trời ròng rã, mỗi lần nghĩ tới anh là tôi nghĩ tới Nelson Mandela, chỉ ra được khỏi tù sau 27 năm, vì những người khác đã tranh đấu thành công để có một cuộc thay đổi toàn diện trong xã hội. Ngay sau khi ra tù, Mandela đã được bầu làm lãnh đạo một cuộc thương nghị với nhà cầm quyền cho vấn đề hòa giải dân tộc.
‘Tổng thu nhập một tháng trên một khẩu của chúng tôi là 40.000 đồng …’ 40.000 đồng có giá trị như thế nào lúc này. Đó là giá của 2 bát phở, giá của 4 lít xăng, giá của hai xuất cơm trưa văn phòng, giá của một cuốc xe ôm trên đoạn đường 10km, giá của hơn một bao thuốc lá 555, giá của 3 ly cà phê… Tôi biết sẽ có rất nhiều người không thể tin rằng tổng thu nhập hàng tháng của một khẩu trong hầu hết những gia đình nông dân lại chỉ với một con số ‘kinh hoàng’ như thế.”
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.