Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11750)

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

Với tuổi già ở Mỹ với thế hệ thứ ba, ông bà mong muốn cháu nội, cháu ngoại nói được, viết được tiếng Việt là là tiếng mẹ đẻ là niềm vui trong gia đình. Vì vậy nơi nào có nơi dạy tiếng Việt cho con em, phụ huynh như tìm được cái phao để tuổi thơ tìm về cội nguồn. Đối với ông bà, khi các cháu nói “thưa ông, thưa bà, chào ông, chào bà…” nghe rất thân thương và mát lòng.
Gần đây, Tổng Bí thư Đảng Cộng Sản Trung Quốc Tập Cận Bình và Tổng thống Nga Vladimir Putin đã đồng ý gia hạn hiệu lực của Hiệp ước Hữu nghị Trung Quốc và Nga năm 2001. Đây là một quyết định quan trọng để cho hai nước có cơ sở đến gần nhau hơn trong việc thực hiện các chiến lược hợp tác kinh tế và chính trị. Nhưng trong mối quan hệ đối tác mới này không có nghĩa là cả hai nước không còn các vấn đề tranh chấp.
Tìm hiểu cấu trúc của Vũ Trụ đã gặp những hiện tượng dị thường, khó tưởng tượng. Xem cách Vũ Trụ vận hành còn thấy nhiều chuyện bất ngờ, lý thú hơn. Ta bắt đầu bằng cái nhỏ nhất trong trời đất: sự “vận hành” của một vi phân tử. Hệ thống giao thông kỳ diệu, chi chít đường hầm trong lòng Vũ Trụ đã thấy rồi, thử xem vi phân tử – thí dụ vi phân tử radio – ngược xuôi “di hành” trong đó như thế nào? Có người gọi, bạn cầm điện thoại, mở đầu bằng hai tiếng: “A-lô!” thường dịu dàng. Chuyện ấy tầm thường, quen thuộc đến độ không ai thắc mắc: Người gọi ở cách ta hàng trăm, hàng ngàn dặm vẫn nghe rõ mồn một! Sao mình A-lô “to” dữ vậy? Nếu lỡ thắc mắc ngớ ngẩn thế thì trực giác và những kiến thức khoa học sẵn có giải thích liền: Điện thoại biến tiếng nói thành sóng radio lan đến các tháp truyền sóng, lan tới vệ tinh, rồi lan tỏa phủ xuống vị trí của người nghe. Giản dị thế thôi, phần rắc rối, phức tạp nằm trong cấu trúc của điện thoại di động, trong vệ tinh, tháp nhận và chuyển
Hơn ai hết, đức Giáo Hoàng Francis là người thường thực hành điều này khi quỳ hôn hay ôm chân những người khác. Há không phải như lời trích trong "Thư gởi tín hữu Phi-líp-phê" đã dẫn bên trên hay sao? Đó là hành động khiêm cung, tôn vinh người khác bằng cách tự hạ mình xuống, cho dù đang ở một vai trò quan trọng. Hành động của tổng thống Joe Biden cũng mang cùng ý nghĩa như vậy.
Trận đấu kết thúc sau 120 phút! Anh đánh bại Đan Mạch 2-1 và bước vào trận chung kết EURO 2021! "Tam Sư" (Đội tuyển Anh) là đội chiếm ưu thế trong hiệp phụ và dồn ép Đan Mạch để có cơ hội làm bàn thắng, nhưng cuối cùng phải cần đến một quả phạt đền gây tranh cãi, được Kane chuyển thành bàn thắng. Sau đó, người Đan Mạch tận dụng sức lực cuối cùng của mình và cố gắng gỡ hòa, nhưng Southgate-Elf đã kiên trì bảo vệ các cuộc tấn công cho đến cuối cùng.
Trong cuộc tụ tập cuối tuần qua tại Florida, Donald Trump đã vô tình thừa nhận các cáo buộc của văn phòng biện lý Manhattan với giám đốc tài chính (CFO) và tập đoàn của mình khi phát biểu rằng, các quyền lợi bên lề (fringe benefit) là bình thường, hãng nào cũng áp dụng nên cuộc truy tố của New York vào tập đoàn của ông ta mang mục đích chính trị. Đó cũng là điều mà hầu hết người ủng hộ Trump đã tin và lặp lại.
Lời giới thiệu: Nhận dịp kỷ niệm 100 năm ngày đảng Cộng sản Trung Quốc ra đời (01/07/1921 – 01/07/2021), Tổng Bí thư, Chủ tịch Tập Cận Bình đã đọc diễn văn dài hơn 1 giờ, phần lớn tập trung vào những vấn đề nội bộ, nhưng ông cũng không giấu tư tưởng sẽ cương quyết chống lại các thế lực thù nghịch với Trung Quốc bất cứ từ đâu đến. Để hiểu rõ hơn về nội dung bài diễn văn quan trọng này, chúng tôi đã có cuộc nói chuyện với Tiến sỹ, Giáo sư huân công (Professor Emeritus), Nguyễn Mạnh Hùng, người từng giảng dạy nhiều năm về Quan hệ Quốc tế tại Đại học George Mason, gần Thủ đô Hoa Thịnh Đốn.
Và ông Tập đã nuôi dưỡng quyết liệt tinh thần sùng bái. Trong những ngày này, trên trang nhất của tờ báo Nhân dân Nhật báo có tràn ngập các bài vở về các hoạt động và sắc lệnh cá nhân của ông Tập. Gần đây, để đánh dấu một trăm năm của đảng, tài liệu lịch sử giản lược của ĐCSTQ được phát hành, dành một phần tư nội dung để nói về tám năm cầm quyền của ông Tập, trong khi chỉ dành một nửa chổ cho bài viết về Đặng Tiểu Bình, vị cứu tinh thực sự của Đảng.
“Đó là một mùa đông dài, nhưng những đám mây đã bay đi. Chúng ta chưa tới lằn mức cuối cùng, nhưng mùa hè thì chưa bao giờ được cảm thấy tràn đầy lạc quan như vầy. Và không khí có mùi ngọt ngào hơn nếu không có khẩu trang của chúng ta?” theo Đệ Nhất Phu Nhân Jill Biden phát biểu tại quê nhà của bà ở Philadelphia hôm Chủ Nhật, giới thiệu thông điệp của phu quân của bà sẽ được đọc tại Bạch Ốc đánh dấu Ngày Lễ Độc Lập. Trong nhiều mặt, Biden đang nắm giữ tín nhiệm chính trị vì sự tập trung chủ ý của ông đối với đại dịch ngay từ buổi đầu làm tổng thống của ông. Dù ông đã thu lợi từ thuốc chích ngừa đã phát triển từ thời chính phủ Trump, việc giải quyết của ông về cuộc khủng hoảng trái ngược hoàn toàn với sự thờ ơ của người tiền nhiệm ông – Donald Trump đã mất nhiều tuần lễ cuối cùng của nhiệm kỳ tổng thống phần lớn tập trung vào nỗ lực đảo ngược việc thất cử của ông. Nhưng thời khắc “hoàn thành sứ mệnh” của Biden có đến sớm không?
Từ tin tức không vui này chúng ta thấy lịch sử chỉ là sự tái diễn. Nó là bài học đau đớn cho các quốc gia nhỏ được Mỹ đỡ đầu và che chở: -Khi Mỹ muốn vào vì quyền lợi của họ thì họ sẽ vào- và không một sức lực nào có thể ngăn cản được. -Khi Mỹ rút lui vì tổn thất quá cao, làm nước Mỹ suy yếu thì bằng mọi giá Mỹ sẽ rút lui và không thèm quan tâm tới số phận của đồng minh như Quốc Dân Đảng Trung Hoa năm 1949 và VNCH năm 1975.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.