Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11816)

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

Tổng thống Donald Trump sau khi lên nhậm chức đã nhanh chóng ký quyết định rút khỏi Hiệp Định Đối Tác Xuyên Thái Bình Dương (TPP) và nay nhìn trở lại cuộc tranh cử 2016, tôi tin rằng nếu giả sử bà Hillary Clinton thắng cử, bà cũng khó có thể đưa nước Mỹ gia nhập TPP.
Khi còn tại chức, bà Phan Thúy Thanh – Phát Ngôn Viên Bộ Ngoại Giao của nước CHXHCNVN – có nuôi một con két nói năng rất sõi. Một hôm, nó xổ lồng bay mất. Bà Thanh nhờ báo đăng để tìm lại con thú cưng nhưng báo chưa kịp ra mà đã có người đến gõ cửa. Hỏi: Sao biết là con vẹt này của tôi. Đáp: Nó chối leo lẻo suốt ngày nên nhà cháu biết ngay là của bà chứ còn ai vào đây nữa.
Chuyến viếng thăm phòng Bầu Dục đầu tiên của tôi diễn ra chỉ vài ngày sau cuộc bầu cử, khi theo truyền thống lâu đời thì vợ chồng Tổng Thống Bush đã mời Michelle và tôi đi thăm nơi sắp là nhà. Ngồi trên công xa của cơ quan mật vụ, chúng tôi chạy ngang qua vòng cung quanh co cổng Tây viên vào Bạch Ốc, cố lưu giữ dăm điều nơi chúng tôi sẽ dọn vào dưới ba tháng nữa.
Ông Biden thắng cử vẫn bị ông Trump kịch liệt bác bỏ vì cho rằng việc kiểm phiếu không minh bạch. Mãi cho tới hôm 15/11 vừa qua, lần đầu tiên sau tám ngày thông báo kết quả bầu cử, ông Trump lên tiếng trên tweet «ông Biden thắng cử». Nhưng liền đó, ông lại nhắc «ứng cử viên dân chủ đã gian lận để đạt được kết quả đó».
Hai tuần sau ngày tổng tuyển cử 3/11, việc đếm phiếu đã gần hoàn tất. Tuy chưa chính thức nhưng cựu Phó Tổng thống Joe Biden coi như thắng cử với 79 triệu phiếu phổ thông và 306 phiếu cử tri đoàn, Tổng thống Donald Trump được 73.3 triệu phiếu và 232 phiếu cử tri đoàn.
Các phụ nữ sẽ có ít nhất 14 ghế trong Quốc Hội Thứ 117, đạt mức kỷ lục mới đối với đại diện phụ nữ.Trong năm 2018, toàn quốc đã bầu 127 phụ nữ -- và 48 phụ nữ da màu – vào Hạ Viện và Thượng Viện. Vào ngày 3 tháng 1 sắp tới, ít nhất 141 phụ nữ, gồm 51 phụ nữ da màu sẽ được tuyên thệ nhậm chức. 8 cuộc tranh cử liên quan đến phụ nữ chưa được tuyên bố tính tới ngày 16 tháng 11, có nghĩa là con số này có thể sẽ còn cao hơn.
Nhân mùa lễ Tạ Ơn, xin nói một lời cảm ơn cái quốc gia này, cảm ơn tất cả những mối quan hệ tương tác qua lại, cảm ơn sự cộng sinh giữa người với người, người với vạn vật muôn loài nhưng trên hết là cảm ơn cha mẹ đã cho con cái hình hài này, cho con sự sống này.
Trong buổi hội thảo qua truyền hình, của Diễn Đàn An Ninh Toàn Cầu, hôm 16-11-2020, Robert O'Brien, cố vấn an ninh quốc gia của Tổng thống Donald Trump, đã đưa ra cam kết về việc chuyển giao quyền lực cho tân Tổng Thống Joe Biden sẽ diễn ra ôn hòa và thành công vào ngày 20-1-2021 như những lần chuyển giao quyền lực trước đây.
Để giúp khai sáng viễn ảnh của chính sách Ngoại giao trong 4 năm tới của Chính quyền Biden, đồng thời nhìn lại những thành công và thất bại của Tổng thống Cộng hòa mãn nhiệm Donald Trump trong lĩnh vực này, chúng tôi đã phỏng vấn Tiến sỹ Nguyễn Mạnh Hùng, một Học giả chuyên ngành Chính trị Quốc tế. Ông là Giáo sư ngoại hạng (Professor Emeritus) đã từng giảng dạy nhiều năm về Quan hệ Quốc tế tại Đại học George Mason, gần Thủ đô Hoa Thịnh Đốn.
Chỉ thị của tôi đến Kathleen và nhóm y tế công cộng rất đơn giản: các quyết định sẽ được đưa ra dựa theo khoa học tốt nhất sẳn có và chúng tôi sẽ giải thích từng bước trong ứng phó của chúng tôi đến công chúng, bao gồm cả chi tiết những gì chúng tôi đã biết và chưa biết. Trong sáu tháng tiếp theo, chúng tôi đã thực hiện chính xác điều đó. Sự sụt giảm các ca bệnh H1N1 vào mùa Hè đã giúp nhóm ứng phó có thời gian làm việc với các hãng bào chế thuốc và cung cấp khích lệ tài chính cho các quy trình mới để sản xuất vaccine nhanh hơn. Họ tiên định nguồn cung cấp y tế tại khắp các khu vực và giúp các bệnh viện linh hoạt hơn trong việc quản trị các ca bệnh cúm gia tăng. Họ đánh giá và cuối cùng bác bỏ ý tưởng đóng cửa trường học cho hết niên học nhưng đã làm việc với các khu học chánh, các doanh nghiệp, các viên chức tiểu bang và địa phương để bảo đảm là mọi người đều có các nguồn lực cần thiết để ứng phó trong trường hợp bùng phát dịch.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.