Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11571)

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

Chúng ta đang sống trong kỷ nguyên số, nơi mọi thứ đều được đo bằng thuật toán: nhịp tim, bước chân, năng suất, thậm chí cả tình yêu. Thuật toán không có tình cảm, nhưng khôi hài vì chúng ta điều khiển thuật toán bằng cảm xúc.Máy móc có thể xử lý hàng tỷ dữ liệu mỗi giây, còn con người — chỉ cần một tưởng tượng — mọi thứ biến hoá. Cảm xúc lan truyền nhanh hơn tin tức, giận dữ được tối ưu hóa bằng công nghệ, và hạnh phúc được đong đếm bằng lượt thả tim. Chúng ta tưởng mình tiến hóa thành sinh vật lý trí, nhưng thật ra chỉ là sinh vật cảm xúc có Wi-Fi. Trong khi AI đang thao túng mọi lãnh vực, chúng ta loay hoay với cảm xúc, thao túng mọi ý nghĩ, hành vi.
Năm 2025 sắp khép lại, và theo thông lệ hàng năm, các nhà từ điển trên thế giới lại đi tìm từ ngữ để chọn đặt tên cho cái mớ hỗn độn mà nhân loại vừa bơi qua trong năm. Oxford chọn cụm từ “mồi giận dữ” (rage bait). Theo các nhà ngôn ngữ học của Oxford, đây là cách tiếng Anh vẫn thường vận hành: hai chữ quen thuộc — “giận dữ” và “mồi nhử” — ghép lại trong bối cảnh trực tuyến để tạo nên một ý niệm mới: thứ nội dung bày ra để cố tình khêu gợi bản tính nóng nảy của người xem, người đọc, khiến thiên hạ phải lao vào vòng tranh cãi chỉ để cuối cùng bấm thêm một cú “tức” nữa.
Tài năng như ông vua tiểu thuyết kiếm hiệp Kim Dung cũng chỉ có thể tạo ra những vị tướng phản diện nhưng có võ công cao cường và chí lớn, chứ không thể giả mạo làm tướng. Mộ Dung Phục, tức Nam Yến Quốc, là một trong nhiều ví dụ. Mộ Dung Phục là kẻ háo danh, không từ thủ đoạn để đạt mục đích. Hắn sẵn sàng bỏ quên nhân nghĩa, thậm chí phản bội anh em, bạn bè, để leo lên nấc thang quyền lực, khôi phục nước Yên. Nhưng vẫn là một kẻ võ công cái thế. Đối thủ của Mộ Dung Phục là anh hùng chính nghĩa Kiều Phong. Bởi vậy, mới có câu "Bắc Kiều Phong, Nam Mộ Dung" để chỉ hai cao thủ võ lâm mạnh nhất thời bấy giờ. Vậy mà nước Mỹ hôm nay lại có bộ phim kỳ quái về một kẻ giả danh tướng, khoác lên mình chiếc áo quyền lực để công kích một anh hùng, một đại tá Hải Quân, một phi hành gia của NASA, một người yêu nước đích thực.
Trong lúc hàng triệu người không đủ thực phẩm để ăn, chính quyền của Tổng thống Donald Trump lại để mặc cho nông sản thối rữa hàng loạt ngoài đồng, trong kho bãi, và thậm chí còn trực tiếp tiêu hủy hàng ngàn tấn thực phẩm viện trợ. Tất cả đều nhân danh mục tiêu “nâng cao hiệu quả” của bộ máy chính phủ. Những thay đổi quyết liệt trong chính sách thuế quan, các cuộc bố ráp di dân gắt gao và cắt giảm các chương trình hỗ trợ người dân như tem phiếu thực phẩm đã khiến nông dân kiệt quệ vì thiếu nhân lực và vốn liếng. Nông sản thì bị bỏ mặc cho mốc meo trong kho và thối rữa ngoài đồng, trong khi hàng triệu người dân rơi vào cảnh đói kém. Đó là chưa kể đến những trường hợp chính quyền trực tiếp tiêu hủy nguồn thực phẩm hoàn toàn có thể sử dụng được.
Quan hệ Trung Quốc-Ấn Độ-Hoa Kỳ phản ánh sự dịch chuyển mạnh của trật tự quyền lực toàn cầu. Trung Quốc và Ấn Độ có tiềm năng hợp tác lớn nhờ quy mô dân số và kinh tế, nhưng nghi kỵ chiến lược, cạnh tranh ảnh hưởng và tranh chấp biên giới khiến hợp tác bị hạn chế. Với Mỹ, việc Ấn Độ nghiêng về Trung Quốc có thể làm suy yếu chiến lược kiềm chế Bắc Kinh, trong khi tranh chấp thương mại như thuế 50% của Mỹ càng làm quan hệ thêm bất ổn...
Nếu có ai nói, nhạc của Trịnh Công Soạn giống như nhạc Trịnh Công Sơn, đôi bài nghe còn ác liệt hơn. Chắc bạn sẽ không tin. Tôi cũng không tin, cho đến khi tôi nghe được một số ca khúc của Trịnh Công Soạn, quả thật là như vậy. Tôi nghĩ, nếu anh này dứt bỏ dòng nhạc Trịnh cũ mà khai phá dòng nhạc Trịnh mới, thì chắc anh sẽ thành công. Người viết lách thì tính hay tò mò và mến mộ tài năng, tôi dọ hỏi người quen và nhất là những ca sĩ trẻ mong được nổi bật, đã tranh nhau khởi sự hát nhạc của Soạn. Cuối cùng, tôi cũng tìm đến được nhà anh. Gõ cửa. Mở.
Vào một buổi sáng Tháng Sáu năm 2025, dân biểu, cựu chủ tịch Hạ Viện đảng Dân Chủ tiểu bang Minnesota, Melissa Hortman, một trong những nhà lập pháp được kính trọng nhất của tiểu bang, và chồng của bà bị bắn chết tại nhà riêng. Chú chó cảnh sát lông vàng của họ, Gilbert, cũng ra đi với chủ. Vụ giết người này không phải là ngẫu nhiên. Thượng nghị sĩ John Hoffman và vợ cũng bị tấn công cùng ngày, nhưng may mắn sống sót. Chính quyền sớm tiết lộ thủ phạm, Vance Boelter, 57 tuổi, người theo chủ nghĩa cực hữu, đã viết bà Hortman vào “danh sách mục tiêu” bao gồm các nhà lập pháp Đảng Dân Chủ khác.
Ngày đi phỏng vấn thẻ xanh để trở thành thường trú nhân Hoa Kỳ thường là một ngày tràn đầy hy vọng và đáng nhớ, đặc biệt đối với những đôi vợ chồng, hoặc những hôn phu, hôn thê. Lễ Tạ Ơn tưởng đâu là ngày họ sum vầy, nói câu “Tạ ơn nước Mỹ” với những hy vọng về một tương lai tốt đẹp. Nhưng điều đó không xảy ra trong thời này, ở Hoa Kỳ. Khi bước cuối cùng trong quá trình xin thường trú nhân Hoa Kỳ, là cuộc phỏng vấn với viên chức di trú kết thúc, các đặc vụ liên bang lại ập đến, còng tay người vợ/chồng người ngoại quốc và đưa họ đi. Hy vọng trở thành ác mộng.
Dự thảo Hòa ước Ukraine do Hoa Kỳ và Nga đề ra gồm có 28 điểm đã được công bố gần đây. Kết quả của diễn biến này khá bất thường vì không có sự tham gia đàm phán của Ukraine và Liên minh châu Âu (EU)...
Trong một nghiên cứu phối hợp giữa đại học Hồng Kông và đại học Rutgers tại Mỹ cùng một số khoa học gia trong khu vực hồi tháng 8 năm 2024, báo cáo này chỉ ra rằng vị trí của Việt nam sẽ là một "điểm nóng" của những cơn bão nhiệt đới với cường độ dữ dội và thường xuyên hơn trước sự biến đổi khí hậu toàn cầu, với rủi ro cao là ngay Hải Phòng.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.