Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11850)

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

Mấy hôm nay, cái chết của người da đen George Floyd ở Minneapolis, Huê kỳ, đã bổng chốc làm bùng lên phong trào dân chúng, da đen và cả da không đen, ủng hộ nạn nhơn đen, nổi lên, xuống đường ở nhiều thành phố lớn của Pháp, chống bạo hành và kỳ thị của cảnh sát. Omar Sy, da đen, sanh ở Trappes, ngoại ô Tây-Nam Paris (78), nghệ sĩ hài hước, diển viên điện ảnh, lên tiếng tuyên bố «Bạo hành cảnh sát là vấn đề của mọi người»! Là cơ hội bằng vàng để báo chí nhập cuộc. Báo chí Pháp hết 80% là khuynh tả, được chánh phủ tài trợ, (tùy theo số ấn phẩm bán được, từ 500 000 €/năm cho tới 6 000 000 €/năm), loan tin, bình luận, khai thác thị hiếu độc/thính giả để có đông độc giả, được tăng trợ cấp. Phong trào dân chúng nổi lên chống bạo hành và kỳ thị do cảnh sát gây ra, trên thực tế, đã không còn biên giới. Trước phản ứng của những người biểu tình trên thế giới, cảnh sát không còn là «bạn dân» nữa, mà đã trở thành hung thần! Chỉ có cảnh sát ở Tàu và Việt nam là không bị chỉ mặt vì họ là cảnh sát
Cuộc khủng hoảng do virút corona đang tạo ra một môi trường toàn cầu nhiều cạnh tranh hơn, với sự "đối đầu" phát triển nhanh hơn là "hợp tác". Liên Minh Âu Châu chúng ta phải đối mặt với những vùng biển khắc nghiệt hơn và có nguy cơ bị cuốn vào những dòng chảy chéo chiều của các cường quốc đang đòi chúng ta chọn phe rõ rệt. Những thứ được coi là kỹ thuật và không phải là "chính trị cao", chẳng hạn như đầu tư và thương mại, công nghệ và tiền tệ, nay là thành phần của một cuộc cạnh tranh công khai, hoặc thậm chí là đối đầu. Những thứ mà người ta có thể dựa vào một cách vững chắc, như dữ kiện và khoa học, hiện đang bị thách thức và cuốn vào trận chiến của những bài tường thuật, khuếch đại thêm qua những phương tiện truyền thông xã hội.
Câu hỏi đang đặt ra ở Biển Đông là Trung Quốc có âm mưu gì khi bất ngờ gia tăng đe dọa và phủ nhận quyền chủ quyền của các nước có tranh chấp lãnh thổ với Bắc Kinh gồm Việt Nam, Phi Luật Tân, Nam Dương, Mã Lai và Brunei, vào lúc cả thế giới lo phòng, chống dịch nạn Vũ Hán, xuất phát từ Trung Quốc từ đầu năm 2020 (Coronavirus disease 2019 (COVID-19). Để trả lời cho thắc mắc này, cũng như liệu tranh chấp giữa Mỹ và Trung Quốc ở Biển Đông có đưa đên nguy cơ chiến tranh hay không, xin mời bạn đọc theo dõi nội dung Cuộc phỏng vấn của tôi với Giáo sư ngoại hạng (Professor Emeritus), Tiến sỹ Nguyễn Mạnh Hùng, người từng giảng dậy nhiều năm về Quan hệ Quốc tế tại Đại học George Mason, gần Thủ đô Hoa Thịnh Đốn. Giáo sư Hùng là Học giả cao cấp bất thường trú của Trung tâm nghiên cứu Chiến lươc và quan hệ Quốc tế ở Washington, D.C. (Center for Strategic and International Studies, CSIS). Ngoài ra ông còn là Học giả vãng lai hai niên khóa 2015-2016 tại viện nghiên cứu nổi tiếng ISEAS-Yusof Is
Sau khi ông George Floyd bị chết dưới bạo lực cảnh sát, một phong trào biểu tình chống kỳ thị người da đen đã bùng nổ và lan rộng khắp nước Mỹ và trên thế giới. Phong trào có sự tham gia của mọi tầng lớp, của nhiều sắc tộc khác nhau, trong đó có người Việt Nam. Sự kiện này đã dẫn đến nhiều mâu thuẫn trong tập thể người Việt, do cách nhìn trái chiều về vấn đề kỳ thị chủng tộc đối với người da đen và phong trào Black Lives Matter. Đặc biệt là giữa thế hệ trẻ và thế hệ những người lớn tuổi trong cộng đồng. Là một tổ chức đấu tranh cho dân chủ và nhân quyền Việt Nam, với chủ trương Đấu tranh bất bạo động, đảng Việt Tân đã từng lên tiếng ủng hộ các phong trào biểu tình của người dân như ở Hong Kong. Chúng tôi có cuộc phỏng vấn với ông Hoàng Tứ Duy, Phát ngôn nhân Đảng Việt Tân, về nhận xét của ông đối với phong trào Black Lives Matter và sự tham gia của giới trẻ Việt Nam trong các cuộc xuống đường đòi công lý cho người Mỹ da đen.
Trong khi tham vọng kiểm soát của chế độ toàn trị vẫn như cũ, có một số khác biệt giữa những nỗ lực của Mao và Tập Cận Bình. “Tư tưởng của Tập Cận Bình là một thay thế nhạt màu cho Sách Đỏ của Mao. Tập Cận Bình đã không thể đưa ra một ý thức hệ mạch lạc để truyền cảm hứng cho sự cuồng tín trong những người theo ông, khác một chủ nghĩa dân tộc Trung Quốc chung chung. Mặt khác, Tập có các công cụ công nghệ khả dụng mà đơn giản là không áp dụng cho những nhà độc tài trong thế kỷ 20. Hệ thống tín dụng xã hội kết hợp tất cả các phương pháp của thông minh nhân tạo, dữ liệu quy mô, cảm biến lan tỏa và đặt các phương tiện này vào trong tay nhà nước Trung Quốc. Cả Stalin và Mao đều không thể kiểm soát trực tiếp các phong trào hàng ngày, lời nói và giao dịch của từng đối tượng theo cách mà đảng Trung Quốc về mặt lý thuyết có thể làm ngày nay.
Một dự luật đã được đưa ra Quốc Hội Nhân Dân của Đảng Cộng Sản Trung Hoa (CSTH) ngày 22 tháng 5 năm 2020 tại Bắc Kinh, và đúng một tuần lễ sau, dự luật này đã được nhanh chóng thông qua vả trở thành Đạo Luật An Ninh Quốc Gia (ĐLANQG) về Hồng Kông vào ngày 29 tháng 5. Khi đưa ra Quốc Hội Nhân Dân để bàn thảo và thông qua, dự luật này gồm 7 điểm chính, trong đó ba điểm quan trọng nhất để đối phó và triệt hạ quyền tự chủ cùa Hồng Kông là điều số 2, số 4, và số 6. Theo đó, Bắc Kinh sẽ ngăn chặn tất cả các nguồn yểm trợ từ bên ngoài vào Hồng Kông; sẽ sử dụng được các lực lượng đàn áp từ Bắc Kinh để dập tắt các cuộc biểu tình, những người tham dự biểu tình có thể quy tội phản quốc, ly khai; và từ đó Bắc Kinh sẽ khai triển ra những đạo luật khác để thực hiện các mưu đồ trên.
Đảng Cộng Sản Việt Nam có truyền thống bán nước từ Hồ Chí Minh cho đến ngày nay. Người bán nước số một là Nguyễn Phú Trọng, bán nước một cách tinh vi, từ những bí mật nầy đến những bí mật khác để lừa bịp nhân dân. Đã đặt Việt Nam lệ thuộc vào Trung Cộng, xem như thời kỳ Bắc thuộc lần thứ năm. Tuổi tác đã cao, sức khỏe yếu kém mà muốn ôm cái ghế quyền lực suốt đời. Thủ hạ Nguyễn Hồng Diên thăm dò dư luận bằng những lời lẽ nâng bi quá đáng, làm phản tác dụng, gây phẩn nộ trong quần chúng. Tóm lại, Nguyễn Phú Trọng và đảng của ông đã đặt Việt Nam lệ thuộc vào Trung Cộng, đó là tội đồ của dân tộc.
Khi còn trẻ, đôi lúc, tôi cũng (thoáng) có ý định sẽ trở thành một người cầm bút. Ở một xứ sở mà phần lớn người ta đều cầm cuốc, cầm búa, cầm kìm hay cầm súng… mà định cầm viết thì quả là một chuyện khá viển vông – nếu không muốn nói là hơi xa xỉ. Lúc không còn trẻ (nữa) tôi mới ngộ ra rằng: bút viết nó chọn người, chứ không phải là ngược lại – trừ khi mình cứ cầm đại thì không kể. Tôi không được (hay bị) lựa và cũng không có máu liều – như phần lớn quí vị trong Hội Nhà Văn Việt Nam Đương Đại – nên chuyện viết lách kể như … trớt quớt!
Nuôi dưỡng nền dân chủ giống như kẻ trồng cây: khi còn là hạt giống phải chống đỡ quạ tha gà mổ; cây còn non trẻ cần ngăn ngừa sâu bọ; đến lúc trưởng thành già nua phải chặt bớt những cành lớn không thì một cơn bão lớn sẽ làm đổ ngã thân cây. Việt Nam chưa có dân chủ nên tranh đấu đòi dân chủ. Nền dân chủ non trẻ tại Phi Luật Tân bị đe dọa trở lại độc tài. Dân chủ ở Mỹ trưởng thành lâu đời nay lại nảy sinh ra dấu hiệu già nua thoái hóa thành một hình dạng gì chưa nhận biết được.
Xét về cao độ thì Sơn Núi (Nguyễn Đức Sơn) ở thấp hơn nhiều bạn đồng nghiệp của mình – như Bùi Minh Quốc, Hà Sĩ Phu, Mai Thái Lĩnh, Tiêu Dao Bảo Cự… – xa lắc. Những nhân vật này đều có thời là biên tập viên của tạp chí Lang Biang, tờ báo (đã bị đóng cửa) này lấy tên theo vùng cao nguyên lâm Viên mà họ đang sinh sống. Đỉnh Lâm Viên, ở Đà Lạt, cao hơn hai ngàn mét lận. Từ đây, muốn leo lên trời (để đái, hay làm gì tùy thích) còn tiện hơn nhiều. Ngoài lợi thế nhỏ nhặt này ra, những cư dân ở miền sơn cước gặp phải toàn là những điều (vô cùng) bất tiện. Họ xa cách (mịt mù) với thế giới văn minh, ở những đô thị miền xuôi. Tôm cá hì hục chở lên đến được đến cao nguyên (thường) đã bị ươn, và thông tin khi nhận được thì (ôi thôi) hoàn toàn đã cũ.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.