Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11872)

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

Chiều ngày 29/5 sau phiên xử phúc thẩm, một người dân ở xã Bình Phước, ông Lương Hữu Phước, đã trở lại toà án và nhảy từ lầu hai của toà để tự sát. Hình ảnh ông nằm chết, co quắp ngay trước sân toà nói lên nỗi tuyệt vọng, sự cô đơn cùng cực của người dân VN trước các phán quyết của toà án. Tôi chạnh nhớ đến câu nói của thầy giáo Nguyễn Năng Tĩnh trong phiên phúc thẩm của anh: “một lũ bất nhân đã làm ra phiên toà bất công”.
Ôi, tưởng gì chớ tật xấu của đàn ông (nói chung) và đàn ông Việt Nam (nói riêng) thì e đám đàn bà phải càm ràm cho tới… chết – hay ngược lại. Không mắc mớ gì mà tôi lại xía vô mấy chuyện lằng nhằng (và bà rằn) cỡ đó. Nhưng riêng hai chữ “cái làn” trong câu nói (“Lắm đấng ông chồng vui vẻ xách làn đi chợ…”) của Phạm Thị Hoài thì khiến tôi bần thần, cả buổi! Năm 1954, cái làn (cùng nhiều cái khác: cái bàn là, cái bát, cái cốc, cái ô, cái môi, cái thìa…) đã theo chân mẹ tôi di cư từ Bắc vào Nam. Cuộc chung sống giữa cái bàn là với cái bàn ủi, cái bát với cái chén, cái cốc với cái ly, cái ô với cái dù, cái môi với cái vá, cái thìa với cái muỗm… tuy không toàn hảo nhưng (tương đối) thuận thảo và tốt đẹp.
Hoa phượng được Nhất Tuấn gọi là hoa học trò vì thuở đó hầu như ngôi trường nào cũng trồng cây phượng trong sân trường. Khi phượng đơm hoa báo hiệu cho mùa Hè cũng là thời điểm chia tay sau niên học. Để lưu niệm, nữ sinh đóng tập Lưu Bút giấy pelure xen kẽ các sắc màu, trông thật nhã, ghi cảm nghĩ cho nhau… Ở lớp Đệ Tứ, không còn học chung nhau vì lên lớp Đệ Tam theo ban A, B, C và lớp Đệ Nhất là thời điểm chia tay vĩnh viễn, tập Lưu Bút dày hơn, chia sẻ, tâm tình… của tuổi học trò. Hầu như nam sinh không có Lưu Bút, chỉ được xía phần, dù có tinh nghịch nhưng phải viết đứng đắn, lịch sự.
Trong chị Thanh chỉ có một tấm lòng, chứ tuyệt nhiên không có “những bức tường lòng” phân cách Bắc/Trung/Nam – như rất nhiều người Việt khác. Tình cảm của chị tinh khiết, trong veo, và tươi mát tựa như dòng nước của một con suối nhỏ – róc rách, len lách – khắp mọi miền của tổ quốc thân yêu. Bởi thế, dù không biết chính xác chị được chôn cất nơi nao tôi vẫn tin rằng ở bất cứ đâu thì đất nước này cũng đều hân hoan ấp ủ hình hài của người thơ đa cảm, tài hoa, và chuân truyên nhất của dân tộc. Vĩnh biệt Nguyễn Thị Hoài Thanh. Em mong chị mãi mãi được an nghỉ trong an lành và thanh thản!
Đằng sau các cuộc biểu tình chống đối sự kỳ thị trong cái chết của George Floyd là các cuộc đập phá, phóng hoả, cướp và hôi của. Tại sao nó luôn xảy ra trong các cuộc bạo loạn. Đó là một câu hỏi nhức nhối và đau đớn đã làm phiền lòng không những người có mặt trong cuộc biểu tình mà của cả những người ngoài cuộc. Thấy được những cửa hàng thương mại, nhà thuốc, siêu thị, hệ thống bán lẻ bị đốt phá, cướp bóc tan hoang ai cũng đau lòng và phẫn uất, nhất là các chủ tiệm. Những bài phỏng vấn các tiểu thương cùng nhiều video Clip ghi lại những hình ảnh đập phá thu được ở các cửa tiệm thương mại đã làm tôi không ngăn được dòng nước mắt thương cảm cho họ. Các tiểu bang mới được mở cửa mấy ngày sau cơn đại dịch. Giới tiểu thương phải gánh chịu sự mất mát kinh tế trong vòng nửa năm qua, giờ họ lại bị phá sản bởi bao nhiêu vốn liếng tiêu tan trong phút giây. Họ khóc, con cái, gia đình họ khóc, họ chia sẻ nỗi uất hận tai bay hoạ gởi, rồi lại phải nai lưng ra quét dọn, gom góp những tan hoang đổ đi.
Một điều chắc chắn là Bắc Kinh không tranh đua làm cảnh sát quốc tế mà nhường vai trò này cho Hoa Kỳ phung phí tài sản và nhân lực trong các chiến trường Trung Đông, Trung Á và Bắc Phi. Trong khi đó Trung Quốc hưỡng lợi từ việc mua dầu hỏa, khai thác tài nguyên thiên nhiên, bán hàng tiêu dùng cùng kế hoạch Vành Đai Con Đường. Về phương diện an ninh Bắc Kinh hiện muốn đẩy lùi Hoa Kỳ ra khỏi Đông Thái Bình Dương để tạo một vòng đai an ninh vì khu vực này được xem thuộc ảnh hưởng truyền thống của Trung Quốc và là nơi có nền kinh tế năng động nhất thế giới. Trên khía cạnh tài chánh Bắc Kinh tìm cách phối hợp với Nga, Trung Đông và cả Âu Châu để chấm dứt vai trò thống trị của đồng đô-la.
Vào cuối tuần qua, Tổng Thống Hoa Kỳ, Donald Trump đã phải tìm kiếm sự bảo vệ khỏi những người biểu tình trong hầm ngầm bên dưới Tòa Bạch Ốc. Nơi trú ẩn khét tiếng là gì? Chúng tôi giải thích nó ở đâu và được xây khi nào và cho mục đích gì. Hoa Kỳ đang trong tình trạng khẩn cấp. Không chỉ vì cuộc khủng hoảng corona, mà còn ngày càng tăng do các cuộc biểu tình dân sự sau khi người Mỹ gốc Phi George Floyd bị giết bởi một cảnh sát. Các cuộc biểu tình ở nhiều thành phố trên cả nước đã đạt tỷ lệ đến mức Tổng thống Donald Trump phải đi đến nơi an toàn trong một hầm ngầm vào thứ Sáu tuần trước. Một hầm ngầm? Nơi trú ẩn khét tiếng này là gì? Chính xác thì nó được dùng để làm gì? Được xây khi nào? Nó nằm ở đâu? Chúng tôi cung cấp câu trả lời cho những điều này và các câu hỏi khác.
Hoạch đỊnh triển khai quân đội để trấn áp người dân Mỹ biểu tình của Tổng thống Trump đã dấy lên sự phản kháng chống đối dữ dội từ phía các tướng lãnh hồi hưu và các đại biểu liên bang congressmen thuộc đảng Dân chủ tại Hạ viện Hoa kỳ. Hôm 2 tháng 6, TNS Tim Kaine của đảng dân chủ bang Virginia cảnh cáo theo điều lệ National Authorization Act-NDAA- nghiêm cấm bất cứ ai không được dùng ngân quỹ nhà nước để triển khai quân đội Mỹ đàn áp công dân Mỹ biểu tình.
Chỉ còn hơn 6 tháng nữa đến Đại hội đảng toàn quốc XIII, diễn ra đầu năm 2021, nhưng những kẻ nịnh thần đã xếp hàng sau lưng Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Nguyễn Phú Trọng để vận động “đề nghị” ông ngồi thêm nhiệm kỳ nữa, hay ít nhất cũng 2 năm. Lý do của đám tôi trung đưa ra là đất nước cần lãnh đạo ổn định để bảo vệ đảng và chế độ theo định hướng Xã hội Chủ nghĩa, dựa trên nền tảng Chủ nghĩa Mác-Lenin và tư tưởng Hồ Chí Minh. Nhưng điều này cũng lộ ra dấu hiệu mất đoàn kết và không thống nhất trong nội bộ hơn 4 triệu đảng viên.
Đời về chiều bỗng trở nên rảnh rỗi. Đôi khi, rảnh muốn khóc luôn nên tôi đâm ra uống hơi đều và cũng hơi nhiều. Chắc sợ thằng em dám chết vì rượu nên không ít anh chị hằng tâm (và hằng sản) đã nhờ tôi đi làm việc thiện, giúp những người Việt nghèo khó – sống rải rác và quanh quất – ở Biển Hồ. Tháng này, chị Kim Bintliff – Houston TX – biểu tôi đến làng Kor K’ek, cách Kampong Luong Floating Village (thuộc tỉnh Pursat) chừng hai giờ ghe máy. Tôi đã đến đây đôi ba lần trước, vì chuyện làm trường học, và không hề bị phiền nhiễu gì ráo trọi. Lần này, trưởng ấp ngỏ lời xin thêm mấy phần gạo (cho chính gia đình và vài người nữa) khiến tôi hơi khó chịu. Tuy thế, ngay khi lên bước chân lên cái nhà nổi ọp ẹp và chật hẹp của ông ta thì thái độ của tôi thay đổi hẳn. Họ cũng cùng quẫn, có khác chi những đồng bào trôi sông lạc chợ của mình đâu.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.