Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11851)

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

Trong ký ức thơ ấu của tôi, Đà Lạt không phải là nơi có nhiều chim chóc. Ngoài những bầy sẻ ríu rít đón chào nắng sớm trên mái ngói, và những đàn én bay lượn khắp nơi vào lúc hoàng hôn – thỉnh thoảng – tôi mới nhìn thấy vài chú sáo lò cò giữa sân trường vắng, hay một con chàng làng lẻ loi (và trầm ngâm) trên cọc hàng rào. Chào mào tuy hơi nhiều nhưng chỉ ồn ào tụ họp, giữa những cành lá rậm ri, khi đã vào hè và trái mai (anh đào) cũng đà chín mọng. Họa hoằn mới thấy được thấy đôi ba con chim lạ, đỏ/vàng rực rỡ (chả biết tên chi) xa tít trên những cành cây cao ngất, giữa đồi thông vi vút.
Với một người Mỹ gốc Việt như tôi, Tháng Lịch Sử Người Da Đen có nghĩa gì? Các từ “Da đen”, “Người Mỹ gốc Phi châu”, và “Người Mỹ gốc Việt,” tự chúng đã là các tên gọi nặng nề. Ngay cả khi được sử dụng chỉ để đòi lại căn cước và phẩm giá, chúng vẫn đầy rẫy sự phân chia chủng tộc, dù là thời nay hay trong quá khứ. Suy ngẫm về lịch sử người Da đen, làm sao tôi có thể vượt qua cái hậu quả dã man của sức tưởng tượng và các chính sách của người da trắng Châu Âu đã bắt rễ từ hơn 500 năm trước?
Toàn thể nhân loại đều đang hướng về Hương Cảng với ánh mắt lo âu cùng chia sẻ. Ngay cả báo giới của nước CHXHCNVN cũng vậy, cũng trích dịch từ những nguồn tin với ít nhiều hảo cảm dành cho những công dân ở hòn đảo nhỏ bé này: Theo South China Morning Post, giới chức sân bay Hong Kong đã hủy bỏ tất cả các chuyến bay kể từ 16h (giờ địa phương), đổ lỗi cho những cuộc biểu tình đã "làm gián đoạn nghiêm trọng" việc vận hành của sân bay, ngăn cản hành khách làm thủ tục check-in và kiểm tra an ninh.
Chuyện kỳ thị chủng tộc ở Mỹ không có gì mới. Nó đã tồn tại hàng nhiều thế kỷ và sẽ còn tồn tại bao lâu còn có sự sống chung giữa các màu da Trắng, Đen, Vàng, Nâu trong cùng một quốc gia có tên gọi Hiệp Chủng Quốc Hoa Kỳ. Bất kể luật pháp nước Mỹ đã có và hiện có những biện pháp mạnh mẽ đối phó với vấn nạn kỳ thị. Bất kể các hệ thống truyền thông, các mạng lưới xã hội thường xuyên lên án các hành vi kỳ thị dù xuất hiện dưới bất cứ hình thức nào.
Hồi cận Tết năm Thìn, Marianne Brown (Guardian Weekly) có bài “Vietnam’s parents want a dragon son.” Trời! Tưởng gì, chớ cả Tầu lẫn Ta ai mà không muốn có con trai tuổi Rồng. Nhâm Thìn, tất nhiên, lại càng bảnh dữ nữa. Nam nhâm nữ qúi thì sang mà lị. Theo tuviso.com: “Tuổi Nhâm Thìn có nhiều hy vọng tốt đẹp về vấn đề tình duyên và tương lai về cuộc sống, có phần tốt đẹp về tình cảm và tài lộc, vào trung vận và hậu vận thì được nhiều tốt đẹp về hạnh phúc, công danh có phần lên cao.” Hổng dám “cao” đâu! Phạm Viết Đào, Trần Đức Thạch, Nguyễn Tường Thụy, Phạm Thành đều nhâm thìn hết trơn đó chớ nhưng hậu vận – rõ ràng – lận đận (thấy bà luôn) chớ có “tốt đẹp” hay “hạnh phúc” khỉ mốc gì đâu. Cả bốn ông đều đã (hoặc đang) trong hộp!
Có nhiều bằng chứng Lãnh đạo đảng và nhà nước Cộng sản Việt Nam đã ngủ mê trong vòng tay người Tầu từ đất liền ra Biển Đông. Trước hết, hãy nói về chuyện đất liền. Từ năm 2010, các Công ty gốc Tâu từ Trung Hoa, Hồng Kông và Đài Loan đã đồng loạt nhảy vào Việt Nam thuê đất đầu nguồn, dọc biên giới Việt-Trung, Việt-Lào và Việt-Kampuchea để trồng cây nguyên liệu. Các dự án trồng rừng được chính quyền địa phương cho thuê dài hạn 50 năm, đa số nằm ở vị trí chiến lược quốc phòng, hay còn được gọi là “nhạy cảm”.
Học sinh, sinh viên Việt Nam thường được tiếng chuyên cần và học giỏi nên thầy cô và học sinh gia trắng thường gán cho các cháu một số khuôn mẫu (Stéréotypes). Khi bỏ nước ra đi tìm tự do, tất cả bậc cha mẹ Việt Nam đều nghĩ đến tương lai của các đứa con mình. Các con cần phải cố gắng học, học và học… Sự thành đạt của con em chúng ta trong học vấn được xem như là sự thành công và niềm hảnh diện chung của cha mẹ Viêt Nam trên miền đất tự do.
Vài tiếng đồng hồ sau, sau khi Joshua Wong (Hoàng Chi Phong 黃之鋒) ra tù, – vào hôm 17 tháng 6 năm 2019 – cô giáo Thảo Dân đã gửi đến cộng đồng mạng một stt ngắn: “Con Nhà Người Ta.” Xin được ghi lại đôi ba đoạn chính: Hoàng Chí Phong ra tù với một chồng sách trên tay, gương mặt tự tin ngời sáng. Tôi tin, những tù nhân lương tâm trẻ tuổi của chúng ta, nếu không bị tước đoạt quyền được đọc sách báo trong tù, thì khi được trả tự do, họ cũng như vậy…
Người ta nghĩ nếu có báo chí tư nhơn, có tự do ngôn luận, tự do tư tưởng, thì mọi người sẽ thấy Hồ Chí Minh hoàn toàn khác. Hồ sẽ trở lại đúng con người thật của Hồ, với bản chất đại gian đại ác và dâm dục. Chẳng riêng gì Hồ Chí Minh mà cả cái nhóm chóp bu của đảng cộng sản ở Hà nội đó, từ lúc ra đời cho tới ngày nay, cũng chỉ là những tên tội phạm hình sự hoặc tội phạm chống nhơn loại. Đặc biệt với nhơn dân Việt nam, thì còn là tội phá hoại xã hội và ngày nay, là tội bán nước.
Tháng tư/ 2019, các khoa học gia chụp được – thực ra là “tạo” được – tấm hình Hố Đen đầu tiên, giúp nhân loại có dịp chiêm ngưỡng thêm một tí dung nhan của vũ trụ. Sau khi long trọng ăn mừng thành tích mới của ngành khoa học không gian, bước kế tiếp của chúng ta là gì? Có người đề nghị: đặt lại tên, cho nó một danh tánh mới bảnh hơn. Ý kiến rất hay, vì việc tìm tên mới là một trọng trách, đòi hỏi phải nghiên cứu nghiêm chỉnh, kỹ lưỡng. Muốn cho Hố Đen cái tên đúng nghĩa, cần biết nó là cái gì.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.