Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11860)

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

gày chiến sĩ trận vong cũng như những ngày lễ khác của xứ này, người dân nghỉ ngơi, đi chơi, thăm thú họ hàng… Năm nay ngày lễ vẫn còn dịch bệnh nên số người đi chơi giảm rất nhiều, các thương xá, nhà hàng vẫn còn đóng cửa nếu có mở cũng rất hạn chế khách. Ngày chiến sĩ trận vong là ngày lễ quốc gia, tưởng niệm công ơn những người đã vì đất nước mà xả thân, những anh hùng vệ quốc, xây dựng tổ quốc, những người con ưu tú vì lý tưởng tự do mà hiến thân. Hiến thân cho tự do của xứ sở Cờ Hoa và cả tự do của một phần nhân loại trên thế gian này.
Do đó, mặc dầu VN luôn coi trong mối quan hệ kinh tế thương mại với TQ. Việt Nam cần phải thoát khỏi ảnh huởng của Trung Quốc là điều kiện tiên quyết để có được môt nền độc lâp bền vững và một nền tư do lâu dài để phát triên kinh té giảm thiểu tối đa sự thâm thủng trên cán cân mậu dịch với TQ mà VN là nạn nhân gánh chịu sự chênh lệch ấy.
Binh thư Tôn Tử gồn có 36 kế, trong đó kế thứ ba là “mượn dao giết người” (tá đao sát nhân). Trong chính trị cận đại Việt Nam, người ứng dụng nhuần nhuyễn kế nầy có lẽ là Hồ Chí Minh, người được đảng Cộng Sản Việt Nam (CSVN) vinh danh có 169 bí danh, bút danh, biệt danh trong sách Những tên gọi, bí danh, bút danh của chủ tịch Hồ Chí Minh, do Bảo tàng Hồ Chí Minh biên soạn, Nxb. Chính Trị Quốc Gia ấn hành năm 2001 ở Hà Nội.
Trang Dân Luận có một một bài viết ngắn (“Tại Sao Báo Chí Chính Thống Không Có Một Dòng Nào Về Chuyện Trần Huỳnh Duy Thức Tuyệt Thực”) của nhà báo Nguyễn Công Khế, với phần kết luận – như sau: “Còn một việc nữa, mấy hôm nay, râm rang trên mạng xã hội, và các cơ quan báo chí nước ngoài đang nói chuyện tù nhân chính trị Trần Huỳnh Duy Thức tuyệt thực 27 ngày có nguy cơ dẫn đến nguy hiểm tính mạng. THDT cũng được trên mạng xã hội và truyền thông nước ngoài đánh giá là một người có trí tuệ trong giới bất đồng chính kiến. Thế thì tại sao trước một tin tức như vậy, phía Nhà nước và báo chí chính thống không hề có một dòng nào, hoặc có việc đó, hay không có?
Trước nguy cơ dân chúng có thể bị thiệt mạng oan uổng trong lúc giao tranh, và để thuyết phục mọi người nên ở lại nhà cho được an toàn, trung úy Dũng đã dõng dạc tuyên bố với đám đông: “Tôi nhân danh sĩ quan quân lực Việt Nam Cộng Hoà xin hứa sẽ trở lại với đồng bào.” Và Đỗ Lệnh Dũng đã trở lại thực, chỉ vài ngày sau, như là một … tù binh! Rồi ông bị đấu tố trước Toà Án Nhân Dân Huyện Đôn Luân, một tên gọi khác (mỹ miều hơn) của Đồng Xoài, và đưa từ Nam ra Bắc – theo đường mòn Hồ Chí Minh – để đi cải tạo. Gần muời năm sau, năm 1982, trung úy Đổ Lệnh Dũng được chuyển trại từ Bắc vào Nam – và tiếp tục … ở tù!
Khối Euro (Eurozone) gồm 19 quốc gia Âu Châu dùng chung đồng Euro. Khối Euro được hình thành trong mục đích thúc đẩy mậu dịch khi không còn phải hoán chuyển giữa các đơn vị tiền tệ riêng lẻ của mỗi nước thành viên. Ít ai ngờ rằng chính lợi thế này của đồng Euro lại trở thành sợi dây lòi tói cột chặc nhiều nước chết chùm trong cơn khủng hoảng!
Theo như thư lời của TBT Nguyễn Phú Trọng thì đây là cách “tạo điều kiện thuận lợi để Hội Nhà báo Việt Nam, giới báo chí hoàn thành tốt nhiệm vụ.” Trừ khử mọi ngòi bút đối lập cho khỏi vướng thì đúng là Đảng đã “tạo điều kiện thuận lợi cho giới báo chí hoàn thành tốt nhiệm vụ” rồi. Chỉ có điều đáng tiếc là tuy được độc quyền (múa gậy vường hoang) nhưng đội ngũ cầm bút quốc doanh cũng chả thực hiện được điều chi tốt đẹp, nếu chưa muốn nói là ngược lại.
Trong mùa thi cử, sinh viên hay dùng cà-phê để có thể thức khuya gạo bài… Trong hãng xưởng, công nhân thường được phép nghỉ xả hơi 15 phút sau hai tiếng đồng hồ làm việc, gọi là pause de café hay coffee break để nghỉ xả hơi, để uống cà-phê hay để tán ngẫu, vân vân. Cũng có khi nhờ ai giúp mình một việc nào đó, thì mình hay trả công cho họ bằng một ít tiền cà phê cà pháo hay tiền tip cho nó vui vẻ cả làng. Nhưng cà-phê dễ bị ghiền nếu uống thường xuyên.
Thời gian qua các nhà ngoại giao Trung cộng hung hăng tấn công bất cứ nước nào nghi ngờ về sự minh bạch và thành công của Trung cộng trong xử lý đại dịch do virus corona gây ra. Thủ tướng Úc ông Scott Morrison lại đề nghị tiến hành điều tra về nguồn gốc và cách thức các quốc gia xử lý đại dịch, nên nước Úc lãnh chịu phản ứng hung bạo nhất, nhưng chính nhờ vậy người Úc mới thức tỉnh đồng lòng “thoát Trung”, một bài học đáng giá để chúng ta học hỏi.
Xét trên bình diện vật lý, thuyết Big Bang “tồi tệ hết thuốc chữa” (atrocious and unjustifiable from a physical point of view.) Bạn đọc đừng giật mình, nhăn mặt. Lời chỉ trích nặng nề ấy của Einstein, không phải của tôi. Năm 1927, Georges Lemaître , một tu sĩ và cũng là khoa học gia lừng danh người Bỉ, trình làng thuyết “Big Bang”, giải thích nguồn gốc và sự hình thành của vũ trụ. Theo thuyết này thì vũ trụ khởi đầu từ một nguyên tử nguyên thủy (primeval atom – primordial atom), tạm gọi là Nguyên Tử Gốc chứa đựng đủ mọi loại vật chất, phóng xạ, cùng thời gian, không gian. Tất cả được ép, nén chặt vào một khối nhỏ đường kính cỡ vài ly (millimeter). Rồi cái khối nhỏ như viên sỏi tí tẹo ấy nổ ra, chỉ trong một phần tỷ tỷ của một giây, đã bung ra lớn khủng khiếp, và sau khoảng 13 tỷ 800 triệu năm thì Nguyên Tử Gốc trở thành Năm 1927, Georges Lemaître , một tu sĩ và cũng là khoa học gia lừng danh người Bỉ, trình làng thuyết “Big Bang”, giải thích nguồn gốc và sự hình thành củ
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.