Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11862)

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

Báo chí trong nước hôm 12/5/2020 đưa tin Bộ Công an cho hay dự luật biểu tình chưa thể được trình lên Quốc hội vì "cần phải được nghiên cứu kỹ, không để các thế lực thù địch, phản động lợi dụng". 45 năm qua dường như đảng Cộng sản Việt Nam chưa có được một ngày hòa bình, trong tâm trí họ xung quanh lúc nào cũng có những "thế lực thù địch" đe dọa sự tồn vong của thể chế. Câu chuyện "hòa hợp hòa giải dân tộc" đã được nói đến ngay từ khi Chiến tranh kết thúc năm 1975, nhưng đến nay nhà cầm quyền vẫn đề cao lịch sử của “bên thắng cuộc” và tiếp tục coi mọi tiếng nói khác biệt là thù địch.
Từ Bangkok, FB Trần Quang Đô hớn hở cho hay: “Ngân hàng hôm nay 5/5 đông kín người. Thiên hạ xếp hàng nhận 5000 baht, tương đương 250 đô la Úc, tiền hổ trợ người dân trong dịch Cúm Vũ Hán. Điện nước thì miễn phí trong ba tháng cho dân lao động.” Tôi cũng hay lui tới Thái Lan nên hoàn toàn không ngạc nhiên gì về chuyện này. Tuy mang tiếng là “quân phiệt” nhưng bọn tướng lãnh ở nước này “yếu xìu” hà, và hay “mị dân” bằng tiền lắm: tiền trợ cấp cho những người khuyết tật, tiền giúp đỡ cho kẻ neo đơn, hay ông già/bà lão … Họ tạo cho dân chúng Thái cái tâm lý ỷ lại, và hèn yếu. Bởi vậy dân Thái chưa bao giờ đánh thắng được một đế quốc to nào cả, đế quốc cỡ trung bình, hoặc nhỏ (xíu) cũng khỏi có dám luôn.
Thương thay tấm lòng người mẹ suốt 13 năm kiên trì kêu oan cho con. Tiếng kêu thấu trời xanh mà không thấu những “hình người, dạ thú”. Ngày 8 tháng 5 năm 2020, phiên tòa của Hội Đồng Thẩm Phán Tòa Án Nhân Dân Tối Cao (TANDTC) tại Việt Nam, đã biểu quyết 100% đồng thuận của 17 ông thẩm phán, y án tử hình đối với bị cáo Hồ Duy Hải bằng cách giơ tay, trước ông xếp của họ là Chánh Án Nguyễn Hòa Bình! (Ai dám không giơ tay!) Đây là Phiên Tòa Nội Bộ, vì Luật Sư của bị cáo tuy được gọi vào nhưng khi chưa chính thức thảo luận gì thì đã được mời ra!
Trong những hình ảnh cuối tháng Tư 1975, tôi thấy nhiều bộ đội cụ Hồ đội nón cối hoặc nón tai bèo, mặc bộ quần áo lếch thếch, ngồi chồm hổm trên thảm cỏ hoặc trên thành mấy hồ nước trước dinh Độc Lập; nhóm bộ đội khác vóc nước từ hồ nước bằng hai bàn tay xương xẩu, đưa lên miệng uống rồi vóc thêm nước, rửa mặt; nhóm bộ đội khác nữa thì cởi đôi dép râu, thọc đôi chân còi cọc và dơ bẩn vào hồ nước để rửa chân? Nhiều hình chụp các anh bộ đội cụ Hồ trông rất “hồ hởi”, tay xách con gà, con vịt, trên vai gánh hai cái rương nhỏ, lưng mang ba lô, bên trên kèm theo một búp bê bằng nhựa. Tôi cũng thấy hình từng đoàn xe tải chở tủ lạnh/ TV/radio/bàn ghế/giường/tủ/xe gắng máy, v.v… – những hiện vật của miền Nam vừa được bộ đội cụ Hồ “giải phóng” – ồ ạc và liên tục chạy về Bắc
Do tham vọng quyền lực, do chủ trương bành trướng chủ nghĩa cộng sản và do làm tay sai cho Liên Xô và Trung Cộng, Việt Nam Dân Chủ Cộng Hòa tức Bắc Việt Nam công khai họp đại hội tuyên bố mở cuộc chiến, xân lăng Việt Nam Cộng Hòa tức Nam Việt Nam dưới chiêu bài thống nhứt đất nước và chống Mỹ cứu nước, trong khi Lê Duẩn chủ trương: “Ta đánh Mỹ là đánh cho cả Trung Quốc, cho Liên Xô”. (Nguyễn Mạnh Cầm, ngoại trưởng nhà nước cộng sản Việt Nam từ 1991-2000, trả lời phỏng vấn đài BBC ngày 24-1-2013.) Một nhân vật tầm cỡ ngoại trưởng như ông Nguyễn Mạnh Cầm xác nhận công khai như thế thì không sai vào đâu được.
Khi chính quyền Hoa Kỳ tung gói cứu cấp khổng lồ trị giá 3 ngàn tỷ USD thì không khỏi tránh bị lạm dụng. Theo một ước tính con số thất thoát có thể lên đến 20% (tức là 600 tỷ USD) do thiếu kiểm soát khi tiền tung ra quá nhanh hòng chận đứng đà suy thoái của nền kinh tế do ôn dịch Vũ Hán gây ra. Ngoài việc khai man hoặc luồn lách kẽ hở luật pháp để lãnh cứu trợ còn một vấn đề được nêu lên là một khi nhà nước nhúng tay can thiệp vào thị trường tự do tất sẽ tạo ra tiền lệ xấu dẫn đến nhiều rủi ro đạo đức (moral hazard) trong kinh doanh. Lẽ phải trên thương trường tức làm ăn gian dối hay cẩu thả phải chấp nhận sớm muộn bị đào thải; nhưng nếu doanh nghiệp ỷ lại được chính quyền bảo kê thì sẽ không thay đổi thói hư tật xấu mà tiếp tục liều lĩnh đi tìm lợi lộc, hay nói nôm na cũng giống như con hư tại mẹ cháu hư tại bà!
Dù trong bối cảnh dị biệt, nhưng Việt Nam có thể so sánh với kinh nghiệm của Đức và các nước khác. Sau năm 1975, Việt Nam thống nhất đã có một vận hội mới để xây dựng dân chủ, phú cường và văn minh, nếu phe thắng cuộc thức thời biết tận dụng các cơ sở vật chất còn nguyên vẹn và tiềm năng nhân lực dồi dảo của miền Nam đúng mức và chuyển hướng đúng lúc. Nhưng Việt Nam đến năm 2020? Chủ quyền dân tộc tự quyết, tự do và bình đẳng cho người dân chỉ là lý thuyết; ngược lại, đại hoạ ngoại thuộc, khó khăn kinh tế, nợ công tràn ngập, cạn kiệt môi sinh, suy đồi đạo đức, khủng hoảng giáo dục, vi phạm nhân quyền và bất ổn xã hội là thực tế.
Các cuộc thăm dò mới nhất từ các tổ chức quốc tế lâu đời, uy tín và độc lập hay thuộc các cơ quan truyền thông đã cho thấy sự giảm sút mức độ ủng hộ với tổng thống Donald Trump so với đôi tháng trước. Theo thăm dò của Gallup thì tỉ lệ chấp nhận việc điều hành của TT Trump hiện nay là 43 %, giảm 6 điểm so với hồi giữa tháng Ba là 49 %, mức cao nhất mà Trump từng đạt đến. Với thăm dò của Fox News thì sự ủng hộ TT Trump là 47 % so với sự không chấp thuận là 50% và thăm dò của Reuters/Ipsos thì mức ủng hộ Trump tương đương với Gallup, ở mức 42 %.
Trận Điện Biên Phủ kết thúc vào hôm 7 tháng 5 năm 1954. Sáu mươi năm đã qua nhưng dư âm chiến thắng, nghe chừng, vẫn còn âm vang khắp chốn. Tại một góc phố, ở Hà Nội, có bảng tên đường Điện Biên Phủ – cùng với đôi dòng chú thích đính kèm – ghi rõ nét tự hào và hãnh diện: Niềm tự hào và hãnh diện này, tiếc thay, đã không nhận được sự đồng tình chia sẻ bởi tất cả mọi người. Nguyễn Khải là một trong những người như thế: “Một dân tộc đã làm nên chiến thắng Điện Biên Phủ mà mặt người dân nám đen, mắt nhìn ngơ ngác, đi đứng long rom như một kẻ bại trận.”
Từ vụ dịch Vũ hán do Coronavirus gây ra, phát tán cùng khắp, người ta nhận thấy Bắc kinh đang mạnh dạng áp dụng đường lối ngoại giao rất «thiếu ngoại giao», tức không biết giử lễ độ tối thiểu vì họ cho đó là chánh sách ngoại giao mới của nước lớn để khẳng định vị thế của kẻ sắp làm bá chủ thế giới. Thứ ngoại giao này trong gần đây có dịp thể hiện khá rõ nét qua thái độ và lời nói của phát ngôn viên Bộ Ngoại giao Trung quốc Zhao Lijian khi ông ta nói lấy được Coronavirus là do quân đội Mỹ đem tới Vũ hán.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.