Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11554)

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

Mamdani không bán mộng. Anh bán khả thi. Và cử tri, sau nhiều lần bị dọa nạt, có vẻ đã chọn đúng thứ cần mua. Hy vọng, khi ấy, không phải lời hứa. Nó là hóa đơn thanh toán mỗi cuối tháng, nhẹ hơn một chút — và là bằng chứng rằng lý trí vẫn chưa bị bôi xóa.
Hiến pháp là văn bản pháp lý tối cao quy định các nguyên tắc tổ chức bộ máy nhà nước, xác lập thẩm quyền của các cơ quan công quyền, đồng thời quy định các chế độ kinh tế, văn hóa, xã hội và những quyền cơ bản của công dân. Tất cả các cơ quan nhà nước và công dân đều có nghĩa vụ tuân thủ Hiến pháp...
Trong bài phát biểu tại Đại Hội Đồng Liên Hiệp Quốc ở New York hôm 23 tháng 9 năm 2025, Tổng Thống Hoa Kỳ Donald Trump đã nói rằng, “Biến đổi khí hậu, bất kể điều gì xảy ra, các bạn đã bị cuốn hút vào đó rồi. Không còn việc hâm nóng toàn cầu nữa, không còn chuyện toàn cầu lạnh cóng nữa. Tất cả những tiên đoán này được thực hiện bởi Liên Hiệp Quốc và nhiều tổ chức khác, thường là những lý do tồi và đều sai lầm. Chúng được tiên đoán bởi những kẻ ngu mà dĩ nhiên là số phận của đất nước họ và nếu tiếp tục thì những quốc gia đó không có cơ hội để thành công. Nếu các bạn không tránh xa khỏi trò lừa đảo xanh này thì đất nước của các bạn sẽ thất bại.” Đó là lời chứng rõ ràng được đưa ra trước cộng đồng quốc tế về quan điểm và hành động của chính phủ Trump chống lại các giá trị khoa học mà nhân loại đã, đang, và sẽ tiếp tục giữ gìn và thực hiện để làm cho cuộc sống ngày càng văn minh tiến bộ và hạnh phúc hơn.
Năm xưa, khi Benjamin Franklin rời khỏi Hội nghị Lập hiến năm 1787, một người phụ nữ hỏi ông: “Ngài Franklin, chúng ta có được chính thể gì, một nền quân chủ hay một nền cộng hòa?” Ông đáp: “Một nền cộng hòa, nếu các người còn giữ được nó.” Benjamin Franklin muốn nói, một nền cộng hòa, tức chính quyền của nhân dân, dựa trên luật pháp và trách nhiệm của người dân. Nền cộng hoà không tự bền vững, nó chỉ tồn tại nếu người dân có đủ phẩm hạnh, lý trí. Dân chủ không phải một thành quả, mà là thử thách liên tục. Câu nói ngắn gọn, đanh thép năm xưa của Franklin nay linh nghiệm, dưới thời Donald Trump.
Sáng nay, một post trên mạng xã hội của một người bạn làm tôi khựng lại: “Nếu không thích nước Mỹ, thì cuốn gói cút đi.” Câu đó khiến tôi nhớ về một buổi chiều hơn mười năm trước. Hôm ấy, nhóm bạn cũ ngồi quây quần, câu chuyện xoay về ký ức: Sài Gòn mất. Cha bị bắt. Mẹ ra tù. Chị em bị đuổi học, đuổi nhà. Và những chuyến tàu vượt biển không biết sống chết ra sao. Giữa lúc không khí chùng xuống, một người bạn mới quen buông giọng tỉnh bơ: “Các anh chị ra đi là vì không yêu tổ quốc. Không ai ép buộc dí súng bắt các anh chị xuống tàu cả.” Cả phòng sững sờ. Ở đây toàn người miền Nam, chỉ có chị ta là “ngoài ấy.” Vậy mà chị không hề nao núng. Ai đó nói chị “gan dạ.” Có người chua chát: “Hèn gì miền Nam mình thua.”
Trong cái se lạnh của trời Tháng Mười vào Thu, khi màu lá trên khắp nước Mỹ chuyển sang gam màu đỏ rực, vàng óng, thì một cơn bão đang âm ỉ sôi sục, len lỏi dưới bề mặt của cuộc sống người Mỹ. Gió càng thổi mạnh, cơn bão ấy sẽ càng nhanh chóng bùng nổ. Vỏn vẹn trong một tháng, nước Mỹ chứng kiến ba sự kiện chấn động, nức lòng những người đang dõi theo sự mong manh của nền Dân Chủ. Mỗi sự kiện diễn ra trong một đấu trường riêng của nó, nhưng đều dệt nên từ cùng một sợi chỉ của sự phản kháng kiên cường: bắt nguồn từ sự phỉ báng tính chính trực của quân đội; tước toạt thành trì độc lập, tự do của báo chí – ngôn luận; và những cú đánh tới tấp vào sức chịu đựng của người dân.
Hiểu một cách đơn giản, văn hoá là một khái niệm tổng quát để chỉ sự chung sống của tất cả mọi người trong cùng xã hội, bao gồm ngôn ngữ, phong tục tập quán, tôn giáo và luật pháp. Do đó, luật pháp là một thành tố trong toàn bộ các hoạt động văn hoá và có ảnh hưởng đến tiến trình phát triển xã hội, một vấn đề hiển nhiên...
Bất kỳ là ai, trẻ cũng như già, nữ cũng như nam, thật là tò mò, nếu chúng ta có thể biết được tương lai gần hoặc xa của mình, của người khác. Biết được tương lai là chuyện thú vị, hoặc căng thẳng, hoặc sôi nổi, hoặc sợ hãi. Ví dụ như bạn tiên đoán được ba tháng nữa sẽ gặp tai nạn hoặc cuối năm nay sẽ bị vợ ly dị. Nhưng có thể nào tiên đoán như vậy không? Làm gì có, chỉ là chuyện giả tưởng, chuyện phim ảnh và tiểu thuyết. Chuyện mấy bà phù thủy nhìn vào thau nước hoặc quả bóng kính trong thấy được chuyện mai sau, việc mấy ông thầy bói bấm tay nhâm độn, lật bài bói toán, v… v… chỉ thỏa mãn giấc mơ và tưởng tượng. Trong thực tế, chuyện đang xảy ra còn chưa giải quyết xong, nói chi chuyện ngày mai. Không đúng, nếu biết chuyện ngày mai thì chuyện hôm nay vô cùng dễ giải quyết. Ví dụ, “nếu biết rằng em sẽ lấy chồng, anh về lấy vợ thế là xong. Vợ anh không đẹp bằng em lắm, nhưng lấy cho anh đỡ lạnh lòng.” (Thơ vô danh). Thay vì cứ đeo đuổi hai ba năm sau, kéo dài buồn bã, đau khổ, để rồi “Lòn
Năm 1895, Alfred Nobel – nhà khoa học bị ám ảnh bởi cái giá mà nhân loại phải trả từ phát minh của mình – đã để lại di chúc năm 1895 rằng tài sản của ông sẽ dùng để tài trợ các giải thưởng “mang lại lợi ích lớn nhất cho nhân loại.” Đối với Nobel Hòa Bình, ông có phần đặc biệt: giải thưởng này sẽ được trao cho người đã “có nhiều hành động hoặc nỗ lực mang đến sự đoàn kết, hòa bình giữa các quốc gia, bãi bỏ hoặc giảm bớt quân đội thường trực, tổ chức và thúc đẩy các hội nghị hòa bình.” Sứ mệnh chọn lựa được giao cho Quốc Hội Na Uy, có lẽ vì ông tin rằng Na Uy – khi đó còn nhỏ bé và trung lập – sẽ ít bị cám dỗ bởi chính trị quyền lực.
Trung Hoa ngày nay như kinh thành giữa sa mạc, vẻ yên ổn bên ngoài chỉ là lớp sơn son thếp vàng phủ lên nền đá đã rạn. Thế giới đứng ngoài quan sát, vừa lo nó sụp, vừa biết nó trụ lại nhờ ảo ảnh quyền lực và niềm tin vay mượn. Dưới lớp hào nhoáng của “Giấc mộng Trung Hoa” là một cơ đồ quyền lực đang già nua trong chính tuổi trẻ của mình. Bởi sức mạnh của nó không khởi từ niềm tin, mà từ nỗi sợ — và nỗi sợ, tự thuở khai triều lập quốc, chưa bao giờ là nền tảng lâu bền.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.