Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11861)

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

Tôi sinh ra đời tại miền Nam, cùng thời với “những tờ bạc Sài Gòn” nhưng hoàn toàn không biết rằng nó đã “làm trung gian cho bọn tham nhũng, thối nát, làm kẻ phục vụ đắc lực cho chiến tranh, làm sụp đổ mọi giá trị tinh thần, đạo đức của tuổi trẻ” của nửa phần đất nước. Và vì vậy, tôi cũng không thấy “phấn khởi” hay “hồ hởi” gì (ráo trọi) khi nhìn những đồng tiền quen thuộc với cuộc đời mình đã bị bức tử – qua đêm! Suốt thời thơ ấu, trừ vài ba ngày Tết, rất ít khi tôi được giữ “nguyên vẹn” một “tờ bạc Sài Gòn” mệnh giá một đồng. Mẹ hay bố tôi lúc nào cũng xé nhẹ nó ra làm đôi, và chỉ cho tôi một nửa. Nửa còn lại để dành cho ngày mai. Tôi làm gì được với nửa tờ giấy bạc một đồng, hay năm cắc, ở Sài Gòn – vào năm 1960 – khi vừa mới biết cầm tiền? Năm cắc đủ mua đá nhận. Đá được bào nhỏ nhận cứng trong một cái ly nhựa, rồi thổ ra trông như hình cái oản – hai đầu xịt hai loại xi rô xanh đỏ, lạnh ngắt, ngọt lịm và thơm ngát – đủ để tôi và đứa bạn chuyền nhau mút lấy mút để mãi
Chiến tranh Việt Nam có hai chiến trường: Đông Dương và Mỹ. Bắc Việt cố gắng kéo dài cuộc chiến trên chiến trường Việt Nam và đồng thời làm mệt mỏi công luận trên chiến trường Mỹ. Đứng trườc chiến lược này và kế thừa một di sản là sức mạnh quân sự, các tình trạng tổn thất và phản chiến đang gia tăng, Tổng thống Nixon cân nhắc mọi khả năng trong chính sách. Nixon quyết định chỉnh đốn các trận địa chiến cho miền Nam Việt Nam trong khi củng cố khả năng chiến đấu cho họ. Sự giảm bớt vai trò của chúng ta sẽ hỗ trợ cho công luận trong nước Mỹ. Trong thời gian này, Nixon cũng để cho Kissinger tổ chức mật đàm càng nhanh càng tốt.
Bất kỳ chiến lược nào để giảm bớt mối đe dọa từ các chính sách xâm lược của Trung Quốc phải dựa trên sự đánh giá thực tế về mức tác động đòn bẩy của Hoa Kỳ và của các cường quốc bên ngoài khác đối với sự tiến hóa bên trong nội bộ Trung Quốc. Ảnh hưởng của những thế lực bên ngoài đó có giới hạn về cấu trúc, bởi vì đảng sẽ không từ bỏ các hoạt động mà họ cho là quan trọng để duy trì sự kiểm soát. Nhưng chúng ta quả thực lại có những khí cụ quan trọng, những khí cụ này hoàn toàn nằm ngoài sức mạnh quân sự và chính sách thương mại. Điều ấy là những phẩm chất “Tự do của người Tây phương” mà người Trung Quốc coi là điểm yếu, thực sự là những sức mạnh. Tự do trao đổi thông tin, tự do trao đổi ý tưởng là một lợi thế cạnh tranh phi thường, một động cơ tuyệt vời của sự cách tân và thịnh vượng. (Một lý do mà Đài Loan được xem là mối đe dọa đối với Cộng hòa Nhân dân Trung Quốc, chính là vì nó cung cấp một ví dụ với quy mô tuy nhỏ nhưng lại hùng hồn về sự thành công của hệ thống chính trị và kin
Nửa tháng trước hiệp định Genève (20-7-1954), trong cuộc họp tại Liễu Châu (Quảng Tây, Trung Cộng), từ 3 đến 5-7-1954, thủ tướng Trung Cộng Châu Ân Lai khuyên Hồ Chí Minh (HCM) chôn giấu võ khí và cài cán bộ, đảng viên cộng sản (CS) ở lại Nam Việt Nam (NVN) sau khi đất nước bị chia hai để chuẩn bị tái chiến. (Tiền Giang, Chu Ân Lai dữ Nhật-Nội-Ngõa hội nghị [Chu Ân Lai và hội nghị Genève] Bắc Kinh: Trung Cộng đảng sử xuất bản xã, 2005, Dương Danh Dy dịch, tựa đề là Vai trò của Chu Ân Lai tại Genève năm 1954, chương 27 "Hội nghị Liễu Châu then chốt".) (Nguồn: Internet). Hồ Chí Minh đồng ý.
Đúng vậy, sau gần nửa thế kỷ năm nhìn lại vẫn thấy biến cố 30.04.1975 xảy ra quá bất ngờ đối với toàn thể dân VN chúng ta. Bằng chứng hiển nhiên là rất nhiều cấp lãnh đạo VNCH trong chánh quyền và trong quân đội không ngờ được nên đành phải bị bắt đi tù cải tạo cả hàng chục năm để rồi chết dần mòn trong rừng thiêng nước độc. Nói chi đến người dân bình thường thiếu thông tin của cả 2 miền Nam Bắc tất cả không ai cảm thấy hoặc đoán trước được chuyện sẽ xảy ra. Sự thực này chúng ta có thể đọc thấy rõ trên các tài liệu của 2 miền.
Chúng ta chỉ cần vài thập niên để có thể tạo dựng lại một nền kinh tế lành mạnh và hiệu quả nhưng e sẽ mất đến đôi ba thế hệ mới loại bỏ dần được những thói hư (và tật xấu) vừa nêu. Vấn đề không chỉ đòi hỏi thời gian mà còn cần đến sự nhẫn nại, bao dung, thông cảm (lẫn thương cảm) nữa. Nếu không thì dân tộc này vẫn sẽ tiếp tục bước hết từ bi kịch sang bi kịch khác – cho dù chế độ toàn trị và nguy cơ bị trị không còn.
Ôn dịch Vũ Hán gây nên một cơn khủng hoảng chưa từng thấy trong khối các nước nghèo khó khiến 100 quốc gia trong số 189 thành viên IMF hiện đang cầu cứu cơ quan quốc tế này viện trợ khẩn cấp. Tưởng cần nên tìm hiểu bối cảnh của những quốc gia đang phát triển song song với các phân tích về tác động của khủng hoảng.
Đảng Cộng sản Việt Nam đã lộ rõ tâm địa chống dân chủ bằng mọi giá để kéo dài độc tài cai trị, làm giầu bất chính trên lưng người dân nhưng lại ngoan ngoãn cúi đầu trước hành động cướp đất, chiếm Biển Đông của Trung Cộng. Những việc này, tuy không mới, nhưng đã bung ra vào lúc đảng ra sức vận động cán bộ, đảng viên, kể cả cựu lãnh đạo và cựu chiến binh đóng góp ý kiến vào các Dự thảo văn kiện đảng XIII để khoe khoang.
Đại dịch Vũ Hán đang tàn phá Trung Hoa Lục Địa và toàn thể nhân loại. Tuy thế, tai họa này vẫn không giảm thiểu tham vọng bá quyền xâm lược của đảng CSTQ đối với Việt Nam qua các hoạt động tập trận, xâm phạm lãnh hải và vùng kinh tế cũng như hiếp đáp gây thiệt hại cho ngư dân Việt Nam.
Tôi (trộm) nghe nói rằng quân tử ba ngày mà không đọc sách thì diện mạo dơ dáng, và trò chuyện khó nghe. Tôi vốn bẩm sinh mặt mũi không mấy dễ coi, và chuyện trò vô cùng nhạt nhẽo nên (lắm khi) đến vài ba năm cũng chả nhìn đến một cuốn sách nào mà vẫn cứ sống phây phây – chả có (trăng) sao gì ráo trọi.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.