Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11883)

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

Ngày 15/04/2020 , chỉ hai tuần sau khi cột mốc một triệu ca nhiễm trùng được ghi nhận, số lượng các trường hợp COVID-19 được báo cáo trên toàn thế giới đã vượt quá hai triệu, theo dữ liệu được tổng hợp bởi các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Johns Hopkins tại Baltimore, Maryland/USA.
45 năm, từ làn sóng người Việt tị nạn đến Mỹ đầu tiên vào năm 1975, đến nay cộng đồng gốc Việt tại Mỹ được xem đã khá ổn định với nhiều thành công cá nhân và trong mỗi gia đình. Trải qua nhiều đời tổng thống, bất luận đảng phái nào, người gốc Việt đã từng bước hội nhập rồi thăng tiến trên đất nước thứ hai của mình. Đọc lại câu chuyện lịch sử để thấy không phải một sớm một chiều hay chỉ riêng với một đời tổng thống nào mới giúp họ tạo dựng nên cuộc sống hiện nay mà đó là cả quá trình trong suốt gần nửa thế kỷ qua.
Sau khi tổng thống Donald Trump hăm doạ sẽ cắt bỏ phần đóng góp của Mỹ cho Tổ chức Y tế Thé giới (OMS/WHO) vì cách tổ chức này giải quyết đại dịch Vũ Hán không minh bạch và có ẩn ý, đã gây ra thảm hại khủng khiếp cho cả thế giới như hiện nay, ông Tedros Adhanom Ghebreyesus, Tổng Giám đốc của Tổ chức Y tế Thế giới (OMS), liền phản ứng mạnh bằng cách khuyến cáo lãnh đạo các quốc gia là “đừng chính trị hoá đại dịch Covid-19 nếu không muốn có nhiều túi đựng xác chết hơn nữa “.
Tôi sống hơi dai, trải dài từ thế kỷ này qua thế kỷ khác nên đã có dịp đưa tiễn khá nhiều vật dụng tân kỳ (máy đánh chữ, máy fax, máy ảnh chụp phim, radio, akai cassette, DVD …) về nơi an nghỉ cuối cùng. Cứ tưởng như thế là tất cả đều đã mồ yên mả đẹp, và sẽ tiêu diêu nơi miền cực lạc nhưng thực tế lại không hẳn thế.
Báo chí đảng Cộng sản Việt Nam đang “có nguy cơ bị truyền thông xã hội chi phối, lấn át, gây ra nhiều tác hại….”. Đó là thú nhận của Ban Bí thư Trung ương đảng ghi trong Chỉ thị số 43-CT/TW về tăng cường sự lãnh đạo của Đảng đối với hoạt động của Hội Nhà báo Việt Nam trong tình hình mới, ban hành ngày 14/04/2020.
Sống giữa thời mắc dịch – thỉnh thoảng – tôi vẫn nghĩ đến chuyện bị Cô Vy (đột ngột) đến thăm, với đôi chút băn khoăn. Chết thì cũng chả oan uổng gì nữa nhưng mang cuộc đời về không thì kể cũng hơi buồn. Không công danh, sự nghiệp (gì ráo) đã đành; chút hư danh (liệt sỹ, thạc sỹ, tiến sỹ, kẻ sỹ, chiến sỹ, đấu sỹ, dũng sỹ, hàn sỹ, thi sỹ, văn sỹ, họa sỹ … ) cũng không luôn. Bia mộ chỉ ghi vỏn vẹn là “thường dân” ngó cũng kỳ
Thế giới những ngày gần đây chăm chú theo dõi việc chính quyền Mỹ tung gói cứu trợ khẩn cấp 2.2 ngàn tỷ USD trong khi Ngân Hàng Trung Ương Hoa Kỳ (NHTƯ) gấp rút bơm thêm 2.3 ngàn tỷ USD vào thị trường. Tưởng cũng nên tìm hiểu vai trò khác biệt giữa NHTƯ và chính quyền (trong giới hạn của bài này thì chính quyền bao gồm Hành Pháp cùng Lập Pháp) ở hai lãnh vực kinh tế và tài chánh trong nước Mỹ.
Nếu đây là một kịch bản Hollywood điển hình thì người hùng “nước Mỹ ngoại lệ” của chúng ta, sau khi trù trừ lưỡng lự trong Màn một, sẽ có quyết định đúng đắn tại điểm chuyển biến. Quái vật Covid-19 độc ác sẽ bị khống chế, trật tự thế giới được tái lập, và xã hội trở lại cái thời trước khi ác nhân xuất hiện. Nhưng nếu sau khi dập tắt được Covid-19 chúng ta quay về với cơ chế xã hội trước đây thì đó sẽ là một chiến thắng Pyrrhic mà đôi bên đều bị huỷ diệt. Có thể chúng ta sẽ có bộ phim thứ nhì, rồi thứ ba… cho đến hồi cuối: Đại nạn môi trường. Nếu cách chống dịch lủng cà lủng củng của chính phủ trong những ngày qua chỉ là dự thảo cho biện pháp đối phó đại nạn sắp tới thì trái đất này kể như tiêu. Tuy nhiên, vẫn có những tín hiệu của niềm hy vọng và lòng can đảm phát ra từ mớ bòng bong hỗn độn Covid: nhân viên các doanh nghiệp thiết yếu đồng loạt xuống đường đòi hỏi được bảo vệ sức khoẻ và trả lương xứng đáng; dân chúng tự động quyên góp và may khẩu trang cho các cơ sở y tế; bác
L.G.T.- Bất ngờ đọc được bài Tâm Tình Về Người Lính Năm Xưa, do ông Phạm Phú Nam – Giám Đốc Dân Sinh Media – phỏng vấn Điệp Mỹ Linh, Người Tưởng Đã Nhảy Xuống Biển Tự Tử từ Dương Vận Hạm Thị-Nại, HQ502, năm 1975, liên lạc với Điệp Mỹ Linh. Nhận thấy trường hợp di tản của cựu quân nhân này cũng rất hy hữu, Điệp Mỹ Linh thực hiện cuộc phỏng vấn ngắn để người Việt trốn thoát chế độ Cộng Sản Việt-Nam – cũng như hơn năm ngàn người Việt trên HQ502 đã chứng kiến cảnh Người Nhái Nguyễn Văn Kiệt tiếp cứu quân nhân Không Quân này trên biển – được hiểu rõ thêm nhiều chi tiết(1)
Vài năm trước, bên bàn nhậu, tui có nghe một cha bợm rượu kể lại chuyện sau: Khi còn tại chức, bà Phan Thúy Thanh – phát ngôn viên Bộ Ngoại Giao của nước CHXHCNVN – có nuôi một con két nói năng rất sõi. Một hôm, chả may, nó sổ lồng bay mất. Bà Thanh nhờ báo đăng để tìm lại con thú cưng nhưng báo chưa ra mà đã có người đến gõ cửa. Hỏi: Sao anh biết là con vẹt này của tôi? Đáp: Nó chối leo lẻo nên nhà cháu biết ngay là của bà chứ còn ai vào đây nữa.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.