Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11525)

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

Tổng Thống Donald Trump vừa đưa cuộc chiến thuế quan với Canada sang một vòng mới, áp thuế 50% lên khoảng $20 tỷ hàng nhập cảng từ nước láng giềng phía bắc, chỉ hơn hai tháng trước cuộc bầu cử giữa nhiệm kỳ. Trên lý thuyết, đây là một đòn đánh vào Canada. Trong thực tế, nó cũng là một sắc thuế đánh vào kỹ nghệ Hoa Kỳ. Lý do khá rõ: sau nhiều thập niên tự do mậu dịch, hai nền kinh tế Hoa Kỳ và Canada đã đan vào nhau từ dầu thô, điện lực, thép, nhôm cho tới xe hơi và linh kiện. Đánh thuế một mắt xích ở Canada, nhiều khi chính hãng xưởng Mỹ lại là nơi gánh thêm phí tổn.
Mysticism: Christian and Buddhist là một trong những công trình tiêu biểu của Suzuki trong lĩnh vực nghiên cứu và đối thoại liên tôn. Tác phẩm được Nhà xuất bản George Allen & Unwin (London) ấn hành năm 1957 và được dịch giả Như Hạnh chuyển ngữ sang tiếng Việt với nhan đề Huyền học đạo Phật và Thiên Chúa giáo, do Nhà xuất bản Kinh Thi xuất bản năm 1974.
Một người mời bạn đi ăn tối. Bạn mệt, không muốn ra khỏi nhà, nhưng thay vì nói thật rằng tối nay chỉ muốn nằm yên, bạn đáp “Tiếc quá, tôi có hẹn mất rồi”. Một người quen hỏi cái áo mới có đẹp không. Bạn thấy chẳng đẹp chút nào, song vẫn mỉm cười: “đẹp lắm!” Một đứa trẻ chìa ra bức tranh nguệch ngoạc, không ai nỡ nói: “Con mèo này trông giống củ khoai.” Không nền dân chủ nào suy vong vì những câu nói dối vô hại ấy. Madeleine Aggeler của The Guardian, người từng thử sống hai tuần không nói dối vặt như thế cho rằng phần lớn chúng ta không nói dối vì có ý hại người. Ta nói dối vì sự thật bất tiện. Vì không muốn làm ai mất lòng. Hoặc chỉ vì một câu không thật ngắn hơn một lời giải thích thật.
Trong chương trình phát hình kéo dài hơn 6 phút trên đài truyền hình quốc gia VTV vào tối ngày 16/08/2026, lần đầu tiên, sau gần một năm rưỡi, công chúng mới được nghe công bố công khai cái gọi là kết quả điều tra về vụ tai nạn giao thông tại đường Nguyễn Huy Tự, Hà Nội. Bản tin xác nhận người cầm lái xe ô tô lấn trái, vi phạm Luật Giao thông Đường bộ làm chết một nữ sinh và khiến người cha mang thương tích nặng chính là cựu Đại biểu Quốc hội Nguyễn Sỹ Cương.
Sự thất thường từ Washington đang khiến bao đồng minh lâu năm của Hoa Kỳ phải tính kế "tự lực cánh sinh." Từ Âu Châu sang Trung Đông, các nước đã bắt đầu tìm thêm nguồn vũ khí, dựng nên những hệ thống phòng thủ riêng, kết thân cùng những đối tác mới, chẳng còn một lòng một dạ với Hoa Kỳ như thuở trước.
Từ ngày Tô Lâm lên ngôi Tổng Bí Thư Đảng CSVN và sau đó Chủ tịch nước, thì chế độ công an trị ngày càng khắc nghiệt. Người dân phản biện chế độ bị truy tố thường xuyên hơn và gần đây nhất, cái gọi là công an nhân dân còn được cả quyền công khai chui vào gầm giường của mỗi người dân để bảo vệ chế độ nữa.
Với tôi, Trump chính là liều thuốc thử màu hiệu nghiệm nhất để nhìn rõ tư cách trí thức của những thành phần tinh hoa và học thuật Việt Nam. Phẩm chất tinh hoa không cho phép họ đầu hàng trước những trò mỵ dân bịp bợm. Tư cách học thuật không cho phép họ ngã lòng trước những nhà chính trị dân túy. Và tư cách trí thức không cho phép họ ủng hộ một kẻ vô sỉ, vô đạo đức và phản trí thức như viên tổng thống thứ 47 của nước Mỹ!
Từ tháng Hai đến tháng Sáu, Trung Hoa đã cắt giảm phân nửa lượng dầu thô nhập cảng, tức 5,5 triệu thùng mỗi ngày — theo giới chuyên gia, con số này đủ sức kéo giá dầu Brent, chuẩn mực của thị trường thế giới, xuống chừng 30 Mỹ kim hay hơn nữa. Con số ấy còn lớn hơn phân nửa mức sút giảm nhu cầu dầu toàn cầu thời phong tỏa vì đại dịch Vũ Hán, khi ấy nhu cầu thế giới sụt tới 9 triệu thùng/ngày. Và trái với thời đại dịch — khi kinh tế thế giới rơi vào suy thoái — kinh tế Trung Hoa lần này vẫn chạy đều đặn. Nói cách khác, Bắc Kinh giảm mua dầu ngoại quốc không phải vì kinh tế lâm nguy, mà là một sự lựa chọn có tính toán và kiểm soát.
Sự tích diễn ra tại pháp hội ở núi Linh Thứu (Gridhrakuta, Ấn Độ.) - Giữa đại chúng, Đức Phật không thuyết pháp bằng lời mà chỉ im lặng cầm lên một cành hoa sen. Hàng ngàn đệ tử ngơ ngác, không ai hiểu được ý nghĩa ẩn sâu sau hành động ấy. Khi đó, duy nhất Tôn giả Ca Diếp thấu hiểu sâu sắc, và mỉm cười. Một cành hoa đưa lên và thông điệp giác ngộ được đón nhận bằng nụ cười. Không cần nói. Không cần thuyết giảng. Không cần tranh luận. Im lặng, ngắm hoa, và mỉm cười. Ngẫm nghĩ sâu hơn, câu chuyện này có thể áp dụng trong đời trần với nhiều góc cạnh khác nhau. Sự im lặng của Bác Sĩ Anthony Fauci ngày 29/7 vừa qua cũng là một cách áp dụng tư duy này. Chỉ là nó được bao bọc bởi lớp áo pháp lý, Tu Chính Án Thứ 5.
Luận điểm chính của bài viết là, để đáp ứng trước tình hình biến chuyển, Việt Nam đang đi theo một đường hướng mới trong việc xây dựng đất nước, đặc biệt nhất là nêu cao vai trò đóng góp to lớn của nền kinh tế tư nhân, trong khi các doanh nghiệp quốc doanh không thành công trong các nỗ lực tái cấu trúc...
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.