Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11565)

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

Với sự tham gia của khoảng 100.000 binh sĩ, cuộc diễn tập quân sự Nga-Belarus mang tên “Zapad 2025” đang được khối NATO theo dõi chặt chẽ và các quốc gia phía đông của liên minh cực kỳ lo ngại, đặc biệt nhất là sau khi các máy bay không người lái của Nga xuất hiện trên bầu trời Ba Lan. Cuộc tập trận này vẫn diễn ra theo chu kỳ bốn năm một lần, nhưng lần này, chính giới và công luận xem đây là phép thử đối với khả năng phản ứng của NATO trong bối cảnh địa chính trị mới. Để đối phó, NATO và Ukraine đang tăng cường các biện pháp an ninh, khi nguy cơ chiến tranh được đánh giá là ngày càng leo thang. Kinh nghiệm từ năm 2022 cho thấy Nga đã tiến hành các cuộc tập trận trước khi mở cuộc tấn công vào Ukraine. Câu hỏi đặt ra là liệu lịch sử có lặp lại không và tình hình hiện nay nghiêm trọng đến mức nào?
Khi chính phủ liên bang đe dọa cắt hàng tỷ đô la tài trợ nghiên cứu cho Harvard, đó không chỉ là một quyết định ngân sách. Đó là một phép thử cho chính nền tảng dân chủ: liệu chính quyền có thể dùng sức mạnh tài chính để định đoạt tư tưởng hay không. Tòa án liên bang vừa trả lời dứt khoát: không.
Ở với cộng sản, tuy còn trẻ con, chúng tôi đã hiểu thấu bài học: không nói theo là có tội, mà nói khác đi lại càng là trọng tội. Bước sang Mỹ, cứ tưởng rằng mọi chuyện sẽ khác vì đây là đất tự nhận là xứ sở tự do, nơi hiến pháp bảo đảm quyền được nói. Nhưng tuần qua, sau mấy chục năm ở Mỹ, tôi bỗng bắt gặp chính mình ngập ngừng muốn nói điều thật: tôi không thích Charlie Kirk, và tôi không muốn “celebrate his life” (tôn vinh cuộc đời ông).
Không rõ ABC có lường trước được phản ứng của cộng đồng, khán giả đối với hành động cúi đầu trước áp lực và quyền lợi, dẫn đến dừng ngay lập tức Jimmy Kimmel Live! hay không, nhưng thực tế đã cho thấy một làn sóng tức giận đã bùng nổ. Viên đạn dường như quay ngược lại, xé gió, đâm thẳng vào ba ký tự khổng lồ của đế chế truyền thông. Các cuộc tẩy chay Hulu và Disney+ bắt đầu. Trang mạng Disney+ bị sụp đổ vì lượng khán giả đăng nhập để “cancel subcription” trong đêm họ ra lệnh tắt đèn sân khấu; Disney mất gần $4 tỷ trên thị trường. Hàng loạt cuộc biểu tình phản đối trước trụ sở của ABC và Disney. Về phía các nhà báo, nghệ sĩ giải trí, các nhà lãnh đạo chính trị – từ Stephen Colbert đến David Letterman đến cựu Tổng thống Barack Obama – cùng lên án việc làm của ABC, coi đó là sự đầu hàng nguy hiểm trước áp lực chính trị và là phép thử đối với quyền tự do ngôn luận.
Nhìn vào những gì đang diễn ra tại nước Mỹ hiện nay, người ta không thể không liên tưởng đến cuộc cách mạng văn hóa tại Trung Quốc như vậy. Cũng là cuộc tấn công vào những gì bị cho là khuynh tả, là sự tập trung quyền lực vào một cá nhân qua phong trào cuồng lãnh tụ với những vệ binh trung thành chưa từng thấy tại Hoa Kỳ.
Người ta thường có nhiều cách định nghĩa về hy vọng. Hy vọng là một cảm xúc lạc quan, một niềm tin tươi sáng rằng mọi thứ chắc chắn sẽ được cải thiện. Hy vọng có thể đến từ một tiếng nói cá nhân xa lạ nào đó trong triệu triệu người trên thế giới này. Hy vọng có thể đến từ một bản tuyên bố chung của hai phong trào đối lập. Hy vọng là phải nhận ra rằng cái ác và sự bất công có thể chiếm ưu thế ngay cả khi chúng ta đang đối đầu với nó. Hy vọng là khi nhìn thấy rõ một bên sáng và một bên tối, thấu hiểu rằng vòng cung của vũ trụ đạo đức có thể không uốn cong về phía công lý – nhưng chúng ta không tuyệt vọng. Hy vọng, là khi một đêm vinh danh nghệ thuật trở thành nơi hàng trăm người giơ cao ngọn đuốc tôn vinh sự kiên cường, tiếng nói dũng cảm, như một lời nhắc nhở với thế giới rằng nghệ thuật và nhân văn là không thể tách rời.
Donald Trump từng bóng gió rằng mình xứng đáng được khắc tượng trên núi Rushmore, sánh vai cùng những bậc khai quốc công thần nước Mỹ. Bên kia Thái Bình Dương, Tập Cận Bình chẳng màng đá núi, nhưng ôm mộng lọt vào sử xanh, đặt mình ngang hàng những “đại thánh đế vương” của đảng và đất nước. Bởi thế, cuộc duyệt binh rùm beng ở Thiên An Môn vừa rồi không chỉ là phô trương cờ trống rình rang, mà là lời tuyên cáo giữa chiến địa, là tiếng trống thúc quân của một kẻ đang gấp gáp thúc ngựa đuổi theo bá mộng thiên cổ.
Bạn, tôi, chúng ta, không ai an toàn trước bạo lực súng đạn ở Mỹ. Chắc người Mỹ chưa kịp quên hình ảnh người mẹ tất tả chạy trên đôi chân trần, tìm con trong vụ xả súng mới nhất ở Annunciation Catholic School in Minneapolis tháng vừa qua. Những đứa trẻ xứng đáng có đời sống an toàn để đến trường mỗi ngày và trở về an toàn trong vòng tay cha mẹ. “Thay vì kích động thêm bạo lực, các nhà lãnh đạo chính trị nên tận dụng thời điểm này để đoàn kết chúng ta hướng tới những thay đổi hợp lý về súng đạn mà đa số người Mỹ ủng hộ,” Giáo sư Robert Reich đã nói như thế.
Trong bối cảnh thế giới đang trải qua những biến động nghiêm trọng về kinh tế, chính trị và công nghệ, toàn cầu hoá – vốn từng được xem là động lực chính thúc đẩy cho tăng trưởng và thịnh vượng – đang đứng trước những thách thức chưa từng có. Tiến trình công nghiệp hoá và toàn cầu hoá đã đem lại nhiều thành tựu vượt bậc trong suốt thời gian dài qua, từ thế kỷ XX sang thế kỷ XXI, đặc biệt là thông qua sự chuyên môn hoá, tự do thương mại và tiến bộ công nghệ. Tuy nhiên, các cuộc khủng hoảng tài chính, đại dịch toàn cầu, chiến tranh và cạnh tranh chiến lược giữa các cường quốc đã khiến mô hình toàn cầu hoá truyền thống bộc lộ nhiều tình trạng bất ổn...
Nhiều thế hệ sống ở Sài Gòn những năm của thập niên 80-90, khi con gà trống của Thương Xá Tax chưa bị bức tử, khi những hàng cây cổ thụ trên đường Tôn Đức Thắng vẫn là nét thơ mộng của Sài Gòn, có lẽ đều quen thuộc với câu “Chương Trình Truyền Hình Đến Đây Là Hết…” Nó thường xuất hiện vào cuối các chương trình tivi tối, khi chưa phát sóng 24/24. Thời đó, mỗi ngày truyền hình chỉ phát sóng trong một số khung giờ nhất định (thường từ chiều đến khuya) nên hầu như ai cũng có tâm lý chờ đợi đến giờ ngồi trước màn ảnh nhỏ, theo dõi vài giờ giải trí. Đó cũng là chút thời gian quên đi một ngày cơ cực, bán mồ hôi cho một bữa cơm độn bo bo thời bao cấp. Nhắc nhớ chút chuyện xưa, để nói chuyện nay, đang diễn ra ở một đất nước văn minh hàng đầu, từng là niềm mơ ước của biết bao quốc gia về quyền tự do báo chí, tự do ngôn luận.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.