Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11563)

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

Trên mạng gần đây lan truyền một bức tranh chuỗi tiến hóa ngược nhại kiểu Banksy - vẽ hình ảnh tiến hóa quen thuộc từ khỉ tiến tới người, nhưng đến giữa chặng đường, một gương mặt ai cũng nhận ra quay lưng đi ngược lại về phía khỉ. Cái dáng ngoảnh đầu ấy khiến tôi chạnh lòng nghĩ đến hình ảnh nước Mỹ hôm nay. Giữa thế kỷ XXI, lẽ ra phải tiếp tục đi tới, nhưng thay vì mở rộng tự do học thuật – ngọn nguồn của sáng tạo – chúng ta lại thấy những dấu hiệu nước Mỹ thoái lui theo một quỹ đạo lạ lùng: thử nghiệm một kiểu “tiến hóa ngược”.
Từ khi Tối Cao Pháp Viện lật đổ Roe v. Wade, chúng ta đều biết câu chuyện không dừng lại ở đó. “Để tiểu bang tự quyết” chỉ là cái cớ. Và Texas, tiểu bang bảo thủ dẫn đầu, vừa chứng minh điều đó bằng một luật mới: trao cho bất kỳ ai quyền săn lùng và kiện những người dính dáng tới thuốc phá thai. Texas vốn đã có một trong những lệnh cấm khắc nghiệt nhất: phá thai bị cấm hoàn toàn, trừ vài ca y tế khẩn cấp. Không ngoại lệ cho thai dị tật chết non. Không ngoại lệ cho hiếp dâm. Không ngoại lệ cho loạn luân. Thế nên, nhiều phụ nữ Texas chỉ còn con đường tìm đến thuốc phá thai qua mạng, thường từ những nhà cung cấp ở ngoài tiểu bang. Luật mới nhắm thẳng vào cánh cửa mong manh ấy.
Suốt 250 năm, người Mỹ đồng ý rằng cai trị bởi một người duy nhất là sai lầm, rằng chính quyền liên bang vốn cồng kềnh, kém hiệu quả. Lẽ ra hai điều ấy đủ để ngăn một cá nhân cai trị bằng mệnh lệnh từ Bạch Ốc. Nhưng Trump đang làm đúng điều đó: đưa quân vào thành phố, áp thuế quan, can thiệp vào ngân hàng trung ương, chen vào quyền sở hữu công ty, gieo nỗi sợ để buộc dân chúng cúi đầu. Quyền lực bao trùm, nhưng không được lòng dân. Tỉ lệ chấp thuận của ông âm 14 điểm, chỉ nhỉnh hơn chút so với Joe Biden sau cuộc tranh luận thảm hại năm ngoái. Khi ấy chẳng ai lo ông Biden “quá mạnh”. Vậy tại sao Trump, dù bị đa số phản đối, vẫn dễ dàng thắng thế?
Có bao giờ bạn nói một điều rõ ràng như ban ngày, rồi nghe người khác nhắc lại với nghĩa hoàn toàn khác? Bạn viết xuống một hàng chữ, tin rằng ý mình còn nguyên, thế mà khi quay lại, nó biến thành điều bạn chưa từng nghĩ đến – kiểu như soi gương mà thấy bóng mình méo mó, không phải bị hiểu lầm, mà bị người ta cố ý dựng chuyện. Chữ nghĩa, rơi vào tay kẻ cố ý xuyên tạc, chẳng khác gì tấm gương vỡ. Mỗi mảnh gương phản chiếu một phần, nhưng người ta vẫn đem mảnh vỡ đó làm bằng chứng cho toàn bộ bức tranh. Một câu, một đoạn, một khẩu hiệu – xé khỏi bối cảnh trở nên lệch lạc – hóa thành thứ vũ khí đâm ngược lại chính ý nghĩa ban đầu. Câu chuyện của đạo diễn Trấn Thành gần đây là một minh họa. Anh chỉ viết đôi dòng thương tiếc chia buồn với sự ra đi của nghệ sĩ đàn bầu Phạm Đức Thành. Vậy thôi. Thế mà lập tức bị chụp mũ, bêu riếu, bị gọi “3 que,” “khát nước,” “Cali con.” Người ta diễn giải đủ kiểu, vẽ ra đủ cáo buộc: từ tội mê văn hóa Việt Nam Cộng Hòa đến tội phản quốc.
Sau thất bại trước đối thủ đảng Dân Chủ Joe Biden trong cuộc bầu cử tổng thống năm 2020, nội các “gia đình trị” của Donald Trump gần như biến mất khỏi chính trường. Các đồng minh không thể có cùng tiếng nói với Trump, nhất là sau vụ bạo loạn Quốc Hội Jan 06. Duy nhất một người vẫn một lòng trung thành không bỏ rơi Trump, đó chính là Stephen Miller. Nhiệm kỳ hai của Trump, người được cho là có quyền lực hơn trong vòng tròn thân cận của Trump, hơn cả JD Vance, chẳng ai khác hơn chính là Stephen Miller. Để tạo ra những ảnh hưởng chính trong chính quyền Trump hôm nay, Miller đã có một đường dài chuẩn bị, khôn ngoan và nhẫn nại.
Đầu tháng 8 năm 2025, Tổng thống Donald Trump đã ký một mệnh lệnh đặc biệt, chỉ đạo các cơ quan hữu trách lập kế hoạch đưa quân đội Hoa Kỳ đi trấn áp các tổ chức tội phạm ở Mỹ Latinh. Khoảng hai tuần sau, mệnh lệnh đã thành hiện thực. Ba khu trục hạm có gắn phi đạn viễn khiển (guided-missile destroyers) của Hoa Kỳ đã được khai triển tới vùng biển Venezuela, đảm trách việc chặn giữ các chuyến hàng ma túy.
Một góc khuôn viên của Đồi Capitol sáng Thứ Tư là những câu chuyện tưởng đã bị chôn vùi, nay được kể ra trong sự run rẩy, xúc động và cả nước mắt. Trước hàng chục ống kính truyền thông chiếu trực tiếp trên toàn quốc, khoảng mười người phụ nữ lần lượt kể ra câu chuyện của chính mình – nạn nhân của Jeffrey Epstein, tỷ phú tội phạm tình dục và buôn bán mại dâm trẻ vị thành niên. Ngày đó, những phụ nữ này chỉ vừa 16, 18 tuổi, nhỏ nhất là Marina Lacerda, 14 tuổi.
Ở đời, chẳng có ngai vàng nào là miễn phí. Muốn hỏi cưới công chúa thì phải có sính lễ. Làm gì có chuyện đi tay không mà cuỗm được gái đẹp — trừ trường hợp dùng quyền lực bẩn thỉu cưỡng hiếp gái tơ (nghe quen quen). Muốn làm đàng anh đàng chị không thể vừa keo kiệt vừa đòi được người ta kính nể. Quy luật xưa nay không đổi ăn khế thì phải trả vàng. Ngai vàng toàn cầu cũng vậy -- không chỉ làm bằng vàng, mà còn bằng chi phí, lời hứa, và trên hết, là sự tín nhiệm.
Tháng Năm, 2024, trong phiên tòa xét xử bị cáo, tức cựu Tổng thống Donald Trump, liên quan các khoản chi phí cho nữ diễn viên phim khiêu dâm Stormy Daniels dưới dạng tiền bịt miệng, có một cựu công tố viên, bộ trưởng tư pháp từ Flordia đến tòa New York. Bà ngồi bên dưới theo dõi để ủng hộ Trump. Đó là Pam Bondi. Sau khi bồi thẩm đoàn phán quyết Trump có tội trong 34 tội danh, Bondi đã xuất hiện trên Fox News, cùng với Kash Patel, phát biểu rằng “một niềm tin rất lớn đã bị mất vào hệ thống tư pháp tối nay.” Bà còn nói thêm: “Người dân Mỹ đã nhìn thấu điều đó.”
Chiều thứ Sáu, chúng tôi ăn trưa với một người bạn mới ở Huntington Beach. Không biết vì men bia hay vì chọn quán giữa một thành phố “đỏ”, câu chuyện đang nhẹ nhàng bỗng rẽ thẳng vào chính trường. Nhắc đến những gì xảy ra kể từ ngày tổng thống Trump nắm quyền sinh sát, cô bạn tôi đề cập đến vật giá leo thang, vừa lạm phát vừa thuế quan, kinh tế bất ổn, đời sống bất an… Anh bạn mới của chúng tôi nghe đến đây lên tiếng cắt lời: “Dẫu có thế, so với nhiều người, nhiều xứ khác, người Mỹ vẫn còn đang sống trong may mắn. Và chúng ta nên biết ơn điều đó.” Anh khiến tôi liên tưởng đến thuyết “dân túy tàn bạo”, được Jay Kuo nhắc đến trong bài báo mới đăng của Ông trên Substack tuần qua.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.