Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11564)

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

Tuần trước, tình cờ tôi đọc được một bài viết của tác giả Vũ Kim Hạnh được chia sẻ lại qua Facebook. Bài viết có tựa đề là "Cơ hội vàng ở Mỹ sau mức thuế đối ứng 20%", trong đó bà nhắc riêng về kỹ nghệ xuất cảng gỗ của Việt Nam sang Hoa Kỳ và thế giới. Trước khi đi vào chi tiết của bài viết, có thể nhắc sơ về bà Vũ Kim Hạnh ắt đã quen thuộc với nhiều người trong nước. Bà từng là Tổng Biên Tập báo Tuổi Trẻ, cũng như nằm trong nhóm sáng lập tờ tuần báo Sài Gòn Tiếp Thị, từng là những tờ báo khá thành công tại Việt Nam.
Franklin D. Roosevelt (1882-1945), Tổng Thống Hoa Kỳ thứ 32 và là vị tổng thống Mỹ duy nhất phục vụ hơn 2 nhiệm kỳ, đã từng nói rằng, “Tự do của nền dân chủ không an toàn nếu người dân dung túng sự gia tăng của quyền lực cá nhân tới mức trở thành mạnh hơn chính nhà nước dân chủ đó. Điều đó trong bản chất là chủ nghĩa phát xít: quyền sở hữu của chính phủ thuộc về một cá nhân, một nhóm người, hay bất cứ thế lực cá nhân nào đang kiểm soát.” Lời cảnh giác đó của TT Roosevelt quả thật đã trở thành lời tiên tri đang ứng nghiệm trong thời đại hiện nay của nước Mỹ. Tổng Thống Donald Trump trong nhiệm kỳ đầu và gần 8 tháng của nhiệm kỳ hai đã thể hiện rõ ý chí và hành động của một nhà lãnh đạo muốn thâu tóm mọi quyền lực trong tay mình bất chấp những việc làm này có phá vỡ nền tảng tự do và dân chủ mà nước Mỹ đã nỗ lực không ngừng để tạo dựng và giữ gìn trong suốt hai trăm năm mươi năm qua hay không!
Từ lâu trong chính trị Mỹ vẫn tồn tại một quy tắc bất thành văn, khi thì nói lên to rõ “chúng ta tốt đẹp hơn như thế này,” hoặc có khi chỉ thì thầm, nhẹ nhàng, rằng đảng Dân Chủ không nên sa vào bùn lầy. Nhiều thập niên qua, “quy tắc” này đã định hình cả vận động tranh cử lẫn cách cầm quyền lãnh đạo. Tổng thống Barack Obama, bằng sự điềm tĩnh, được xem là bậc thầy về nghệ thuật này, ngay cả khi Donald Trump mở màn thuyết âm mưu “giấy khai sinh giả.” Tổng thống Joe Biden cũng vậy. Ông lèo lái đất nước sau đại dịch bằng chiến lược đặt niềm tin vào sự văn minh, đoàn kết, tin rằng lời kêu gọi phẩm giá có thể giữ thăng bằng cho con thuyền trong cơn chao đảo vì sóng dữ.
Trong nhiều tháng qua, các tài khoản chính thức của Bạch Ốc và Bộ Nội An trên mạng X liên tục tung ra hình ảnh và video (meme) dị hợm: từ ảnh ghép kèm âm thanh chế giễu, những đoạn đăng kiểu TikTok, cho đến tranh vẽ bằng trí tuệ nhân tạo. Đây không phải trò vui của vài nhân viên rảnh rỗi, mà là một chiến dịch có chủ ý, lặp đi lặp lại, như muốn răn: ai mới thực sự được coi là người Mỹ. Trang NPR ngày 18 tháng 8 nhận định: “Các tài khoản chính thức của chính quyền Trump đang khai thác đủ kiểu meme, hình ảnh AI với giọng điệu đầy thách thức trong các bài đăng trên mạng xã hội.”
Trước khi quay lại cùng cuộc họp song phương giữa Trump và Putin tại Alaska, hãy quay lại những cuộc họp giữa Donald Trump và lãnh tụ Bắc Hàn Kim Jong Un trong nhiệm kỳ đầu của Donald Trump. Lần đầu tiên, một đương kim tổng thống Hoa Kỳ đã hạ mình sang Châu Á đến ba lần, lần đầu tại Singapore, rồi Việt Nam và cuối cùng ngay tại khu phi quân sự giữa Nam-Bắc Hàn, để gặp và nâng cao vị thế một tay "Chí Phèo" cộng sản mặt sữa nhưng khét tiếng độc ác lên vị thế chính thức ngang hàng với Hoa Kỳ trên chính trường quốc tế.
Trong căn phòng trắng, lổm chổm những mảng phù điêu mạ vàng trên trần nhà và tường, một người đàn ông mảnh khảnh, nhanh nhẹn bước ra giới thiệu trước ống kính báo chí món quà đặc biệt ông cố ý mang theo tặng Tổng thống Donald Trump. Đó là lần hiếm hoi CEO của hãng Apple, Tim Cook, xuất hiện trong trang phục sơ mi cà vạt vest đen. Ngay cả trong những lần ra mắt sản phẩm iPhone mới hàng năm, vốn được xem là sự kiện quan trọng bật nhất của Apple, người ta cũng không thấy Cook phải bó mình trong bộ lễ phục trịnh trọng như vậy. Tim Cook đã mang đến cho các tín đồ của trái táo một sự bất ngờ, giống như 15 năm trước, ông xuất hiện trên tạp chí Out ở vị trí đầu bảng xếp hạng Power 50, một danh sách xếp hạng những cá nhân đồng tính nam và đồng tính nữ có ảnh hưởng nhất vào thời điểm đó.
Trong những tháng qua, thảm họa đói của người Palestine ở dải Gaza đã làm thế giới rúng động. Tin tức về trẻ em Palestine bị bắn chết trong khi cố len lỏi tới rào sắt để nhận thức ăn viện trợ được truyền đi; nhiều người đặt câu hỏi về lương tri của những kẻ tổ chức “công tác nhân đạo” này (công ty Gaza Humanitarian Foundation do chính phủ Trump hậu thuẫn). UN ước tính có khoảng 1,400 người Palestine đã chết khi tìm cách nhận thực phẩm cứu trợ. Vào tháng 12 năm 2023, Nam Phi đã đệ đơn kiện Israel lên Tòa án Công lý Quốc tế (ICJ) cáo buộc quốc gia này phạm tội diệt chủng ở Gaza. Một số quốc gia khác tham gia hoặc bày tỏ sự ủng hộ đối với vụ kiện, bao gồm: Nicaragua, Bỉ, Colombia, Thổ Nhĩ Kỳ, Libya, Ai Cập, Maldives, Mexico, Ireland, Chile Palestine…
Trí nhớ của một cộng đồng không chỉ mất đi khi thời gian làm phai mờ, mà có khi có bàn tay cố tình tháo gỡ. Không cần nhiều bút mực, chỉ cần bỏ vài dòng, thay một chữ, hoặc xóa một đoạn – câu chuyện lập tức đổi nghĩa. Lịch sử hiện đại đã nhiều lần chứng kiến điều đó. Năm 1933, chính quyền Quốc xã Đức đốt sách giữa quảng trường, thay lại giáo trình, đặt viện bảo tàng và văn khố dưới quyền Bộ Tuyên Giám. Joseph Goebbels nói: “Chúng ta không muốn người dân sử dụng cái đầu. Chúng ta muốn họ hành xử theo cảm tính.” Tám thập niên sau, ở một góc khác của địa cầu, những bản thảo của Trương Vĩnh Ký – người khai sáng nền quốc ngữ Việt – bị loại khỏi thư viện vì bị gán là “tay sai thực dân”. Sau 1975, chính quyền cộng sản xét duyệt văn hóa trên toàn quốc: các tác phẩm học thuật bị cấm; bị đốt, tên tuổi các học giả và nhà văn miền Nam biến mất khỏi mọi tiến trình văn hóa. Tại Hoa Kỳ ngày nay, sự thật không bị đấu tố – nhưng bị biên tập lại.
Ông X. Nguyễn bị trục xuất vào sáng sớm của một ngày trong tháng Tư. Cuối ngày hôm đó, vào lúc 5 giờ chiều, cô K. Nguyễn bay về Sài Gòn. Cô đến phi trường Tân Sơn Nhứt sau chuyến bay trục xuất anh cô khoảng một ngày.“Khi đến Tân Sơn Nhứt, họ đưa anh tôi và mấy người bị trục xuất một lối đi đặc biệt để vào nơi làm thủ tục hải quan. Họ phỏng vấn, lăn tay, làm giấy tờ. Rồi họ đọc tên từng người, nếu có thân nhân, họ sẽ dắt ra cổng, bàn giao lại cho người nhà. Với ai không có thân nhân, nhưng có tên trong danh sách của Ba Lô Project (BLP) thì tình nguyện viên của nhóm sẽ nhận. BLP cho mỗi người một ba lô, trong đó có những vật dụng cá nhân cần thiết, một điện thoại có sim sẵn và $50”, cô K. kể.
Tôi có một người bạn viết lách văn nghệ. Chị cho rằng mình có chút tài nghệ, đủ để khi cần móc túi lấy ra xài. Chị không viết đều. Chỉ viết khi thích – đôi khi chị viết gửi vài tạp chí mạng, có khi chỉ viết để đó, không gửi ai. Chị sống trên căn gác nhỏ, gọi đó là "giang sơn sáng tác" của riêng mình. Mỗi ngày chị dậy lúc gần trưa, pha ly cà phê nguội, rồi mở máy tính. Có bài chị viết ngay sau ngụm cà-phê đầu tiên – vài chục phút là xong – gửi đi ngay rồi gập máy, đi ngủ tiếp. Có bài để ba năm hôm, không sửa gì cả, gửi đi như vậy. Tôi hỏi: “Sao không đọc lại?” Chị nhún vai: Lúc viết là thật nhất. Sửa nhiều, mất hồn. Tôi hỏi tiếp: Không sợ thiếu sót? Chị cười, lấy ngón tay chỉ lên bức thư pháp trên tường:“Tri túc giả phú” (Biết đủ là đủ).
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.