Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11566)

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

Tồn tại qua hơn hai thế kỷ, Tối Cao Pháp Viện Hoa Kỳ chưa bao giờ là một cánh cửa vô tri. Mỗi nhiệm kỳ Tòa để lại một dấu ấn ảnh hưởng đến đời sống người dân. Có nhiệm kỳ, Roe v. Wade1 mất hiệu lực, tòa cắt quyền phá thai khỏi tay người phụ nữ, coi như món nợ trả về từng tiểu bang, tự lo tự liệu. Có nhiệm kỳ, cánh cửa Affirmative Action2 sập lại, đám trẻ da màu nghèo khỏi cơ hội cầu tiến. Có nhiệm kỳ, Tòa thả lỏng súng đạn, cãi vã sân trường cũng đủ gây đổ máu3. Nhưng cũng đã có những nhiệm kỳ Tòa đứng thẳng lưng, bảo vệ người dân buộc Bạch Ốc Nixon phơi ra hồ sơ mật với Pentagon Papers
Nelson Mandela (1918-2013), quán quân Giải Nobel Hòa Bình năm 1993, nhà hoạt động chống chế độ phân biệt chủng tộc bị tù 27 năm, và là vị tổng thống người da đen đầu tiên được bầu trong cuộc bầu cử dân chủ đầu tiên của nước Nam Phi vào năm 1994, đã từng nói rằng, “Giáo dục là vũ khí có sức mạnh nhất mà bạn có thể sử dụng để thay đổi thế giới.” Hơn ai hết, Nelson Mandela là người không những hiểu rõ giá trị thực sự của nền giáo dục mà còn áp dụng kiến thức đó trong việc làm thay đổi đất nước và dân tộc Nam Phi của ông. Ông đã dẫn dắt Nam Phi từ một quốc gia ngập chìm trong bóng tối của thù hận, phân hóa và lạc hậu để vươn mình lên trong ánh sáng của đoàn kết, hòa bình và phát triển.
Hoa Kỳ đã tấn công Iran. Chỉ vài ngày sau khi Tổng thống Mỹ Donald Trump gợi ý rằng có thể trì hoãn bất kỳ hành động quân sự nào của Mỹ trong nhiều tuần, ông tuyên bố vào ngày 21/6 rằng máy bay Mỹ đã tấn công ba địa điểm hạt nhân của Iran, bao gồm cả cơ sở bị chôn sâu ở Fordow. Các quan chức Iran xác nhận rằng các cuộc không kích đã diễn ra. Mặc dù ông Trump khẳng định rằng các địa điểm này đã bị "xóa sổ", nhưng vẫn chưa rõ các cuộc tấn công đã gây ra thiệt hại gì.
Jena, Louisiana – một thị trấn 4.000 dân lọt thỏm giữa rừng thông – nơi bảng hiệu đầu làng ca ngợi đội bóng nữ vô địch của bang, nhưng cách đó chỉ ba dặm, sau hàng rào kẽm gai và lời Kinh Thánh treo lủng lẳng, là Trại Giam ICE đồ sộ - do GEO Group điều hành. Nơi đây hiện giam giữ hơn 1000 người – phần lớn chưa từng bị kết tội hình sự, nhiều người chỉ là dân đang xin tị nạn hợp pháp, số còn lại chưa kịp hiểu vì sao mình bị bắt...
Tại sao Trump lại vội vàng ban hành hàng loạt sắc lệnh hành pháp và chính sách mới như vậy?AI: Có hai lý do.Đầu tiên, tổng thống vội vàng vì nếu có bất kỳ điều gì sai trái xảy ra vào đầu nhiệm kỳ, ông có thể đổ lỗi cho chính quyền trước và nhà nước (những người làm việc cho ông). Nếu để lâu, những điều sai trái sẽ là trách nhiệm của ông, và Trump không thích chịu trách nhiệm.Thứ hai, ông biết trong hai năm nữa, đảng Cộng hòa sẽ mất quyền kiểm soát Hạ viện trong cuộc bầu cử quốc hội và ông sẽ trở thành què quặt. Ông cần phải hoàn thành mọi việc ngay bây giờ. Ông muốn tập trung vào các doanh nghiệp của mình trong hai năm cuối nhiệm kỳ tổng thống,
Bao dung – một từ nghe thật thanh thoát. Âm tiết của nó cũng thật bình dị, thốt ra từ thanh quản nhẹ nhàng không cần uốn nắn, như cỏ mọc từ đất, như mưa từ trời. Vậy mà ngày nay, trong một xã hội đứng đầu thế giới về tự do, về quyền con người, hai từ “bao dung” bỗng dưng khó tìm. Chính trong tháng Sáu này, tháng gọi là Pride Month, những câu chuyện thương tâm về cộng đồng LGBTQ+ bị chìm trong bóng tối. Có lẽ trong sáu tháng qua, nước Mỹ có quá nhiều những phát ngôn, biến cố, thay đổi mà đối với truyền thông, đó là điều cần phải nói, và nói mỗi ngày. Hoặc cũng có lẽ, trong một chính quyền đang nỗ lực bác bỏ DEI, đóng chặt cửa với di dân, thì truyền thông cũng không dám đào sâu về những gì thuộc về cộng đồng yếu thế. Cho dù, đó là một án mạng lấy đi cuộc sống một con người, hoặc chấm dứt những nguyên tắc vốn đã được nhìn nhận hàng thập kỷ.
“Nơi nào người ta bắt đầu đốt sách, nơi đó người ta rồi cũng sẽ thiêu người.”— Heinrich Heine. Câu nói nổi tiếng từ thế kỷ XIX của thi sĩ Heinrich Heine, tưởng chỉ là tiếng vọng u ám của bóng ma lịch sử nhưng hôm nay, giữa thế kỷ XXI, lời cảnh báo ấy lại trở nên rúng động – ngay trên đất nước từng được xem là ngọn hải đăng của tự do học thuật. Oái oăm thay, những dấu hiệu đầu tiên của bóng tối không phát xuất từ một chế độ độc tài phương Đông, mà từ chính nước Mỹ – xứ sở từng được xem là ngọn hải đăng của giáo dục tự do.
Donald Trump không đội vương miện, nhưng ông đã luyện được cách bắt cả một đảng chính trị quỳ gối. Và cũng như các ông vua cổ đại, ông không cần luật – ông chính là luật. Nếu Toà Tối cao chống đối, ông sẽ gọi đó là “phản quốc.” Nếu truyền thông phản biện, ông gọi đó là “tin giả.” Nếu có cuộc bầu cử mà ông thua, ông sẽ bảo đó là “gian lận.” Và nếu có ai dám nói điều gì khác, ông sẽ gửi quân đội tới – như ông đã làm ở Los Angeles, để dạy cho đám biểu tình “hỗn xược” ấy một bài học về dân chủ... bằng đạn cao su và lựu đạn cay.
Ryanne Mena là một nhà báo đưa tin về tội phạm và an toàn công cộng cho Southern California News Group. Thứ Sáu, 6/6, ngày đầu tiên diễn ra cuộc biểu tình phản đối chính sách nhập cư của chính quyền Trump, chống lại các cuộc bố ráp của Cảnh Sát Di Trú (ICE), Mena đã có mặt ngay trên đường phố Los Angeles, bên ngoài Trung tâm giam giữ Metropolitan,L.A. Tại đây, cô bị trúng đạn hơi cay ở đùi bên trái Ngày kế tiếp, nữ phóng viên này bị trúng đạn cao su của các đặc vụ liên bang bắn vào đầu, bên phải, cách tai của cô chỉ khoảng 1 inch. Những tấm ảnh Mena và các đồng nghiệp khác bị thương lan tỏa khắp Instagram, Twitter.
Giữa lúc Tòa Bạch Ốc đang tìm mọi cách cứu vớt mối quan hệ Trump-Musk thì các cựu quan chức an ninh y tế cho biết chính quyền Trump hủy bỏ $766 triệu trong các hợp đồng nghiên cứu phát triển vaccine mRNA để chống lại các loại đại dịch cúm. Với họ, đây là đòn giáng mới nhất vào quốc phòng quốc gia. Họ cảnh báo rằng Hoa Kỳ có thể phải nhờ đến lòng trắc ẩn của các quốc gia khác trong đại dịch tiếp theo. ABC News dẫn lời Beth Cameron, cố vấn cao cấp của Trung tâm Đại dịch thuộc Brown University Pandemic Center, và là cựu giám đốc Hội đồng an ninh quốc gia Tòa Bạch Ốc, cho biết: “Các hành động của chính quyền đang làm suy yếu khả năng phòng ngừa của chúng ta đối với các mối đe dọa sinh học. Việc hủy bỏ khoản đầu tư này là một tín hiệu cho thấy chúng ta đang thay đổi lập trường về công tác chuẩn bị ứng phó với đại dịch. Và điều đó không tốt cho người dân Mỹ.”
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.