Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11580)

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

Trong buổi phỏng vấn ngày 31 tháng 10 năm 2024 với bình luận gia cánh hữu Tucker Carlson, Tổng thống Donald Trump khẳng định rằng dưới thời Joe Biden, Hoa Kỳ đã mắc sai lầm nghiêm trọng khi vô tình đẩy Nga và TQ lại gần nhau. Theo Trump, một trong những ưu tiên hàng đầu khi ông quay trở lại Tòa Bạch Ốc sẽ là phá vỡ liên minh này. Khi đó, Trump tự tin tuyên bố: “Tôi sẽ phải tách họ ra, và tôi tin mình sẽ làm được.” Và ngay từ những ngày đầu của nhiệm kỳ thứ hai, Trump đã tỏ rõ mong muốn đàm phán với Nga nhằm nhanh chóng kết thúc chiến tranh ở Ukraine. Một cách giải thích cho chính sách này là: Trump đang làm đúng những gì từng nói trong cuộc trò chuyện với Carlson. Việc rút Hoa Kỳ khỏi cuộc xung đột tại Âu Châu và khôi phục quan hệ với Moscow, kể cả khi phải bỏ rơi Ukraine, là một phần trong chiến lược tập trung đối phó với TQ.
Cuộc đua vào Tòa án Tối cao Wisconsin rất quan trọng vì nó ảnh hưởng lớn đến các vấn đề pháp lý và chính sách trong tiểu bang. Wisconsin là một bang chiến địa quan trọng trong các cuộc bầu cử tổng thống Mỹ. Tòa tối cao tiểu bang có thể đóng vai trò lớn trong các tranh chấp liên quan đến luật bầu cử, quyền tiếp cận lá phiếu và các thách thức đối với kết quả bầu cử. Cuối cùng, sự lo lắng có cơ sở của người dân cuối cùng đã được hóa giải. Số tiền “đầu tư” $20 triệu của Musk đã không thắng được sự lựa chọn của Wisconsin.
Lịch sử là sự lập lại, nhìn ngược về thời gian: Sau khi Tần Thủy Hoàng thống nhất Trung Quốc vào năm 211 (trước Công Nguyên) Ông đã nghe lời vị Tể Tướng Lý Tư đốt tất cả các ghi chép của Sử Gia không thuộc nước Tần, kể cả Kinh Thi. Bất cứ ai thảo luận về Kinh Thi và Kinh Thư sẽ bị xử tử. Trong Sử Ký của Tư Mã Thiên, vụ đốt sách chôn Nho được gọi là “Phần thư khanh nho”, bao gồm việc đốt sách và chôn sống hơn 460 học giả. (1) Năm 1958, Mao Trạch Đông đã liên hệ bản thân ông với Tần Thuỷ Hoàng. Khi ông ta chôn sống 460 học giả ông nói trong một bài phát biểu với các đồng chí của mình: “Các bạn (những nhà trí thức) căm ghét chúng tôi, coi chúng tôi là những Tần Thuỷ Hoàng. Các bạn nhầm rồi. Chúng tôi thậm chí còn vượt Tần Thuỷ Hoàng một trăm lần”.(2) Năm 1975 khi CS miền Bắc, chiếm Việt Nam Cộng Hòa, phong trào đốt sách cũng xảy ra ngay tại miền Nam, Việt Nam. Hàng trăm cuốn sách được người Cộng Hòa mang đi giấu hay mang ra nước ngoài và hàng ngàn cuốn sách bị đố
Hai tháng đã trôi qua. Trên những diễn đàn mạng xã hội và cả trong những cuộc đối thoại đời thường, rất nhiều người thổ lộ về một thói quen vừa xuất hiện: đếm xem còn bao nhiêu ngày nữa kết thúc nhiệm kỳ bốn năm của chính quyền hiện tại. “Đếm thời gian trôi” vốn không phải là một thói quen tích cực trong đời sống. Nó phản chiếu tâm trạng chán nản, buông xuôi, thậm chí là sợ hãi. Hàng loạt câu hỏi “Chúng ta phải làm gì?”; “Rồi chuyện gì nữa?”; “Chúng ta đang sống ở thời đại nào?”… Trong đó, câu hỏi lớn nhất, và biểu lộ sự phẫn nộ của người dân nhất, đó là: “Đảng Dân Chủ đang làm gì?”
Người tị nạn đã không còn được chào đón tại Hoa Kỳ kể từ ngày đầu tiên trong nhiệm kỳ thứ hai của Tổng thống Donald Trump. Ngay trong ngày nhậm chức 20 tháng 1 năm 2025, ông đã ký một sắc lệnh hành pháp đình chỉ Chương trình Tiếp nhận Người tị nạn của Hoa Kỳ (U.S. Refugee Admissions Program, USRAP) trong vòng 90 ngày. Dù vào tháng 2 năm 2025, tòa án liên bang đã ra phán quyết yêu cầu khôi phục chương trình tái định cư người tị nạn, chính quyền Trump vẫn khẳng định rằng không thể thực hiện điều đó ngay lập tức, do hệ thống tiếp nhận người tị nạn đã bị giải thể gần như toàn bộ.
Trong bài diễn văn dài 90 phút trước Quốc hội Hoa Kỳ, Donald Trump nhắc lại tham vọng “giành lấy” Greenland “bằng cách này hay cách khác.” Trump tuyên bố rằng Greenland có ý nghĩa “sống còn đối với an ninh quốc gia” của Hoa Kỳ. Dù nhấn mạnh rằng chính phủ của mình “hoàn toàn ủng hộ quyền tự quyết của Greenland,” ông vẫn không quên mời gọi “nếu các bạn đổi ý, chúng tôi sẵn sàng chào đón các bạn gia nhập Hợp Chủng Quốc Hoa Kỳ.”
Khi Ukraine từ bỏ kho vũ khí nguyên tử và tham gia Hiệp ước không phổ biến vũ khí hạt nhân (NPT Nuclear Nonproliferation Treaty) với tư cách là một quốc gia phi hạt nhân vào năm 1994, họ đã thi hành một phần của Bản ghi nhớ Budapest (Budapest Memorandum), gồm một số các đảm bảo an ninh bởi Nga, Hoa Kỳ và Vương quốc Anh. Những đảm bảo này nhằm bảo vệ chủ quyền của Kyiv, và biên giới của họ sẽ được tôn trọng. Nhưng khi Nga sáp nhập Crimea vào năm 2014 và tiến hành cuộc xâm lược toàn diện vào năm 2022, những cam kết đó đã chứng tỏ là vô nghĩa. Ukraine thấy mình đơn độc, sự sống còn phụ thuộc vào thiện chí của phương Tây và nằm trong tay một kẻ thù được trang bị bằng chính những vũ khí mà Kyiv đã giao nộp. Những tác động này không dừng tại Ukraine mà lan rộng. Trên toàn cầu, các chính phủ đang đánh giá lại ý nghĩa thực sự của các bảo đảm an ninh.
Trong thế giới đấu tranh sinh tồn của loài vật, chuyện cá lớn nuốt cá bé là điều không thể tránh khỏi. Nhưng trong xã hội loài người ngày nay dù đã bước vào thiên niên kỷ thứ ba hơn hai thập niên và được mệnh danh là thời đại văn minh tiến bộ vượt bực vẫn không thiếu chuyện kẻ mạnh ăn hiếp người yếu trong mối quan hệ giữa người với người. Tình trạng mạnh hiếp yếu còn diễn ra khốc liệt hơn trong mối quan hệ ở cấp quốc gia: nước lớn bắt nạt hay xâm lăng nước nhỏ. Ở đây cũng xin giải thích một chút về cách dùng chữ nhược tiểu trong tiêu đề của bài viết này. Chữ nhược tiểu dùng trong bài này hoàn toàn không có ý nghĩa đánh giá tiêu cực về quốc gia được đề cập đến. Chữ nhược tiểu dùng trong bài này là để chỉ cho sự yếu kém về quân sự và kinh tế so với những nước mạnh về quân sự và kinh tế đi xâm lược. Sự yếu kém về quân sự và kinh tế không đồng nghĩa với sự yếu kém về quyết tâm và đồng lòng bảo vệ đất nước của quốc gia bị xâm lược. Ngược lại, cuộc chiến tại Ukraine hiện nay và Việt Nam
Trong lịch sử thế giới, Việt Nam là dân tộc đã trải qua một cuộc nội chiến với kết quả là bản án tử kết thúc chế độ tự do dân chủ miền Nam ngày 30/4/1975. Hơn ai hết, những người lính Việt Nam Cộng Hòa (VNCH) năm xưa hiểu rõ cảm giác “bị lừa dối” hoặc “bị phản bội” từ bản Hiệp Định Paris do Henry Kissinger và Lê Đức Thọ thỏa thuận sau lưng chính quyền VNCH, với sự ủng hộ của Tổng Thống Richard Nixon lúc đó. Vì thế mà kể từ khi Putin phát động cuộc tấn công xâm lược Ukraine ba năm trước, người dân Việt Nam luôn tỏ rõ lập trường cùng với các lãnh đạo Châu Âu đứng về phía dân tộc và đất nước Ukraine, trừ chính quyền CSVN đã hai lần bỏ phiếu trắng nghị quyết của Liên Hiệp Quốc.
Điều gì thực sự xảy ra khi niềm tin nơi người đàn ông ở Tòa Bạch Ốc đang lung lay? Chúng ta sắp tìm ra câu trả lời rồi. “Ông ta không thể cho biết khi nào Canada sẽ tổ chức bầu cử. Chuyện gì thực sự đang diễn ra ở đó? Ông ta đang cố gắng duy trì quyền lực phải không?” Donald Trump đã viết trên mạng xã hội sau cuộc trò chuyện với Thủ tướng Justin Trudeau vào tuần trước.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.