Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11608)

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

Khi thiên tai đổ xuống, thảm họa xảy ra, và con người với khả năng chống đỡ có giới hạn, thì những gì nhân loại có thể làm là cứu nhau. Ngược lại với nguyên tắc tưởng chừng như bất di bất dịch của một thời đại mà con người luôn hướng đến hòa bình và lương thiện, lại là các thuyết âm mưu tạo ra để lan truyền thù ghét và mất niềm tin vào chính quyền đương nhiệm. Đại dịch Covid-19 vĩnh viễn là sự thật của lịch sử Mỹ, trong triều đại của Donald Trump. Tòa Bạch Ốc của Trump lúc ấy, qua lời mô tả của những nhân viên trong ngày dọn dẹp văn phòng làm việc để bắt đầu bước vào giai đoạn “work from home” là “ngôi nhà ma.” Giữa lúc số người chết tăng theo từng giây trên khắp thế giới thì Trump vẫn điên cuồng xoay chuyển “tứ phương tám hướng” để kéo người dân quay về một góc khác của đại dịch, theo ý của Trump: “Covid không nguy hiểm.”
Mặc dù các bác sĩ tâm thần có bổn phận bảo mật các thông tin sức khỏe tâm thần do bệnh nhân tiết lộ, nhưng hầu hết các tiểu bang tại Hoa Kỳ đều có luật bắt buộc hoặc cho phép bác sĩ tâm thần tiết lộ thông tin bí mật khi bệnh nhân có triển vọng gây tổn hại cho cộng đồng...
Trong tuần lễ cuối cùng của chiến dịch tranh cử tổng thống vào năm 1980 giữa Tổng Thống Đảng Jimmy Carter (Dân Chủ) và ứng cử viên Ronald Reagan (Cộng Hòa), hai ứng cử viên đã có một cuộc tranh luận duy nhất vào ngày 28 tháng 10. Trong cuộc tranh luận, Reagan đã nêu ra một trong những câu hỏi quan trọng nhất trong mọi thời đại: “Hôm nay quý vị có khá hơn bốn năm trước hay không?” Câu trả lời của Carter là “KHÔNG." Cùng với một số lý do không kém quan trọng khác, số phiếu của ông đã giảm xuống vào những ngày quan trọng cuối cùng của chiến dịch tranh cử. Reagan đã giành được số phiếu phổ thông lớn và chiến thắng trong cuộc bầu cử.
Nobel là một giải thưởng cao qúy nhưng đó không phải là tất cả hay tối thượng mà, xét cho cùng, mục tiêu của nền văn học quốc gia hay bất cứ lĩnh vực nào khác đâu nhất thiết là hướng tới giải Nobel? Mahatma Gandhi đã năm lần bị bác giải Nobel Hoà Bình nhưng so với một Henry Kissinger hí hửng ôm nửa cái giải ấy vào năm 1973, ai đáng ngưỡng mộ hơn ai? Tuyên ngôn Nobel Văn Chương 1938 vinh danh nhà văn Mỹ Pearl Buck về những tác phẩm “diễn tả xác thực đời sống của nông dân Trung Hoa” nhưng, so với Lỗ Tấn cùng thời, nhà văn không chỉ diễn tả xác thực đời sống mà cả tâm não của người Trung Hoa, ai để lại dư âm lâu dài hơn ai?
Nếu mũ cối là biểu tượng của thực dân Tây phương vào thế kỷ 18 thì, bây giờ, “năng lượng tích cực”, như là diễn ngôn của thực dân Đại Hán với những dấu ấn đậm nét của tân hoàng đế Tập Cận Bình, đã trở nên gắn bó với người Việt, từ diễn ngôn của thể chế cho đến giọng điệu ngôn tình của những đôi lứa bỡ ngỡ trước ngưỡng cửa hôn nhân.
AI là trí tuệ nhân tạo. AI là một kho kiến thức nhiều vô cùng vô tận, đã siêu xuất chứa đựng nhiều thư viện nhân loại hơn bất kỳ dữ liệu tri thức nào, và cứ mỗi ngày AI lại mang thêm nhiều công năng hữu dụng, mà một người đời thường không thể nào có nổi kho tri thức đó. Trong khi đó, Thầy Tuệ Sỹ là một nhà sư phi thường của dân tộc, với những tri kiến và hồn thơ (như dường) phong phú hơn bất kỳ nhà sư nào đã từng có của dân tộc Việt. Câu hỏi là, AI có thể biểu hiện như một Tuệ Sỹ hay không? Chúng ta có thể gặp lại một phong cách độc đáo của Tuệ Sỹ trong AI hay không? Thử nghiệm sau đây cho thấy AI không thể sáng tác được những câu đối cực kỳ thơ mộng như Thầy Tuệ Sỹ. Để thanh minh trước, người viết không phải là khoa học gia để có thể hiểu được vận hành của AI. Người viết bản thân cũng không phải học giả về kho tàng Kinh Phật để có thể đo lường sự uyên áo của Thầy Tuệ Sỹ.
Israel và Iran đã âm thầm chống nhau trong một thời gian dài. Nhưng nhiều diễn biến sôi động liên tục xảy ra gần đây làm cho xung đột giữa hai nước leo thang và chiến tranh có nguy cơ bùng nổ và lan rộng ra toàn khu vực. Điển hình là vào tháng 4 năm nay, Iran công khai tấn công bằng tên lửa vào lãnh thổ Israel. Đầu tháng 10, Israel đã tấn công bằng bộ binh ở miền nam Lebanon. Trước đó, trong cuộc không kích vào trụ sở dân quân Hezbollah ở Beirut, Israel đã tiêu diệt thủ lĩnh Hezbollah là Hassan Nasrallah và nhiều nhân vật quan trọng khác.
Nhà báo Cù Mai Công vừa lên tiếng nhắc nhở đồng nghiệp (“Ráng Xài Tiếng Việt Cho Đúng, Xài Bậy, Dân Họ Cười Cho”) vào hôm 6 tháng 9 vừa qua. Ông dùng tựa một bản tin của báo Dân Trí (“Hai Kịch Bản Siêu Bão Yagi Tác Động Đến Đất Liền”) như một thí dụ tiêu biểu: “Trong toàn bộ các tự điển tiếng Việt xưa nay, ‘kịch bản’ nguyên nghĩa là bản viết cho một vở kịch, sau có thể mở rộng thành văn bản, bản thảo về nội dung cho một phim truyền hình, quảng cáo, phim ảnh, gameshow…
Trong nhiều ngày qua, Donald Trump và Cộng Hòa MAGA tung rất nhiều tin giả hay bóp méo và nhiều thuyết âm mưu liên quan đến cơn bão lụt Helene một cách có hệ thống. Mục đích để hạ đối thủ Kamala Harris và Đảng Dân Chủ. Theo tường thuật của CNN vào ngày 6/10, Cựu Tổng thống Donald Trump đã đưa ra hàng loạt lời dối trá và xuyên tạc về phản ứng của liên bang đối với cơn bão Helene. Theo MSNBC, “Những lời dối trá đó đã được khuếch đại bởi những người như tỷ phú Elon Musk, nhà lý luận âm mưu chuyên nghiệp Alex Jones và ứng cử viên Đảng Cộng hòa đang dính nhiều bê bối cho chức thống đốc Bắc Carolina, Mark Robinson. Dân biểu Marjorie Taylor Greene, một đồng minh trung thành của Trump.” Ngay cả Hùng Cao, một nhân vật MAGA mới bước vào chính trường cũng góp phần vào việc nấu nồi canh hẹ này.
“Luật Phòng Chống tham nhũng ở Việt Nam năm 2005 nêu rõ: Tham nhũng là hành vi của người có chức vụ, quyền hạn đã lợi dụng chức vụ, quyền hạn đó để vụ lợi.”
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.