Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11604)

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

Kể từ khi tổ chức khủng bố Hamas tấn công vào Israel vào ngày 7 tháng 10 năm 2023, các vụ xung đột đẫm máu xảy tại Dải Gaza cho đến nay vẫn chưa kết thúc. Nhưng gần đây, cộng đồng quốc tế còn tỏ ra lo ngại nhiều hơn khi giao tranh giữa Israel và lực lượng dân quân Hezbollah ở Lebanon đang gia tăng. Bằng chứng là sau cái chết của thủ lĩnh Hamas Ismail Haniya và thủ lĩnh Hezbollah Hassan Nasrallah, tình hình càng trở nên nghiêm trọng hơn.
Trong vài tháng qua, người dân Mỹ, dù muốn hay không muốn, cũng đã có nhiều cơ hội để nhìn về một bức tranh mà trong đó có quá nhiều sự tương phản. Những mảnh ghép từ hai tầm nhìn, hai chiến lược, hai mục đích hoàn toàn khác biệt đã dần dần rơi xuống, để lộ ra hai con đường hoàn toàn khác biệt cho người Mỹ lựa chọn. Dù có một bức màn đã rơi xuống (như nữ hoàng Oprah Winfrey đã ví von) cho một thuyền trưởng bước ra, trao lại cho người dân sự hy vọng, lòng tin, trách nhiệm, thì sâu thẳm bên trong chúng ta vẫn muốn biết, những giá trị thực của một triều đại đã mang lại. Từ đó, niềm tin sẽ được củng cố.
Bi hài kịch “ngoại giao cây tre”, với hoạt cảnh mới nhất là “cưỡng bức đặc xá”, đã giúp chúng ta nhận ra rằng, dẫu khác nhau nước lửa, “phóng sinh” và “hiến tế” vẫn có thể hội tụ ở ý nghĩa “triều cống” khi phải chiều lòng hai cường quốc ở hai đầu mút của hai hệ tư tưởng trái ngược nhau. Để đẹp lòng bên này thì phải nhẫn tâm “hiến tế”, mà để làm hài lòng bên kia thì phải diễn tuồng “phóng sinh” để có một dáng dấp khai phóng, cởi mở. “Chiến lược ngoại giao” này, phải chăng, là một trò chơi “ăn bù thua” mà, diễn đạt bằng ngôn ngữ toán học của Game Theory, là có tổng bằng không?
Trận Điện Biên Phủ kết thúc vào hôm 7 tháng 5 năm 1954. Bẩy mươi năm đã qua nhưng dư âm chiến thắng, nghe chừng, vẫn còn âm vang khắp chốn. Tại một góc phố, ở Hà Nội, có bảng tên đường Điện Biên Phủ – cùng với đôi dòng chú thích đính kèm – ghi rõ nét tự hào và hãnh diện: “Tên địa danh thuộc tỉnh Lai Châu, nơi diễn ra trận đánh quyết liệt của quân và dân ta tiêu diệt tập đoàn cứ điểm thực dân Pháp kéo dài 55 ngày đêm”.
JD Vance đã chứng tỏ một “đẳng cấp” khác, rất “Yale Law School” so với thương gia bán kinh thánh, giày vàng, đồng hồ vàng, Donald Trump. Rõ ràng, về phong cách, JD Vance đã tỏ ra lịch sự, tự tin – điều mà khi khởi đầu, Thống đốc Walz chưa làm được. Vance đã đạt đến “đỉnh” của mục tiêu ông ta muốn: lý trí, ôn hoà, tỉnh táo hơn Donald Trump. “Đẳng cấp” này đã làm cho Thống Đốc Tim Walz, người từng thẳng thắn tự nhận “không giỏi tranh luận” phải vài lần phải trợn mắt, bối rối trong 90 phút. Cho dù hầu như trong tất cả câu hỏi, ông đã làm rất tốt trong việc phản biện lại những lời nói dối của JD Vance, đặc biệt là câu chất vất hạ gục đối thủ ở phút cuối: “Trump đã thua trong cuộc bầu cử 2020 đúng không?” JD Vance đáp lại câu hỏi này của Tim Walz bằng hàng loạt câu trả lời né tránh và phủ nhận sự thật. Và dĩ nhiên, rất “slick.” “Trump đã chuyển giao quyền lực rất ôn hoà.” Cả thế giới có thể luận bàn về sự thật trong câu trả lời này.
Phải nhìn nhận rằng chuyến đi đầu tiên của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm đến Mỹ đã được giới chức ngoại giao Việt Nam thu xếp để ông gặp được nhiều lãnh đạo, xem như xã giao ra mắt để hợp tác, hỗ trợ Việt Nam trong nhiều lãnh vực trong tương lai. Bài diễn văn của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm trước diễn đàn Liên Hiệp Quốc chỉ lặp lại các chính sách đối ngoại của Hà Nội, nên không được truyền thông quốc tế chú ý nhiều như các diễn văn của Tổng thống Ukraine Volodymyr Zelensky và Thủ tướng Israel Benjamin Netanyahu, là đại diện cho những quốc gia trực tiếp liên can đến các xung đột ở Trung Đông, ở Ukraine mà có nguy cơ lan rộng ra thế giới. Ông Lâm mới lên làm chủ tịch nước kiêm tổng bí thư Đảng Cộng sản được vài tháng, sau khi Tổng Bí thư Nguyễn Phú Trọng qua đời, nên ông muốn dịp đến Liên Hiệp Quốc là dịp để thể hiện vai trò lãnh đạo của mình và nhấn mạnh đến chính sách ngoại giao du dây của Hà Nội.
Sự bất mãn lan rộng với các hệ thống thuộc chủ nghĩa tư bản hiện tại đã khiến nhiều quốc gia, giàu và nghèo, tìm kiếm các mô hình kinh tế mới. Những người bảo vệ nguyên trạng tiếp tục coi Hoa Kỳ là một ngôi sao sáng, nền kinh tế của nước này vượt xa châu Âu và Nhật Bản, các thị trường tài chính của nước này vẫn chiếm ưu thế hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, công dân của nước này cũng bi quan như bất kỳ công dân nào ở phương Tây.
Sau 38 năm quyết định “đổi mới hay là chết” (1986-2924) CSVN vẫn còn là quốc gia do một đảng độc quyền lãnh đạo; không có bầu cử tự do; không cho lập đảng đối lập và không có báo chí tư nhân. Vì vậy, những khẩu hiệu “nhà nước pháp quyền của dân, do dân và vì dân”, hay “dân giàu, nước mạnh, xã hội công bằng, dân chủ, văn minh” được Đại hội lần thứ X khẳng định là những khoe khoang nhàm chán...
Việc Donald Trump được gần phân nửa người Mỹ chấp nhận và ủng hộ trong những năm gần đây đã khiến nhiều người trí thức trong xã hội Hoa Kỳ đặt câu hỏi về sự tồn tại của “human decency”, hay dịch nôm na là “sự đàng hoàng, sự tử tế, đạo đức nhân tính của con người”. Liệu xã hội ngày nay đã hạ thấp chuẩn mực “đàng hoàng”, hay có thể nào sự đàng hoàng, tử tế giờ đây không còn là một nhân tính cần thiết trong giá trị nhân bản? Dĩ nhiên trong mỗi xã hội, mỗi người có mỗi “thước đo” riêng về mức độ của “đàng hoàng”, nhưng từ ngữ tự nó phải phần nào nói lên một chuẩn mực nhất định. Theo một số tự điển tiếng Việt, chúng ta có thể đồng ý rằng: 1. Đàng hoàng là một tính từ tiếng Việt mô tả cuộc sống đầy đủ, đáp ứng được các nhu cầu chung của xã hội. Ví dụ: cuộc sống đàng hoàng, công việc đàng hoàng, nhà cửa đàng hoàng. 2. Đàng hoàng còn được dùng để chỉ những biểu hiện về tính cách mẫu mực, hay tư cách con người tử tế đáng được coi trọng.
Thư tịch cổ ghi rằng… Lịch sử trên thế giới thật sự rất hiếm người tài vừa là vua đứng đầu thiên hạ vừa là một hiền triết. Nếu văn minh La Mã có Marcus Aurelus, hoàng đế triết gia, vừa minh trị dân, độ lượng với mọi người và để lại tác phẩm triết học nổi tiếng “Meditations” thì ở phương Đông hơn mười hai thế kỷ sau có Vua Trần Nhân Tông của nước Việt. Theo Đại Việt Sử Ký Toàn Thư, triều đại của Vua Trần Nhân Tông là triều đại cực thịnh nhất của sử Việt. Ông là vị vua liêm chính, nhân đức, một thi sĩ, đạo sĩ Phật giáo. Do là một vị vua đức độ, trọng dụng nhân tài, nên ông thu phục nhiều hào liệt trong dân, lòng người như một. Quốc triều có Thái sư Trần Quang Khải, về binh sự có các danh tướng Trần Quốc Tuấn, Trần Quốc Toản, Phạm Ngũ Lão, Trần Khánh Dư, Trần Nhật Duật…Về văn thơ có những người uyên bác như Trương Hán Siêu, Mạc Đĩnh Chi. Vua Trần Nhân Tông thương dân như con, xem trung hiếu làm đầu, lấy đạo nghĩa trị quốc.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.