Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11616)

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

Nội dung phát biểu của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm ngày 27/08/2024 về đường lối khóa đảng XIV cho thấy ông không dám đi ra khỏi quỹ đạo một người Cộng sản bảo thủ để được tồn tại...
Kamala nhắc lại Donald Trump đã cảm ơn Tổng Thống Tập Cận Bình về những gì ông ta đã làm trong thời gian đại dịch COVID. Bà nhớ cả nội dung Trump đã viết trên Twitter: “Thank you, President Xi” và đọc lại cho chục triệu người dân Mỹ đang xem màn hình. “Khi chúng ta biết rằng Tập Cận Bình phải chịu trách nhiệm vì không cung cấp và cung cấp không đầy đủ cho chúng ta sự minh bạch về nguồn gốc của COVID.” Kamala nhắc lại cả việc Donald Trump đã mời Taliban đến David Camp, “là một nơi có ý nghĩa lịch sử đối với chúng ta, với tư cách là những người Mỹ, một nơi mà chúng ta tôn vinh tầm quan trọng của ngoại giao Hoa Kỳ, nơi chúng ta mời và tiếp đón các nhà lãnh đạo thế giới được kính trọng. Và cựu tổng thống này với tư cách là tổng thống đã mời họ đến David Camp vì ông ta, một lần nữa, không biết tầm quan trọng và trách nhiệm của tổng thống Hoa Kỳ. Và điều này quay trở lại vấn đề ông ta đã liên tục hạ thấp và coi thường các quân nhân của chúng ta, những người lính đã hy sinh...
Từ ngày nước Mỹ lập quốc, chưa bao giờ nụ cười của một ứng cử viên tổng thống lại bị đối thủ mang ra mổ xẻ, tấn công với những lời lẽ không phù hợp với tư cách một người tranh cử vị trí lãnh đạo quốc gia. Nhưng ngược lại, cũng chưa bao giờ nụ cười của một ứng cử viên tổng thống lại trở thành niềm hy vọng cho một đất nước đang đối đầu với mối nguy hiểm “duy nhất suốt 248 năm” (theo lời cựu Phó Tổng Thống Dick Chenny.) Đó là nụ cười của Kamala Harris – Một nụ cười đang ngày càng thay hình đổi dạng cuộc tranh cử tổng thống kinh điển của nước Mỹ.
Cựu Tổng Thống Donald Trump đã trình bầy kế hoạch kinh tế của ông tại Economic Club of New York trước đám đông các kinh tế gia, lãnh đạo doanh nghiệp và nhà báo vào 5-9-2024 vừa qua. Buổi nói chuyện này nằm trong chiến dịch tranh cử. Kế hoạch kinh tế trong nhiệm kỳ 2 nếu ông thắng cử bao gồm nhiều chính sách mà ông đã thi hành trong bốn năm đầu cầm quyền. Ông tuyên bố sẽ loại bỏ nhiều chương trình của chính quyền Biden. Ứng cử viên tổng thống của Cộng Hòa quảng cáo chương trình của ông với thuế nội địa thấp, thuế nhập cảng cao chưa từng thấy, giảm bớt luật lệ, và kinh tế phát triển mạnh. Nhưng nhiều chuyên viên đã nghi ngờ giá trị của chương trình kinh tế này. Nhiều người đã lên tiếng chỉ trích đề xuất kinh tế của Trump như chúng ta sẽ thấy trong những phần dưới đây của bài báo này.
Cuộc bầu cử tổng thống Mỹ vào tháng 11 sắp tới không chỉ định hình tương lai chính trị của quốc gia trong vài năm tới mà còn đặt ra những câu hỏi căn bản về bản sắc và tương lai của chính nước Mỹ. Trong khi kết quả bầu cử sẽ quyết định nhiều vấn đề quan trọng, những xung đột sâu sắc về bản chất của nước Mỹ đã được phản ảnh rõ nét qua đường lối, chính sách nêu ra tại hai đại hội Đảng Cộng Hòa và Dân Chủ vừa qua.
Tôi đã xem qua cả trăm bài viết với với nội dung và ngôn từ (“đầu đường xó chợ”) tương tự nhưng chưa bao giờ bận tâm hay phiền hà gì sất. Phần lớn, nếu không muốn nói là tất cả, các bạn DLV đều không quen cầm bút nên viết lách hơi bị khó khăn, và vô cùng khó đọc. Họ hoàn toàn không có khái niệm chi về câu cú và văn phạm cả nên hành văn lủng củng, vụng về, dài dòng, lan man trích dẫn đủ thứ nghị quyết (vớ vẩn) để chứng minh là đường lối chính sách của Đảng và Nhà Nước luôn luôn đúng đắn. Họ cũng sẵn sàng thóa mạ bất cứ ai không “nhận thức được sự đúng đắn” này, chứ không thể lập luận hay phản bác bất cứ một cáo buộc nào ráo trọi.
Ngày 20/7/1969, hai phi hành gia Neil Armstrong và Edwin Aldrin đi vào lịch sử như là hai người đầu tiên đặt chân lên Mặt Trăng thế nhưng sự kiện này bị một số nhà “lý thuyết âm mưu” lên tiếng phủ nhận. Căn cứ vào những điểm “khả nghi” trong tấm hình chụp Armstrong đứng cạnh lá cờ cắm trên Mặt Trăng, họ quả quyết rằng tất cả chỉ là chuyện dàn dựng và bức hình này chỉ được chụp tại một sa mạc ở Nevada. Nhưng bằng chứng của vụ đổ bộ ấy đâu chỉ duy nhất một tấm hình? Tàu Appollo 11 phóng từ mũi Kennedy trước con mắt hàng chục ngàn người và hàng trăm triệu người qua ống kính truyền hình. Hàng trăm ngàn thước phim quay được và chụp được khi tàu Appollo vờn trên quỹ đạo quanh mặt trăng, cảnh tàu con rời tàu mẹ để đổ bộ, cảnh các phi hành gia đi bộ và cả những túi đất đá mang về từ Mặt Trăng v.v. Chúng ta thấy gì ở đây? Những bằng chứng xác thực thì nặng như núi nhưng, khi đã cố tình không tin, đã cố vạch ra những âm mưu thì chỉ cần mấy điểm khả nghi nhẹ tựa lông hồng.
Một bài bình luận của báo Chính phủ CSVN hôm 2/9/2024 viết: “Trải qua bao thăng trầm của lịch sử, đến nay chúng ta ngày càng có cơ sở vững chắc để khẳng định sự thật chúng ta đã trở thành nước tự do độc lập, người dân ngày càng ấm no hạnh phúc…” Những lời tự khoe nhân dịp kỷ niệm 79 năm (1945-2024) được gọi là “Tuyên ngôn độc lập” của ông Hồ Chí Minh chỉ nói được một phần sự thật, đó là Việt Nam đã có độc lập. Nhưng “tự do” và “ấm no hạnh phúc” vẫn còn xa vời. Bằng chứng là mọi thứ ở Việt Nam đều do đảng kiểm soát và chỉ đạo nên chính sách “xin cho” là nhất quán trong mọi lĩnh vực...
Năm 2012 Tập Cận Bình được bầu làm Tổng Bí Thư Trung Ương Đảng; năm 2013 trở thành Chủ Tịch Nước; đến năm 2018 tư tưởng Tập Cận Bình được chính thức mang vào Hiến Pháp với tên gọi “Tư tưởng Tập Cận Bình về chủ nghĩa xã hội với đặc sắc Trung Quốc trong thời đại mới”. Tập Cận Bình đem lại nhiều thay đổi sâu sắc trong xã hội Trung Quốc, mối bang giao Mỹ-Trung và nền trật tự thế giới...
Xem ra thì người Mỹ, không ít, đang chán tự do và nước Mỹ đang mấp mé bên bờ vực của tấn thảm kịch mà nước Đức đã sa chân cách đây một thế kỷ khi, trong cuộc bầu cử năm 1933, trao hết quyền tự do cho Adolf Hitler, để mặc nhà dân túy có đầu óc phân chủng, độc tài và máu điên này tùy nghi định đoạt số phận dân tộc. Mà nếu tình thế nghiêm trọng của nước Đức đã thể hiện từ trước, trong cương lĩnh đảng phát xít cả khi chưa nắm được chính quyền thì, bây giờ, với nước Mỹ, đó là Project 2025.
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.