Hôm nay,  

Năng Lượng Hydrogen

06/03/200700:00:00(Xem: 11518)

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 bối cảnh Hoa Kỳ hiện đang bị chia rẽ sâu sắc bởi chính trị nội bộ, làm phật ý các đồng minh, và một lần nữa lại bị cuốn vào cuộc chiến tại Vùng Vịnh Ba Tư, đây dường như là thời điểm thuận lợi để Trung Quốc nắm lấy vai trò lãnh đạo toàn cầu. Tuy nhiên, Bắc Kinh lại tránh việc tận dụng những xung đột này bằng cách đưa ra một lập trường công khai mạnh mẽ. Thay vì đối đầu với Hoa Kỳ thông qua việc bảo vệ Iran—một đối tác chiến lược lâu năm trong khu vực—Trung Quốc chỉ cung cấp sự hỗ trợ gián tiếp và phần lớn vẫn đứng ngoài cuộc.
Theo những tài liệu bán chính thống, đặc biệt một bài nghiên cứu tựa đề Jester của tác giả Kivak, Rebeccad đăng trên trang học thuật EBSCO, câu "Gã hề là người duy nhất được phép chế giễu nhà vua" gần như là đúng trong truyền thống cung đình châu Âu thời Trung Cổ và Phục Hưng. Họ sử dụng tài hóm hỉnh, bài hát, câu đố hoặc tiểu phẩm để “móc” vua chúa, chỉ ra các sai lầm hoặc chính sách sai lầm của vua mà không bị trừng phạt. Nước Mỹ, xứ sở tự hào là nền cộng hòa không vua, vô hình trung đã trao vai trò đó cho truyền hình đêm khuya. Và trong suốt hơn một thập niên, có lẽ không ai cầm thứ vũ khí ấy với độ chính xác cao, căm phẫn và duyên dáng bi thương hơn Stephen Colbert.
Cô tự nhủ, cũng chưa đến nỗi nào. Anh la hét, chửi mắng, nhưng chưa hẳn đánh cô. Anh sỉ nhục người khác, nhưng vì cô hiểu và yêu anh, cô tin mình sẽ không bị đối xử như thế. Hồi mới quen anh, cô có việc làm, đủ ăn đủ xài. Bây giờ, móc túi không đủ tiền đổ xăng, cô cũng không một lần oán anh. Bị anh dụ ngọt, gạt hết lần này tới lần khác, cô ôm khư khư vào lòng cái lần đầu hiếm hoi anh cho cô cảm giác mình được bảo vệ, bênh vực. Chỉ một cái ôm, một câu nói “mình em hiểu anh thôi” là đủ vốn liếng để cô tự nuôi sống mối “tình anh với em” dài tập trong đầu.
Diversity, Equity, Inclusion — viết tắt DEI — dịch nôm là “Đa dạng, Công bằng, Hòa nhập”, là một khái niệm đã trải qua nhiều chặng lịch sử ở Hoa Kỳ. Sau phong trào dân quyền thập niên 1960, trọng tâm là “cơ hội bình đẳng”: chấm dứt phân biệt chủng tộc, mở cánh cửa trường học và công sở cho người da màu. Về sau, với chính sách “affirmative action”, chính quyền, đại học và doanh nghiệp chủ động nâng đỡ các nhóm thiểu số, không chỉ để bù đắp bất công lịch sử, mà còn để điều chỉnh cơ cấu nhân sự cho tương xứng với diện mạo dân số mới: một lực lượng lao động đa sắc tộc, đa văn hóa cần có mặt trong vị trí chuyên môn, quản trị và phục vụ công cộng. Những chương trình ấy vì thế vừa đáp ứng yêu cầu công bằng, vừa phục vụ nhu cầu thực tế của một xã hội ngày càng đa dạng.
Bản tin có tựa đề "Trump Eyes 250 Pardons to Celebrate America's 250th Birthday" trên tờ Wall Street Journal hôm nay, thứ Tư, 13/5, là một dòng chữ không thể bỏ qua. Nó không phải là một niềm vui để san sẻ với người được ân xá. Nó là câu chuyện về công lý hay công bằng. Nó là một câu chuyện về quyền lực, về tiền bạc, và về ai được gì trong thế giới của chúng ta. Nó là một câu chuyện mà chúng ta, những người đã đang bị chính quyền lừa dối, những người đã mất tiền của mình vào các tượng đài, phòng khiêu vũ, các chuyến đi đánh golf hàng tuần, cần phải chú ý đến.
Vào ngày 28/4/2026, một sự kiện hiếm hoi đã diễn ra bên trong Quốc Hội Hoa Kỳ. Vua Charles III của Vương quốc Anh đã có bài diễn văn trước phiên họp lưỡng viện Quốc Hội, trở thành vị quân vương Anh thứ hai trong lịch sử làm điều này. Vua Charles III mở đầu bài diễn văn bằng sự hài hước và khiêm tốn, sự kết hợp mà những người quyền lực hiếm khi làm được. Ông thừa nhận mối căng thẳng lịch sử giữa Anh và Mỹ, rồi cười nhẹ khi nhắc rằng ông là hậu duệ đời thứ sáu của Vua George III, vị quân vương mà các nhà sáng lập Hoa Kỳ đã nổi dậy chống lại.
Chủ Nhật đối với tôi là một thứ giao kèo âm thầm với chính mình. Đó là ngày ráng thu mình trong bốn bức tường nhà, không hội hè, không sự vụ, không để thiên hạ lôi đi đâu. Buổi sáng cà-phê với chính mình, rồi ra vườn lom khom nhổ cỏ, tưới rau, ngó xem có thêm cái chồi non lá mới nào. Rồi trở vào bàn mở computer gõ bài cho mục “Trước Thời Cuộc” mỗi tuần. Sáng nay cũng vậy, chỉ khác ở chỗ khi màn hình sáng lên, tôi thấy cái đầu mình… đuối. Không phải vì hết chuyện để nói. Thời buổi này đề tài dư thừa. Chỉ là cái đầu dường như do dự, ngần ngại. Nó muốn quay trở ra vườn hơn là bước vào cái thế giới bất an đang chờ trên màn hình.
Ngày 29–4–2026, Tối Cao Pháp Viện Hoa Kỳ ban hành một phán quyết được coi là bước ngoặt, cho phép thu hẹp quyền lực lá phiếu của các nhóm thiểu số tại Hoa Kỳ, khi tuyên bố một đơn vị bầu cử đa số da đen ở Louisiana là “gerrymander vi hiến” và đồng thời thay đổi cách hiểu Đạo Luật Quyền Bầu Cử (Voting Rights Act – VRA). Với tỷ số 6–3, đa số bảo thủ trong tòa cho rằng bang Louisiana đã vi phạm luật khi vẽ thêm đơn vị quốc hội thứ nhì có đa số cử tri da đen. Thẩm phán Samuel Alito, viết thay cho đa số, khẳng định tòa vẫn duy trì một trụ cột của Đạo Luật Quyền Bầu Cử là điều khoản 2, vốn cấm mọi “thực hành hay thủ tục bầu cử mang tính kỳ thị dựa vào chủng tộc, màu da hoặc các nhóm thiểu số ngôn ngữ” được liệt kê trong đạo luật.
Trong thời gian gần đây, khi có dịp đi tham quan ở vùng quê của Maryland, Virginia, và Pennsylvania, tôi nhận ra một điều mà một số sách báo đã mô tả. Đó là cảnh nông dân Mỹ bỏ hoang ruộng đồng mà không trồng trọt hoa mầu trong năm 2026.
Từ năm 1946 trở đi, tình hình chính trị Việt Nam bước vào một giai đoạn vô cùng khó khăn và phức tạp. Chính quyền Cách mạng vừa mới thành lập phải đối mặt với nhiệm vụ bảo vệ nền độc lập dân tộc và đồng thời xây dựng đất nước. Miền Bắc đang chịu nạn đói hoành hành, ngân khố quốc gia kiệt quệ, trình độ dân trí thấp với hơn 90% dân số mù chữ. Tất cả những vấn đề này đòi hỏi phải được giải quyết khẩn cấp...
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.