Loại nhiên liệu tiềm năng của tương lai tưởng sạch hoá ra lại có thể biến đổi thành 2 dạng độc hại

Khi cuộc khủng hoảng khí hậu leo thang, thế giới đang dựa vào nguồn năng lượng không carbon để đạt đến tương lai không phát thải khí nhà kính, hoặc một tương lai trung hoà carbon.

Một dạng năng lượng sạch tiềm năng đó là hydro xanh lá, có thể chuyển hoá từ các nguồn sạch như nước và được sản xuất bằng năng lượng tái tạo. Hydro xanh có thể cung cấp năng lượng cho ngành công nghiệp nặng và nhiên liệu cho các phương tiện lớn như máy bay và tàu thuỷ.

Các cơ sở để sản xuất dạng khí sạch này đã xuất hiện trên khắp thế giới như Mỹ, Tây Âu, Trung Quốc, Australia, Chile, Nam Phi cùng các quốc gia khác. Theo ước tính của Goldman Sachs, thị trường hydro xanh đang phát triển trên toàn cầu sẽ có trị giá 11.000 tỷ USD vào năm 2050.

Song, những người chỉ trích hydro xanh lá cho rằng việc sử dụng năng lượng tái tạo để sản xuất năng lượng khác vào lúc này là một sự lãng phí nguồn năng lượng tái tạo quý giá. Đặc biêt là hiện nay, thế giới đang đấu tranh để chuyển đổi khỏi nhiên liệu hoá thạch. Các kế hoạch sử dụng hydro xanh lam sản xuất bằng nhiên liệu hoá thạch cũng đang được tăng cường giám sát.

Thứ thế giới cần: Hydro xanh lá

Một phần nguyên nhân của sự chuyển đổi khỏi nhiên liệu hoá thạch là quá trình điện khí hoá một số máy móc hàng ngày chạy bằng xăng dầu, chẳng hạn như ô tô hoặc hệ thống sưởi ấm nhà cửa ở một số quốc gia.

Đối với những thiết bị đã được điện hoá như máy tính và các thiết bị gia dụng, điện hạt nhân và năng lượng tái tạo từ gió hay mặt trời đang thay thế than đá.

Nhưng có một số ngành công nghiệp đòi hỏi nhiều năng lượng đến mức năng lượng tái tạo truyền thống không thể đáp ứng được nhu cầu. Đó là một vấn đề lớn vì những ngành công nghiệp này lại nằm trong số những ngành phát thải khí nhà kính hàng đầu. Đó chính là lĩnh vực mà các chuyên gia cho rằng hydro xanh lá có tiềm năng cực lớn.

Hydro xanh lá cây, xanh lam hay xám?

Hydro là nguyên tố phong phú nhất trên Trái đất. Hydro được tìm thấy trong nhiều thứ, bao gồm nhiên liệu hoá thạch, nước, thực vật, động vật và thậm chí cả con người. Nhưng hydro không xuất hiện dưới dạng tinh khiết. Điều đó có nghĩa là muốn có hydro tinh khiết, con người cần tách hydro khỏi các phân tử khác thông qua một quá trình cũng tiêu tốn năng lượng.

Hydro xanh lá được tạo ra khi năng lượng tái tạo được sử dụng để chuyển hoá hydro từ một nguồn sạch. Phố biến nhất là quá trình điện phân nước, là đưa một dòng điện chạy qua nước để tách các phân tử.

Hydro xám là dạng hydro phổ biến nhất hiện nay. Loại hydro này tương đối rẻ, nhưng có nguồn gốc từ khí tự nhiên và sử dụng nhiên liệu hoá thạch là nguồn năng lượng để sản xuất. Hydro xám được sử dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp hoá chất để sản xuất phân bón và lọc dầu. Trong quá trình chiết xuất, CO2 còn lại được thải ra khí quyển và càng gây ra biến đổi khí hậu.

Hydro xanh lam được tạo ra theo quy trình tương tự hydro xám. Khác biệt ở chỗ, hầu hết carbon thải ra trong quá trình sản xuất được thu giữ và không thải vào bầu khí quyển. Đó là lý do tại sao hydro xanh lam được mô tả là loại khí phát thải thấp.

Giải pháp khí hậu nào là tốt nhất?

Cuối cùng, hydro sạch hay không phụ thuộc vào loại năng lượng được sử dụng để sản xuất ra nó. Hydro xám từ lâu được coi là sạch hơn khi thế giới dần bỏ than và dầu. Nhưng nó vẫn là yếu tố gây biến đổi khí hậu. Các nghiên cứu gần đây cũng chỉ ra rằng hydro màu xám thải ra nhiều khí nhà kính hơn mọi người vẫn nghĩ.

Nếu hydro xanh lá được tạo ra từ nước và quá trình điện phân được cung cấp hoàn toàn bằng năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió, thì hydro xanh lá có thể là một lựa chọn không phát thải carbon. Nhưng loại nhiên liệu này vẫn chưa sẵn có.

Máy móc để thực hiện quá trình điện phân này rất tốn kém và quá trình này không đặc biệt hiệu quả. Theo một báo cáo của IEA năm 2020, tổng lượng hydro phát thải carbon thấp có 95% là hydro xanh lam. Nhưng đến năm 2050, khi ngành công nghiệp hydro xanh lá phát triển, loại năng lượng này sẽ sẵn có hơn, dễ sản xuất hơn và có giá thành cạnh tranh hơn.

Tại sao hydro xanh lam lại gây tranh cãi?

Hydro xanh lam đã gây ra tranh cãi ở nhiều quốc gia, bao gồm cả Vương quốc Anh, khi quốc gia này đưa ra chiến lược song song: sử dụng hydro xanh lam và phát triển hydro xanh lá.

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Energy Science and Engineerin cho thấy, mặc dù hydro xanh lam phát thải carbon thấp hơn từ 9-12% so với hydro xám, chúng lại thải ra nhiều thí mêtan hơn khí tự nhiên. Lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính của quá trình sản xuất hydro xanh lam lớn hơn 20% so với đốt khí tự nhiên hoặc đốt than và lớn hơn 60% so với đốt dầu diesel.

Một số câu hỏi khác đặt ra xung quanh việc lưu trữ carbon sau khi thu lại. Liệu lưu trữ carbon bằng việc bơm xuống đất có bền vững hay không?

Tuy nhiên, Uwe Remme, nhà phân tích năng lượng tại IEA, cho rằng ngay cả khi hydro xanh lam không sạch bằng hydro xanh lá, nhiên liệu này vẫn giữ một vai trò nhất định trong quá trình chuyển đổi khỏi nhiên liệu hoá thạch. Nhưng quá trình sản xuất hydro xanh lam phải được đảm bảo theo các tiêu chuẩn môi trường cao nhất.