Hydro là loại khí có nhiệt cháy cao nhất trong tất cả các loại nhiên liệu trong thiên nhiên, đã được sử dụng làm nhiên liệu phóng các tàu vũ trụ và đang hứa hẹn trở thành nhiên liệu ô tô.
Những lo ngại liên quan đến cả quá trình chuyển đổi năng lượng và an ninh năng lượng đã bộc lộ rõ ràng khi khủng hoảng Ukraine nổ ra. Nga là nhà cung cấp dầu và khí đốt chính, và trong vài tuần qua, một số nền kinh tế lớn đã lên kế hoạch giảm sự phụ thuộc vào năng lượng hydrocarbon (dầu mỏ và khí thiên nhiên) của họ.
Hôm 25/3, Mỹ và Ủy ban Châu Âu ra một tuyên bố về an ninh năng lượng, trong đó thông báo việc thành lập một lực lượng đặc nhiệm chung phụ trách vấn đề này. Các bên cho biết Mỹ sẽ “cố gắng đảm bảo” ít nhất 15 tỷ mét khối khí đốt tự nhiên hóa lỏng (LNG) bổ sung cho EU trong năm nay và con số này sẽ tăng lên trong tương lai.
Bình luận về thỏa thuận, Tổng thống Joe Biden cho biết Mỹ và EU cũng sẽ “cùng nhau thực hiện các biện pháp cụ thể để giảm sự phụ thuộc vào khí đốt tự nhiên theo lộ trình, và tối đa hóa tính sẵn có cũng như việc sử dụng năng lượng tái tạo.”
Tất cả những động thái nói trên nói lên nhiệm vụ lớn mà các chính phủ trên thế giới đang đối mặt, đó là giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, ngăn chặn những tác động tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu, đồng thời bảo vệ an ninh năng lượng, đặc biệt là cho châu Âu.
Những thách thức và cơ hội mà ngành năng lượng phải đối mặt đã được đề cập sôi nổi hôm 28/3 trong cuộc thảo luận tại Diễn đàn Năng lượng Toàn cầu của Hội đồng Đại Tây Dương, diễn ra ở Dubai, Các Tiểu vương quốc Arab Thống nhất.
Tàu chở khí đốt thiên nhiên hóa lỏng (LNG). Ảnh: Getty Images
Tại cuộc thảo luận, bà Anna Shpitsberg, phó trợ lý bộ trưởng phụ trách chuyển đổi năng lượng tại Bộ Ngoại giao Mỹ, cho biết lực lượng đặc nhiệm Mỹ-EU sẽ tập trung vào các lĩnh vực như đảm bảo nguồn cung LNG, đảm bảo rằng các nhà sản xuất Mỹ sẽ gia tăng nguồn cung cho châu Âu trong dài hạn và đến năm 2030”.
Bà Shpitsberg cũng khẳng định điều quan trọng là quá trình chuyển đổi năng lượng, trong đó có đầu tư cho năng lượng hydro. “Với những bình luận rằng chúng ta không thể phụ thuộc vào một công nghệ, cũng như không thể phụ thuộc vào một tuyến cung cấp, đó chính là lý do chúng tôi đang đầu tư nhiều tiền đến vậy vào năng lượng hydro”.
Quan chức này gọi hydro là “một công nghệ thay đổi cuộc chơi”, bởi vì nó có thể làm nền tảng cho hạt nhân, cho khí đốt và cho năng lượng tái tạo.
“Chúng tôi đang điều tất cả các nguồn lực có thể cho quá trình chuyển đổi [năng lượng]. Đó là lý do tại sao chúng tôi đang đầu tư hàng tỷ đô la vào nghiên cứu và phát triển hydro”, bà Shpitsberg thông báo.
Nguồn năng lượng đa năng
Được Cơ quan Năng lượng Quốc tế mô tả là “chất mang năng lượng đa năng”, hydro có nhiều ứng dụng đa dạng và có thể được sử dụng trong các lĩnh vực như công nghiệp và vận tải.
Năng lượng hydro có thể được sản xuất theo một số cách. Một trong số đó là phương pháp điện phân, sử dụng dòng điện phân tách nước thành oxy và hydro. Nếu điện được sử dụng trong quá trình này đến từ một nguồn tái tạo như gió hoặc Mặt trời thì năng lượng tạo ra được gọi là hydro xanh hoặc hydro tái tạo.
Cuộc khủng hoảng Ukraine đang gây ra sức ép lớn lên an ninh năng lượng của châu Âu. Ảnh: DPA
Tuy nhiên, để làm chủ được các quá trình sản xuất năng lượng hydro và phát triển thành quy mô công nghiệp trong sản xuất H2 thì thế giới sẽ phải giải quyết một số thách thức.
Một là, với đặc tính nhẹ, dễ bay hơi, H2 phải được lưu trữ trong các bình khí nén áp suất cao, dưới dạng khí hóa lỏng hoặc hấp phụ trong các loại vật liệu có khả năng hấp phụ. Hiện nay, các công nghệ và thiết bị phục vụ cho việc lưu trữ H2 vẫn còn hạn chế chế về công suất và chỉ đáp ứng được ở quy mô nhỏ nên việc sản xuất H2 vẫn chưa được như kỳ vọng.
Hai là, mặc dù nguồn nguyên liệu để sản xuất H2 gần như vô tận, nhưng việc sản xuất H2 từ quá trình điện phân lại có chi phí khá cao nên mới chỉ được áp dụng ở quy mô nhỏ tại các quốc gia phát triển và hiện các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu để giảm giá thành của công nghệ này. Hiện nay, việc sản xuất H2 bằng điện phân nước vẫn sử dụng nguồn điện chủ yếu sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu, khí đốt), do đó về bản chất là năng lượng tái tạo và không gây hại đến môi trường vẫn chưa được giải quyết triệt để, đặc biệt là điện từ năng lượng tái tạo (gió, mặt trời) vẫn có giá thành khá cao so với nguồn điện từ nhiên liệu hóa thạch.
Theo dự báo, đến năm 2030 giá thành sản xuất năng lượng tái tạo sẽ tiếp tục giảm khoảng 30%, hy vọng rằng khi đó việc sản xuất H2 từ năng lượng tái tạo sẽ có cơ hội phát triển bùng nổ.
Một nền kinh tế hydro sẽ xuất hiện như đã xuất hiện nền kinh tế dầu - khí, sẽ buộc phải thay đổi tận gốc những hạ tầng cơ sở của nền kinh tế hóa thạch cùng các hoạt động của con người. Phương thức sản xuất nguồn năng lượng mới không còn là tìm kiếm, thăm dò, khai thác. Phương thức dự trữ, vận chuyển, cung ứng hydro cho các nhu cầu tiêu thụ sẽ buộc phải cấu trúc, xây dựng hạ tầng cơ sở mới. Các động cơ cũng phải được chế tạo theo nguyên lý mới phù hợp nguồn năng lượng hydro. Các tiêu chuẩn kỹ thuật, các qui định an toàn, quy định pháp lý khi sử dụng nguồn năng lượng mới đều phải xây dựng lại.