Nghiên cứu - Trao đổi

Khả năng sản xuất hydro từ nguồn năng lượng tái tạo

Thứ sáu, 18/9/2020 | 09:57 GMT+7
Tại Diễn đàn Công nghệ và Năng lượng Việt Nam năm 2020 vừa diễn ra tại Hà Nội, ông Lê Đình Chiến, Ban Công nghiệp khí và Lọc hóa dầu, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) đã trình bày bài tham luận với chủ đề “Hydro trong xu hướng chuyển dịch năng lượng và khả năng sản xuất hydro từ nguồn năng lượng tái tạo”.

Nhằm mục đích đón đầu xu hướng chuyển dịch năng lượng đang xảy ra trên thế giới và tại Việt Nam, PVN lập báo cáo nghiên cứu nhanh với mục tiêu: đánh giá sơ bộ vai trò của hydro trong bức tranh chuyển dịch năng lượng; khảo sát sơ bộ và đánh giá khả năng sản xuất hydro từ các nguồn tái tạo; xác định sự cần thiết để triển khai các nghiên cứu chi tiết hơn nhằm đón đầu xu hướng công nghệ và đánh giá tính khả thi của việc đầu tư dự án sản xuất hydro tại Việt Nam.

Theo xu hướng chuyển dịch năng lượng toàn cầu từ năng lượng hóa thạch sang các nguồn năng lượng sạch hơn như khí tự nhiên, năng lượng gió, mặt trời. Đặc biệt là tình trạng nóng lên của trái đất đang diễn ra khá nghiêm trọng khiến xu hướng đầu tư cũng đang hướng tới các ngành năng lượng tái tạo. Đến 2050, điện được dự báo sẽ chiếm trên 50% tổng nhu cầu năng lượng, trong đó 63% sẽ đến từ điện mặt trời và điện gió với hiệu suất và giá thành ngày càng cải thiện.

Công nghệ sản xuất hydro từ điện phân nước đã được thương mại hóa và triển khai ở nhiều nơi trên thế giới. Chi phí sản xuất hydrogen - H2 bằng phương pháp điện phân nước có thể cạnh tranh với phương pháp truyền thống (reforming hơi nước khí tự nhiên) nếu có thể giảm được chi phí đầu tư (capex) và giảm giá thành điện đầu vào. Nhờ những cải tiến về kỹ thuật, chi phí sản xuất bằng công nghệ PEM và Alkaline ngày càng trở nên cạnh tranh hơn trong khi các chi phí đầu tư cho cơ sở hạ tầng cũng được dự báo sẽ giảm đáng kể (từ 50 - 80%).

Phát triển các dạng năng lượng tái tạo trong đó có hydrogen sẽ là xu thế tất yếu của thời đại nhằm tạo ra các nguồn năng lượng sạch, giá rẻ, ổn định và bảo vệ môi trường

Sự phát triển của sản xuất điện từ năng lượng tái tạo thậm chí còn có thể dẫn đến giá điện âm. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho giải pháp sản xuất H2 từ điện để giúp cân bằng hệ thống điện lưới, tận dụng các thời điểm giá điện thấp (thấp điểm). Công nghệ điện phân nước biển hiện vẫn chưa được thương mại hóa do khó khăn về kỹ thuật và chi phí rất cao. Các nghiên cứu xoay quanh vấn đề này nhằm giải quyết các vấn đề kỹ thuật và giảm chi phí vẫn đang được triển khai.

Đối với trường hợp của Nhà máy Đạm Cà Mau, việc đầu tư sản xuất hydro từ điện phân nước để tăng công suất của nhà máy, hay từng bước bổ sung nguồn khí thiếu hụt trong tương lai, sẽ cần được xem xét, tính toán cụ thể hiệu quả kinh tế mang lại, trên cơ sở đặc thù giá khí và điều kiện tự nhiên của khu vực.

Đại diện PVN cho biết, kết quả tính toán sơ bộ cho thấy, khi sử dụng H2 thay thế khí tự nhiên cho sản xuất đạm tại Nhà máy đạm Cà Mau, giá H2 sản xuất ra có thể cần thấp hơn khoảng 2 USD/kg H2 để đảm bảo có lợi. Khi tỷ lệ điện tái tạo tăng lên, cùng với việc giảm giá thành các giải pháp tồn chứa (như pin lưu trữ, P2H2…), xem xét đầu tư hệ thống tồn chứa tại các khu vực có nhiều nguồn điện tái tạo. Đối với các nhà máy đạm có phần vốn góp của PVN, khi hàm lượng CO2 trong khí nguyên liệu tăng sẽ cần phải bổ sung nguồn H2 để cân bằng với lượng CO2 tăng lên. Điều này giúp mở ra hướng đi cho các nhà máy đạm có phần vốn góp của PVN, giúp tối ưu chuyển hóa các nguồn khí có hàm lượng CO2 cao (như “permeate gas” từ GPP Cà Mau, khí Lô B, khí Thiên Ưng/Đại Hùng). Cần được xem xét, tính toán cụ thể hiệu quả kinh tế mang lại, trên cơ sở đặc thù giá khí và điều kiện tự nhiên của khu vực.

Ông Lê Đình Chiến kiến nghị có liên hệ/làm việc trực tiếp với các nhà bản quyền công nghệ (khí hóa plasma, phân tách nhiệt, điện phân nước) để hiểu rõ hơn về tiềm năng phát triển/thương mại hóa của các công nghệ. Xem xét xây dựng chương trình nghiên cứu dài hạn về hydro bao gồm sản xuất, tồn chứa, vận chuyển, phù hợp với định hướng dịch chuyển năng lượng đang diễn ra mạnh mẽ trên thế giới và tại Việt Nam. Bên cạnh đó, xem xét xây dựng lộ trình cho phát triển “nền kinh tế hydro” tại Việt Nam.

Lan Anh