Hydro là nguyên tố hóa học không hề xa lạ, cấu thành 90% vật chất của vũ trụ, góp phần duy trì sự sống trên Trái Đất. Dù thế, việc phát triển “mỏ vàng” này cũng không dễ dàng.
Khí hydro không màu, không mùi, nhẹ và dễ cháy, dễ dàng phản ứng hóa học với các nguyên tố hóa học khác, đặc biệt là oxy, để sản sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt năng hoặc điện năng. Chính vì những đặc tính trên, quá trình sản xuất và ứng dụng hydro đã có một lịch sử dài phát triển, đặc biệt trong ngành công nghiệp sản xuất, vận tải…
Gần đây, sự quan tâm dành cho dạng năng lượng này ngày một gia tăng với sự ra đời của nhiều phương pháp sản xuất mới, mang thiên hướng thân thiện với môi trường. Chúng ta hãy cùng nhìn lại những lợi ích mà hydro mang lại cho cuộc sống loài người dưới dạng một nguồn năng lượng đầy tiềm năng:
Không phát thải khí nhà kính
Lợi ích cơ bản nhất giúp đẩy mạnh nhu cầu sử dụng nhiên liệu hydro tới từ khả năng thay thế nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, mục tiêu này chỉ có thể đạt được khi hydro được khai thác đúng cách.
Hydro sẽ được cho phản ứng với oxy để tạo ra điện với phụ phẩm là nước và nhiệt lượng. Giải pháp này được cho là tối ưu hơn nhiều so với động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Do đó, nếu được ứng dụng rộng rãi, nhiên liệu hydro sẽ giúp kéo giảm phát thải khí nhà kính, tác nhân chính gây ra hiện tượng nóng lên toàn cầu.
Nhiều quốc gia trên thế giới đặt mục tiêu trung hòa khí nhà kính vào năm 2050. Mục tiêu này được coi là một thách thức lớn nếu như những nguồn năng lượng tái tạo mới không được phát hiện, được tận dụng và khai thác.
Hiện tại, công nghệ điện mặt trời và điện gió vẫn chưa đủ tối ưu để thay thế hoàn toàn than đá, dầu mỏ… đặc biệt trong các ngành công nghiệp nặng. Chính vì lý do đó, nhiên liệu hydro được kỳ vọng chính là lời giải cho “bài toán” nói trên.
Góp phần đảm bảo an ninh năng lượng
Hydro có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu có sẵn có khác nhau, trong đó bao gồm nhiên liệu hóa thạch như than đá, khí thiên nhiên… cũng như các nguồn năng lượng tái tạo như gió, mặt trời. Đây là nguồn nguyên liệu mà hầu như toàn bộ các quốc gia trên thế giới đều có sẵn mà không cần nhập khẩu từ nước ngoài. Vì vậy, họ có thể tự chủ trong hoạt động sản xuất hydro.
Ngoài ra, hydro còn có khả năng “tích trữ” năng lượng, đồng nghĩa với việc có thể lưu trữ được lâu dài và có thể được sử dụng trong những khoảng thời gian không có nắng và gió…
Hiệu suất năng lượng tối ưu
Một lợi ích khác của nhiên liệu hydro là hiệu suất năng lượng cao. Như đã đề cập ở trên, khi được sử dụng trong các tấm pin năng lượng, nhiên liệu hydro sẽ phản ứng với oxy để tạo ra điện và phụ phẩm là hơi nước. Quy trình này mang lại một số lợi thế so với động cơ đốt trong truyền thống:
Mật độ năng lượng cao: Điều đó đồng nghĩa với việc nhiên liệu hydro có thể sở hữu lượng năng lượng lớn hơn trên cùng một đơn vị thể tích.
Trọng lượng nhẹ: Các tấm nhiên liệu hydro có trọng lượng nhẹ hơn sản phẩm pin sử dụng trên các dòng xe chạy điện, qua đó giúp giảm trọng lượng chung của phương tiện, tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng.
Hiệu năng nhiệt lớn: Các tấm nhiên liệu hydro giúp chuyển hóa một tỷ lệ cao hơn các năng lượng hóa học trong hydro thành điện so với động cơ đốt trong thông thường.
Bên cạnh đó, hydro còn có thể được sản xuất, lưu trữ, vận chuyển thông qua hạ tầng vận chuyển khí thiên nhiên (LNG) sẵn có, giúp tiết giảm chi phí đầu tư mới.
Mức độ an toàn cao
Tỷ trọng thấp và khả năng khuếch tán nhanh cho phép hydro nhanh hòa tan vào khí quyển nếu như có sự rò rỉ xảy ra. Đặc biệt, với tính chất không độc và không ăn mòn, trong trường hợp hydro thoát ra ngoài môi trường, chúng sẽ bay hơi gần như hoàn toàn, không mang lại mối nguy hại nào đối với sức khỏe con người.
Việc sử dụng nhiên liệu hydro cũng tiện lợi như khi sử dụng xăng trên các phương tiện giao thông. Thời gian đổ đầy một bình nhiên liệu hydro chỉ mất vài phút, thay vì nhiều giờ nạp điện. Ngoài ra, pin năng lượng hydro có độ bền cao hơn so với thông thường, đặc biệt trong các điều kiện khắc nghiệt.
Từ những tiềm năng và lợi ích nói trên, hydro được coi là tâm điểm chiến lược phát triển năng lượng tại nhiều quốc gia, khu vực trên toàn thế giới. Liên minh châu Âu (EU) đặt mục tiêu hoàn thiện mạng lưới cung cấp nhiên liệu hydro trên toàn bộ gần 30 quốc gia thành viên vào năm 2030.
Ngoài EU, hàng chục các quốc gia cũng đã ban hành chiến lược phát triển năng lượng hydro, bằng chứng cho thấy dạng năng lượng này đang có sức hút vô cùng mạnh mẽ và sẽ hình thành một xu hướng năng lượng thế hệ mới trong tương lai gần.
Hoàng Đại
