Đức và Nhật Bản tăng tốc cuộc đua hydro: BMW, Toyota thử nghiệm giao thông không phát thải

Chuyến thăm Nhật Bản mới đây của Bộ trưởng Giao thông Đức Patrick Schnieder cho thấy Berlin và Tokyo đang nỗ lực đưa hydro ra khỏi giai đoạn thử nghiệm để tiến tới thương mại hóa quy mô lớn. Từ các mẫu xe hydro của BMW và Toyota đến chuỗi cung ứng hydro lỏng xuyên quốc gia, hai nước đang tìm cách xây dựng nền tảng cho một hệ sinh thái năng lượng mới, dù con đường phía trước vẫn còn rất nhiều thách thức.

BMW VÀ TOYOTA TĂNG TỐC PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ PIN NHIÊN LIỆU

Trong chuyến công tác tại Nhật Bản, Bộ trưởng Patrick Schnieder đã đến nhà máy pin nhiên liệu của Toyota bằng chiếc BMW iX5 Hydrogen và rời đi trên mẫu Toyota Crown FCEV. Cả hai mẫu xe đều sử dụng pin nhiên liệu hydro để tạo ra điện năng vận hành động cơ.

Việc lựa chọn phương tiện không chỉ mang tính biểu tượng mà còn phản ánh xu hướng hợp tác ngày càng sâu rộng giữa hai hãng xe hàng đầu thế giới trong lĩnh vực hydro.

BMW và Toyota hiện đang cùng phát triển thế hệ thứ ba của công nghệ truyền động bằng pin nhiên liệu. Theo kế hoạch, hai bên sẽ cùng nghiên cứu các linh kiện và hệ thống nhằm tạo ra bộ pin nhiên liệu nhỏ gọn hơn, hiệu suất cao hơn và phù hợp với sản xuất hàng loạt.

Một số kỹ sư của BMW đã được cử sang Nhật Bản làm việc trực tiếp với Toyota để đẩy nhanh quá trình phát triển công nghệ.

Dù chưa công bố chi tiết kỹ thuật hay sản lượng dự kiến, động thái hợp tác giữa hai hãng cho thấy hydro vẫn được xem là một lựa chọn chiến lược dài hạn bên cạnh xe điện pin.

Phát biểu sau chuyến thăm thành phố Toyota, Bộ trưởng Patrick Schnieder cho rằng hợp tác giữa BMW và Toyota mang ý nghĩa “đột phá” đối với tương lai công nghệ hydro.

Theo ông, việc đưa hydro vào sản xuất quy mô lớn sẽ giúp các nền kinh tế công nghiệp giảm phụ thuộc không chỉ vào nhiên liệu hóa thạch mà cả vào chuỗi cung ứng pin đang tập trung mạnh tại một số quốc gia.

“Chúng ta cần đưa hydro vào sản xuất hàng loạt để không bị phụ thuộc hoàn toàn vào pin và nhiên liệu hóa thạch, đồng thời xây dựng được chuỗi cung ứng đa dạng hơn”, ông Schnieder nhấn mạnh.

ĐỨC VÀ NHẬT BẢN ĐẨY MẠNH HỢP TÁC XÂY DỰNG HỆ SINH THÁI HYDRO

Đức và Nhật Bản đã triển khai quan hệ đối tác năng lượng từ năm 2019, trong đó hydro là một trong những lĩnh vực trọng tâm.

Berlin hiện dự báo nhu cầu hydro xanh sẽ tăng rất mạnh vào năm 2030, đặc biệt trong các ngành công nghiệp tiêu thụ năng lượng lớn như thép, hóa chất, vận tải biển và logistics. Tuy nhiên, Đức khó có khả năng tự đáp ứng đủ nguồn cung trong nước và sẽ phải nhập khẩu lượng lớn hydro từ nước ngoài.

Trong khi đó, Nhật Bản đặt mục tiêu nâng công suất sử dụng hydro lên khoảng 12 triệu tấn mỗi năm vào năm 2040. Tokyo cũng đang thúc đẩy phát triển amoniac như một giải pháp vận chuyển và lưu trữ hydro hiệu quả hơn.

Nhật Bản thậm chí còn có kế hoạch bổ sung amoniac như một loại nhiên liệu chuyển tiếp cho các nhà máy nhiệt điện truyền thống nhằm giảm phát thải carbon trong giai đoạn chuyển đổi năng lượng. Tuy nhiên, chuyến thăm của Bộ trưởng Đức cũng cho thấy phần lớn các dự án hydro hiện nay vẫn mới dừng ở quy mô thử nghiệm hoặc thí điểm.

Tại cảng Kobe, ông Schnieder đã tham quan nhà ga hydro lỏng đầu tiên trên thế giới. Tuy nhiên, cơ sở này hiện chủ yếu phục vụ nghiên cứu và thử nghiệm công nghệ, chưa bước vào vận hành thương mại hoàn chỉnh.

Tại sân bay Kansai ở Osaka, xe buýt và xe nâng chạy bằng pin nhiên liệu hydro cũng mới chỉ hoạt động dưới dạng dự án thí điểm.

Một trong những thách thức lớn nhất hiện nay là chi phí sản xuất hydro xanh vẫn cao hơn đáng kể so với nhiên liệu hóa thạch. Hydro xanh được tạo ra thông qua quá trình điện phân nước bằng điện từ năng lượng tái tạo, đòi hỏi lượng điện lớn cùng hạ tầng kỹ thuật phức tạp. Ngoài ra, việc lưu trữ và vận chuyển hydro cũng khó khăn hơn nhiều so với dầu khí truyền thống do yêu cầu nhiệt độ và áp suất cực cao.

Để giải quyết vấn đề này, Đức và Nhật Bản đang tăng cường hợp tác nhằm xây dựng chuỗi cung ứng hydro quốc tế.

Tháng 9 năm ngoái, Kawasaki Heavy Industries, Toyota, công ty điện lực Kepco, Daimler Truck, nhà cung cấp nhiên liệu MB Energy và Cảng Hamburg đã ký thỏa thuận phát triển chuỗi cung ứng hydro thương mại giữa Nhật Bản và Đức.

Song song với đó, chính phủ hai nước cũng đang tìm kiếm các cơ chế tài chính nhằm hỗ trợ mở rộng sản xuất hydro và hạn chế biến động giá trong giai đoạn đầu.

Nhiều tập đoàn công nghiệp lớn cũng đang tham gia vào cuộc đua công nghệ hydro. Siemens Energy và Toray đang hợp tác cải thiện công nghệ điện phân để giảm chi phí sản xuất hydro xanh. Trong khi đó, Thyssenkrupp Nucera muốn mở rộng hiện diện tại thị trường điện phân của Nhật Bản.

ĐỨC ĐI TRƯỚC TRONG HẠ TẦNG HYDRO, NHẬT BẢN TĂNG TỐC XE TẢI NHIÊN LIỆU SẠCH

Trong lĩnh vực hạ tầng tiếp nhiên liệu, Đức hiện đang có lợi thế rõ rệt so với Nhật Bản, đặc biệt đối với xe thương mại hạng nặng.

Đầu năm nay, chính phủ Đức đã phân bổ khoảng 220 triệu euro để xây dựng tối đa 40 trạm tiếp nhiên liệu hydro trên toàn quốc và hỗ trợ đưa khoảng 400 xe tải chạy hydro vào hoạt động. Daimler Truck cũng đã vận hành trạm tiếp nhiên liệu hydro lỏng đầu tiên dành cho xe tải tại Đức.

Tại Nhật Bản, công ty Fuso - thuộc Daimler - cũng đang thử nghiệm xe tải chạy hydro lỏng. Tuy nhiên, Fuso gần đây đã sáp nhập với Hino, công ty xe thương mại của Toyota, để thành lập liên doanh mới mang tên Archion. Liên doanh này sẽ phải tái cấu trúc chiến lược phát triển xe tải hydro trong bối cảnh công nghệ hydro nén và hydro lỏng đang cạnh tranh song song.

Trước đó, Hino đã giới thiệu mẫu xe tải hạng nặng Profia Z sử dụng pin nhiên liệu từ mẫu xe Toyota Mirai. Tuy nhiên, xe vẫn sử dụng hydro nén thay vì hydro lỏng.

Theo kế hoạch của Đức, đến năm 2030, khoảng 75% số xe thương mại hạng nặng đăng ký mới sẽ sử dụng nhiên liệu không phát thải. “Phần lớn sẽ là xe điện dùng pin, nhưng hydro sẽ chiếm một tỷ trọng đáng kể”, Bộ trưởng Patrick Schnieder nhận định. Trong khi đó, Nhật Bản hiện chưa đưa ra các mục tiêu cụ thể tương tự đối với xe tải hydro.

Daimler hiện muốn đưa hệ thống tiếp nhiên liệu hydro lỏng - được phát triển cùng Linde - vào Nhật Bản thông qua liên doanh Archion nhằm thúc đẩy thị trường xe tải hydro tại nước này. Tuy nhiên, do Nhật Bản hiện mới chỉ có các trạm tiếp nhiên liệu hydro nén nên mẫu xe tải H2FC của Fuso vẫn mới dừng ở cấp độ xe ý tưởng.

Nhiều năm qua, giới công nghiệp vẫn tranh luận về vai trò của hydro trong tương lai giao thông toàn cầu. Xe điện pin hiện chiếm ưu thế rõ rệt nhờ chi phí giảm nhanh, hạ tầng sạc ngày càng mở rộng và hiệu suất năng lượng cao hơn. Trong khi đó, hydro vẫn được đánh giá có tiềm năng lớn trong các lĩnh vực khó điện hóa hoàn toàn như vận tải đường dài, hàng hải, hàng không và công nghiệp nặng.

Các tập đoàn như Toyota, BMW, Daimler hay Kawasaki cho rằng hydro sẽ đóng vai trò bổ sung thay vì cạnh tranh trực tiếp với xe điện pin.

Vấn đề cốt lõi hiện nay là liệu chi phí sản xuất hydro xanh có thể giảm đủ nhanh để cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch và công nghệ pin hay không. Dù còn nhiều rào cản, sự hợp tác giữa Đức và Nhật Bản cho thấy hydro vẫn đang được xem là một trong những mắt xích quan trọng trong chiến lược chuyển đổi năng lượng toàn cầu.