10 năm tới, nền kinh tế hydrogen sạch sẽ không còn là giấc mơ

Khoản tín dụng thuế này sẽ thúc đẩy các nhà sản xuất hydrogen phát triển các phương pháp thân thiện với môi trường để tổng hợp hydrogen, vốn được sử dụng trong sản xuất phân bón và các quy trình công nghiệp khác. Tuy nhiên, nó cũng có thể tạo động lực cho rất nhiều công ty đang tìm cách sử dụng hydrogen sạch để thay thế cho nhiên liệu hóa thạch trong các lĩnh vực như vận tải biển, hàng không, công nghiệp nặng, và như một cách để lưu trữ và vận chuyển năng lượng.

Theo Trung tâm Chính sách Năng lượng Toàn cầu tại Đại học Columbia, 98% hydrogen hiện nay được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, “mọi nhà sản xuất hydrogen đều đang tích cực tìm hiểu các phương pháp giúp sản xuất hydrogen sạch”, Elina Teplinsky, luật sư và là người phát ngôn của Sáng kiến ​​Hydrogen Hạt nhân, một nhóm chuyên về thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp hydrogen hạt nhân, giải thích.

Dự luật này sẽ thúc đẩy sử dụng công nghệ thu giữ carbon để giảm lượng khí thải carbon từ việc tạo ra hydrogen trở nên khả thi hơn về mặt kinh tế.

Đến 2050, 60-80% sản lượng hydrogen sẽ được tổng hợp từ nguồn năng lượng tái tạo, theo một báo cáo về ngành công nghiệp hydrogen được công bố bởi Hội đồng Hydrogen phối hợp với McKinsey & Co. 

Cũng theo báo cáo, quá trình chuyển đổi này sẽ rất tốn kém - từ 7 nghìn tỷ đến 8 nghìn tỷ USD cho đến năm 2050. Tuy nhiên, nếu xét về mặt tích cực, đến thời điểm đó, nền kinh tế hydrogen đã có thể tạo ra khoảng 3 nghìn tỷ USD doanh thu hàng năm.

HYDROGEN ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỂ LÀM GÌ VÀ CÓ THỂ CHỐNG LẠI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU NHƯ THẾ NÀO?

Hiện nay, khoảng một nửa sản lượng hydrogen được sử dụng để sản xuất phân bón và amoniac, phần còn lại được sử dụng trong các nhà máy sản xuất và lọc hóa dầu. “Cú hích” hydrogen sạch được thúc đẩy bởi nhu cầu khử carbon trong nhiều ngành công nghiệp cũng như nhu cầu sử dụng hydrogen đang mở rộng. Ứng dụng công nghiệp, chiếm phần lớn nhu cầu hydrogen hiện tại, sẽ chỉ chiếm 15% tổng nhu cầu hydrogen đến năm 2050.

Các doanh nhân cũng tin rằng hydrogen có thể hữu ích trong việc khử carbon trong một số lĩnh vực lớn của nền kinh tế như vận tải đường dài và các quy trình công nghiệp bao gồm sản xuất sắt thép, vận chuyển hàng hóa hàng hải và hàng không.

Emily Kent, Giám đốc Hoa Kỳ về nhiên liệu không carbon tại Clean Air Task Force, một tổ chức phi lợi nhuận toàn cầu về khí hậu, nói với CNBC: “Nếu không phải vì biến đổi khí hậu, chúng tôi chưa chắc sẽ mở rộng tới những hoạt động như vậy”.

Theo báo cáo của Hội đồng Hydrogen/McKinsey, mục đích sử dụng cuối lớn nhất của hydrogen đến năm 2050 là giao thông, bao gồm vận tải đường bộ hạng nặng, bay đường dài và vận chuyển container. Trong trường hợp này, hydrogen sẽ sản xuất điện thông qua pin nhiên liệu, trong đó các nguyên tử hydrogen và nguyên tử oxy được kết hợp trong một phản ứng điện hóa để tạo ra điện, nhiệt và nước.

Kent giải thích rằng các phương tiện chạy bằng pin điện hiện nay không thể đáp ứng được nhu cầu này vì để pin có thể tích trữ đủ cho những chuyến đi đường dài sẽ rất nặng và mất rất nhiều thời gian để sạc. Một bình hydrogen và pin nhiên liệu sẽ nhẹ hơn, chiếm ít không gian hơn và có thời gian nạp nhiên liệu tương tự như xăng hoặc dầu diesel. Tuy nhiên ở thời điểm hiện tại chưa có bước đột phá mới nào cho công nghệ pin hydrogen.

Hydrogen cũng có thể được đốt để sản xuất điện trong tuabin, tương tự như khí ga. Hiện tại, để tạo ra khí đốt cho tuabin, có thể pha trộn tới 20% hydrogen với khí đốt tự nhiên trong các tuabin thông thường mà không cần thực hiện bất kỳ thay đổi cơ sở hạ tầng nào. Tuy nhiên đối với mức % hydrogen cao hơn hoặc thuần hydrogen, vẫn cần có sự thay đổi và thích ứng về cơ sở vật chất, và có nhiều doanh nghiệp đang quan tâm về mảng này.

Hydrogen có thể là một cách để lưu trữ năng lượng, điều này sẽ trở nên quan trọng khi năng lượng tái tạo như gió và mặt trời được tăng cường và triển khai trên khắp đất nước. Năng lượng gió và mặt trời không hoạt động khi điều kiện tự nhiên không cho phép, do đó, năng lượng phải được tích trữ bằng cách khác để có nguồn cung cấp liên tục. Trong khi đó, công nghệ pin đang được phát triển mạnh mẽ, nhưng mức độ phát triển vẫn chưa đủ để có thể lưu trữ năng lượng đủ lâu để dự phòng đủ cho một lưới điện tái tạo hoàn toàn. Khi đó, hydrogen có thể là một lựa chọn phù hợp.

Hydrogen sạch cũng có thể thay thế than cốc, vốn là một phần quan trọng của quá trình sản xuất thép, một ngành công nghiệp phát thải nặng và là thách thức lớn trong vấn đề khử carbon. Theo báo cáo của Hội đồng Hydrogen / McKinsey, hydrogen sạch sẽ cần thiết cho các quy trình công nghiệp đòi hỏi nhiệt độ cực cao (trên 400°C) như các nhà máy xi măng, sản xuất thủy tinh và nấu chảy nhôm.

NHỮNG LỢI ÍCH CỦA DỰ LUẬT MỚI 

Tín dụng thuế trong IRA có hiệu lực trong vòng 10 năm và quy mô tùy thuộc vào mức độ “sạch” của quá trình sản xuất hydrogen. Nếu hydrogen được sản xuất mà hoàn toàn không giải phóng khí thải carbon, thì khoản tín dụng thuế tối đa là 3 USD cho mỗi kg hydrogen được sản xuất. Sau đó, quy mô giảm dần theo tỷ lệ dựa trên lượng khí thải ra, miễn là ít hơn các kỹ thuật sản xuất hiện tại.

Khoản tín dụng 3 USD/kg khiến hydrogen hạt nhân có tính cạnh tranh cao hơn hydrogen được sản xuất từ ​​nhiên liệu hóa thạch. Mục tiêu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ là giảm chi phí hydrogen sạch xuống 1 USD/kg trong vòng một thập kỷ.

Đối với những trường hợp đã và đang sử dụng hydrogen sạch, khoản tín dụng thuế được đưa vào dự luật khí hậu sẽ giúp các công ty có cơ hội tham gia thị trường sản xuất hydrogen sạch mà không bị thua lỗ. “Họ có thể quay lại với các cổ đông của mình, và họ có thể nói ‘Hãy nhìn xem, chúng ta có thể làm điều này một cách kinh tế - ngay hôm nay. Chúng ta không cần phải dự đoán lỗ trong 5 năm tới để thâm nhập thị trường này, mà thực sự có thể tham gia, hoặc ít nhất nó sẽ trở thành một dự án hòa vốn trong tương lai gần”, Teplinsky nói.