Hydrogen xanh và Power-to-X đang trở thành giải pháp thay thế nhiên liệu hóa thạch, giúp giảm phát thải và thúc đẩy nền kinh tế carbon thấp. Tìm hiểu cơ hội và thách thức cho Việt Nam.

 

Bối cảnh toàn cầu: Tìm kiếm giải pháp thay thế nhiên liệu hóa thạch

Nhiên liệu hóa thạch – than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên – từ lâu đã đóng vai trò trụ cột cho sự phát triển công nghiệp và đô thị hóa. Tuy nhiên, chúng cũng là nguồn phát thải lớn nhất của khí nhà kính, chiếm gần 75% lượng CO₂ toàn cầu. Sự phụ thuộc quá mức vào nhiên liệu hóa thạch không chỉ làm trầm trọng biến đổi khí hậu mà còn đặt các quốc gia vào thế rủi ro an ninh năng lượng do giá cả biến động.

Trong bối cảnh đó, thế giới đang ráo riết tìm kiếm các giải pháp thay thế. Bên cạnh năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió, thủy điện, một hướng đi tiềm năng đang nổi lên: hydrogen xanh (green hydrogen) và Power-to-X (PtX). Đây không chỉ là nhiên liệu sạch mà còn là công nghệ “cầu nối”, cho phép lưu trữ, vận chuyển và ứng dụng năng lượng tái tạo ở nhiều lĩnh vực khác nhau.

Hydrogen xanh: Nhiên liệu của nền kinh tế không carbon

► Hydrogen là gì?

"Hydrogen (H₂) là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, nhưng không tồn tại tự do trên Trái đất mà phải được tách ra từ các hợp chất khác, chủ yếu là nước và khí tự nhiên."

Hiện nay có ba loại hydrogen phổ biến:

• Hydrogen xám (grey hydrogen): sản xuất từ khí tự nhiên, phát thải CO₂ trực tiếp.

• Hydrogen xanh lam (blue hydrogen): cũng sản xuất từ khí tự nhiên nhưng kết hợp công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon (CCUS).

• Hydrogen xanh (green hydrogen): sản xuất bằng điện phân nước sử dụng năng lượng tái tạo, hoàn toàn không phát thải.

  

► Lợi thế của hydrogen xanh

Hydrogen xanh được coi là nhiên liệu của tương lai vì các đặc tính:

• Không phát thải khi sử dụng, chỉ sinh ra nước.

• Có mật độ năng lượng cao, phù hợp cho các ngành khó điện khí hóa như thép, xi măng, hóa chất, hàng không và vận tải biển.

• Có thể lưu trữ và vận chuyển dưới dạng khí nén, lỏng hoặc hợp chất (amoniac, methanol).

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), nhu cầu hydrogen toàn cầu có thể tăng gấp 6 lần vào năm 2050, trong đó hydrogen xanh chiếm tỷ trọng chủ đạo.

Power-to-X: Cầu nối của nền kinh tế năng lượng tái tạo

Power-to-X (PtX) là khái niệm chỉ các công nghệ chuyển đổi điện tái tạo thành các dạng năng lượng khác để lưu trữ, vận chuyển hoặc sử dụng trong công nghiệp. “X” có thể là hydrogen, nhiên liệu tổng hợp, amoniac, methanol hoặc hóa chất.

Các ứng dụng chính của PtX:

• Power-to-Hydrogen (PtH₂): điện phân nước thành hydrogen.

• Power-to-Ammonia (PtNH₃): sử dụng hydrogen xanh và nitrogen để sản xuất amoniac xanh, ứng dụng trong phân bón và nhiên liệu hàng hải.

• Power-to-Methanol (PtMeOH): kết hợp hydrogen xanh với CO₂ thu giữ để tạo methanol xanh.

• Power-to-Liquids (PtL): sản xuất nhiên liệu lỏng tổng hợp thay thế dầu mỏ, sử dụng cho hàng không và vận tải đường dài.

Điểm nổi bật của PtX là giúp tích hợp sâu năng lượng tái tạo vào nền kinh tế, giải quyết bài toán gián đoạn của điện mặt trời và điện gió. Nó cho phép lưu trữ năng lượng theo mùa, quy mô lớn – điều mà pin lithium khó đáp ứng.

Xu hướng phát triển và triển khai trên thế giới

Nhiều quốc gia đã xác định hydrogen xanh và PtX là trụ cột cho chiến lược năng lượng:

• Liên minh châu Âu (EU): thông qua chiến lược Hydrogen 2020 với mục tiêu sản xuất 10 triệu tấn hydrogen xanh vào năm 2030. Đức đầu tư mạnh vào công nghệ Power-to-Ammonia để phục vụ ngành hóa chất và vận tải biển.

• Nhật Bản & Hàn Quốc: tiên phong trong việc phát triển xe chạy bằng pin nhiên liệu hydrogen và nhập khẩu amoniac xanh để giảm phát thải trong sản xuất điện.

• Mỹ: thông qua Đạo luật Giảm lạm phát (IRA) 2022 với gói tín dụng thuế lớn cho hydrogen xanh và nhiên liệu tổng hợp.

• Trung Đông (UAE, Ả Rập Saudi): đầu tư hàng chục tỷ USD vào dự án sản xuất hydrogen xanh và amoniac xanh, hướng tới xuất khẩu toàn cầu.

  

Sự cạnh tranh toàn cầu này đang tạo ra một chuỗi giá trị hydrogen mới, từ sản xuất, vận chuyển, lưu trữ đến tiêu thụ, tương tự như sự hình thành của ngành dầu khí trong thế kỷ 20.

Triển vọng và thách thức cho Việt Nam

► Cơ hội

Việt Nam có tiềm năng rất lớn để phát triển hydrogen xanh và PtX:

• Nguồn năng lượng tái tạo dồi dào (điện gió ngoài khơi, điện mặt trời).

• Vị trí địa lý thuận lợi cho xuất khẩu hydrogen/amoniac sang Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc.

• Nhu cầu giảm phát thải trong các ngành thép, xi măng, hóa chất, vận tải biển ngày càng tăng.

Nếu khai thác tốt, Việt Nam có thể trở thành trung tâm sản xuất và xuất khẩu hydrogen xanh tại châu Á, đồng thời giảm phụ thuộc vào nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch.

► Thách thức

• Chi phí cao: Giá thành hydrogen xanh hiện gấp 2–3 lần hydrogen xám.

• Cơ sở hạ tầng hạn chế: Thiếu hệ thống lưu trữ, vận chuyển và cảng chuyên dụng.

• Khung pháp lý chưa hoàn thiện: Việt Nam chưa có chiến lược quốc gia riêng cho hydrogen và PtX.

• Công nghệ và nhân lực: Cần đầu tư lớn cho nghiên cứu và đào tạo.

► AHP GROUP - Tiết kiệm năng lượng, kiến tạo tương lai xanh!