Hydrogen xanh - nguồn nhiên liệu sạch

Hydrogen xanh được đánh giá một nguồn nhiên liệu sạch được sản xuất từ công nghệ điện phân nước sử dụng năng lượng tái tạo - sẽ góp phần hướng đến mục tiêu giảm phát thải và phát triển kinh tế. Hydrogen xanh dự kiến sẽ sử dụng trong các ngành công nghiệp vốn sử dụng nhiên liệu hydrogen xám hoặc lam như: dầu khí, hóa chất, công nghiệp sản xuất thép và đặc biệt là giao thông vận tải.

Hydrogen xanh được đánh giá một nguồn nhiên liệu sạch

Hiện nay, nhiều quốc gia trên thế giới như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc… đã công bố chiến lược phát triển hydrogen xanh với mục tiêu cụ thể trong trung, dài hạn như một giải pháp hướng tới mục tiêu giảm phát thải, hạn chế tác động tới hiện tượng nóng lên toàn cầu.

Tại châu Âu, thị trường hydrogen đang được hình thành và được coi là nguồn nhiên liệu ưu tiên phát triển hàng đầu nhằm đạt được Thỏa thuận Xanh. Hydrogen được nghiên cứu ứng dụng để hình thành kho dự trữ năng lượng tái tạo theo mùa, tăng cường ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp, vận tải và cơ sở hạ tầng khí tự nhiên.

Về mặt chi phí, một nghiên cứu của tổ chức DNV đã chỉ ra rằng việc sử dụng hydrogen và các khí xanh khác sẽ tiết kiệm cho châu Âu 130 tỷ euro một năm vào năm 2050 và Thỏa thuận Xanh Châu Âu sẽ khó hiện thực hóa nếu không có hydrogen và các khí xanh khác.

Hydrogen có thể đóng vai trò dự trữ năng lượng vì ở nhiều quốc gia, nhu cầu sưởi ấm lúc cao điểm lớn hơn nhiều nhu cầu điện vào giai đoạn cao điểm. Do vậy hydrogen có thể được lưu trữ theo mùa và phân phối trong đường ống khí đốt, giảm nhu cầu gia cố lưới điện tốn kém.

Đánh giá về khả năng tạo việc làm từ ngành sản xuất hydrogen, tổ chức Navigant kết luận rằng việc sản xuất 1.710 TWh/năm hydrogen xanh sẽ tạo ra khoảng 1 triệu việc làm ở châu Âu vào năm 2050. Dưới góc độ của người tiêu dùng, việc chuyển đổi từ sử dụng gas sang hydrogen sẽ ít gây gián đoạn hơn cho các hộ tiêu dùng công nghiệp, thương mại và dân cư, đặc biệt là biomethane không yêu cầu bất kỳ sự thay đổi nào đối với người tiêu dùng.

Cơ hội nào cho Việt Nam?

Ở Việt Nam, hydrogen hiện được sử dụng trong vai trò nhiên liệu đầu vào cho sản xuất ở các ngành công nghiệp, trong đó được sử dụng nhiều nhất trong lọc dầu, hóa chất, sản xuất phân đạm và gang thép.

Năm 2020, theo đánh giá của Viện Nghiên cứu Dầu khí, các nhà máy sản xuất phân đạm sử dụng khoảng 316.000 tấn hydrogen, các nhà máy lọc dầu Dung Quất và Nghi Sơn tiêu thụ lần lượt là 39.000 tấn và 139.000 tấn/năm. Việt Nam có nguồn hydrogen xám và lam, được sản xuất ngay tại các nhà máy bằng công nghệ nhiệt hóa nguồn khí tự nhiên từ các mỏ PM3-CAA, bể Cửu Long, bể Nam Côn Sơn, mỏ Bạch Hổ, Tê Giác Trắng, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Rạng Đông, Đàn Đáy, Báo Vàng...

GS. David Cebon, Đại học Cambridge, Anh đánh giá, Việt Nam có nguồn năng lượng phong phú như mặt trời, gió (trên bờ và ngoài khơi), thủy điện để sản xuất điện tái tạo. Cơ cấu nguồn phát tốt nhất của Việt Nam trong tương lai là năng lượng tái tạo chiếm vai trò chủ đạo, qua đó đạt được tự chủ năng lượng. Điều này cũng thúc đẩy chuyển dịch năng lượng diễn ra nhanh nhất, rẻ nhất và ít phát thải CO2 nhất.

Trong ngắn hạn và trung hạn, nước ta vẫn có đủ nguồn khí tự nhiên để sản xuất hydrogen xám và lam nhưng trong dài hạn thì sẽ gặp nhiều khó khăn về nguồn cung.

Theo tiến trình khai thác, sản lượng khí từ các mỏ trên giảm dần và dự kiến sẽ suy kiệt sau năm 2035, dù có thể bổ sung nguồn hydrogen lam khi các dự án LNG đi vào hoạt động nhưng trở ngại lớn hiện nay là thị trường năng lượng bất ổn, giá cao.

Trong bối cảnh Việt Nam hướng tới nền kinh tế carbon thấp để thực hiện mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, sản xuất hydrogen xanh nội địa được xem là một trong những giải pháp quan trọng của quá trình chuyển dịch năng lượng. Hydrogen xanh sẽ góp phần đa dạng hóa nguồn năng lượng, giúp gia tăng độ linh hoạt của hệ thống điện, đồng thời có triển vọng cung cấp nhiên liệu trong sản xuất công nghiệp và vận tải.

Phát triển hydrogen được đề cập đến trong một vài chính sách như Quyết định số 1658/QĐ-TTg năm 2021 phê duyệt Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh giai đoạn 2021-2030, tầm nhìn 2050 và Quyết định số 888/QĐ-TTg ngày 25/7/2022 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề án về những nhiệm vụ, giải pháp triển khai kết quả Hội nghị lần thứ 26 các bên tham gia Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu.

Các chính sách được hình thành theo Nghị quyết số 55-NQ/TW ngày 11/02/2020 của Bộ Chính trị về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045. Mục tiêu giảm phát thải của ngành năng lượng, giao thông vận tải, công nghiệp và các ngành khác vào năm 2050 sẽ hình thành nhu cầu tiêu thụ hydrogen xanh và tạo động lực để phát triển ngành công nghiệp này ở Việt Nam.

TS. Phạm Duy Hoàng, Chuyên gia nghiên cứu, VIETSE chia sẻ: “Việt Nam có tiềm năng phát triển hydrogen xanh từ nguồn năng lượng tái tạo dồi dào. Hydrogen xanh là năng lượng sạch, có thể thay thế nguồn nhiên/nguyên liệu hóa thạch đang được sử dụng trong một số ngành sản xuất công nghiệp và giao thông vận tải, góp phần vào quá trình chuyển dịch năng lượng. Phát triển công nghiệp hydrogen xanh trong tương lai không chỉ đóng góp vào mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính mà còn giúp Việt Nam hướng tới một nền kinh tế carbon thấp”.

Tuy nhiên, cho đến nay, Việt Nam chưa công bố mục tiêu hoặc kế hoạch cụ thể về việc phát triển hydrogen xanh. Dựa theo mục tiêu giảm phát thải của các lĩnh vực, hiệu quả kinh tế, mức độ sẵn sàng về công nghệ và cơ sở hạ tầng tương ứng tại Việt Nam, Sáng kiến về Chuyển dịch Năng lượng Việt Nam (VIETSE) xây dựng 03 kịch bản phát triển hydrogen.

Cụ thể, Kịch bản 1 (kịch bản chính sách hiện hành) được tính toán dựa trên các chính sách của chính phủ về lộ trình giảm phát thải ở từng ngành công nghiệp, vận tải, năng lượng; Kịch bản 2 (kịch bản độ trễ công nghệ) được tính toán dựa trên xu hướng phát triển công nghệ trên thế giới, khả năng của Việt Nam và nhu cầu thị trường nội địa; Kịch bản 3 (kịch bản tăng tốc) đặt ra tham vọng Việt Nam sẽ song hành với sự phát triển công nghệ và đủ nội lực để sản xuất hydrogen đáp ứng nhu cầu nội địa và xuất khẩu.

Theo đó vào năm 2050, mỗi năm Việt Nam sẽ có nhu cầu tương ứng 58,3 triệu tấn hydrogen sạch (kịch bản chính sách hiện hành); 4,4 triệu tấn hydrogen sạch (kịch bản độ trễ công nghệ) và 9,17 triệu tấn hydrogen sạch (kịch bản tăng tốc). Các chuyên gia tham dự tọa đàm chỉ ra rằng nhu cầu hydrogen trong kịch bản chính sách hiện hành cao hơn khả năng cung ứng được đưa ra trong dự thảo Quy hoạch năng lượng quốc gia. Với Việt Nam, hydrogen xanh nên được ưu tiên sử dụng trong các ngành sản xuất công nghiệp (phân đạm, lọc dầu, thép, xi măng), giao thông (xe tải đường dài, xe khách, vận tải biển và hàng không), năng lượng (nguồn phát linh hoạt), và để xuất khẩu.

Để hiện thúc đẩy phát triển hydrogen xanh đến năm 2030, theo các chuyên gia, Việt Nam cần xây dựng các chính sách, quy định, hướng dẫn cho phát triển hydrogen xanh; Thực hiện các dự án thí điểm. Đồng thời, xây dựng chính sách khuyến khích sản xuất, sử dụng hydrogen xanh; phát triển cơ sở hạ tầng và chuỗi cung ứng. Xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật, hướng dẫn về an toàn trong sản xuất, lưu trữ và vận chuyển hydrogen.

Bên cạnh các cơ hội phát triển ngành công nghiệp hydrogen xanh ở Việt Nam, các chuyên gia cũng cho rằng việc phát triển công nghiệp hydrogen tại Việt Nam đối diện với nhiều thách thức như chính sách hiện hành chưa hoàn thiện, cơ sở hạ tầng chưa phát triển đồng bộ và nguồn lực về tài chính, nhân lực và công nghệ. Việt Nam cần các chính sách đột phá, thí điểm nghiên cứu ứng dụng công nghệ và các giải pháp khuyến khích nguồn lực phù hợp và đồng bộ nhằm hình thành chuỗi cung ứng hydrogen xanh hoàn chỉnh cho quốc gia.