Hydro xanh là gì và công dụng của hydro xanh trong cuộc sống

Là một chất khí không màu, sự thật là khi chúng ta nói về hydro, chúng ta thường sử dụng các thuật ngữ rất sặc sỡ để diễn đạt nó. Nhiều người trong số các bạn đã nghe nói đến hydro xanh lục, xám, xanh lam, …

Màu sắc được gán cho hydro không gì khác hơn là một nhãn dùng để phân loại nó theo nguồn gốc của nó và lượng carbon dioxide thải ra trong quá trình sản xuất. Nói cách khác, một cách dễ hiểu để hiểu nó “sạch” như thế nào:

• Hydro màu nâu: Nó thu được bằng cách khí hóa than, và trong quá trình sản xuất, carbon dioxide được giải phóng. Nó đôi khi được gọi là hydro đen.
• Hydro màu xám: thu được từ quá trình cải tạo khí tự nhiên. Nó hiện là sản lượng dồi dào nhất và rẻ nhất, mặc dù chi phí dự kiến ​​sẽ tăng do giá quyền phát thải carbon dioxide. Việc sản xuất 1 tấn tro H2 sẽ thải ra từ 9 đến 12 tấn CO2.
• Hydro xanh lam: Nó cũng được sản xuất bằng cách cải tạo khí tự nhiên, sự khác biệt là một phần hoặc toàn bộ lượng khí thải CO2 được tránh thông qua hệ thống thu giữ carbon. Sau đó, carbon dioxide này có thể được sử dụng để sản xuất nhiên liệu tổng hợp chẳng hạn.
• Hydro xanh: Nó có được bằng cách điện phân nước sử dụng điện từ các nguồn năng lượng tái tạo. Đây là loại đắt nhất, nhưng khi chi phí năng lượng tái tạo và chất điện phân giảm, giá của nó dự kiến ​​sẽ giảm dần. Một loại hydro xanh khác được sản xuất từ ​​khí sinh học bằng cách sử dụng chất thải chăn nuôi, nông nghiệp và / hoặc đô thị.

Trên thực tế, quá trình sản xuất hydro xanh không hề phức tạp: quá trình điện phân chỉ đơn giản là sử dụng dòng điện để phân hủy nước (H2O) thành oxy (O2) và hydro (H2). Thách thức thực sự là cạnh tranh, đòi hỏi nhiều điện tái tạo giá rẻ (ít nhiều cố định), và công nghệ tế bào điện phân hiệu quả và có thể mở rộng.

Hydro được sản xuất như thế nào?

Ở dạng nguyên tố, hydro đóng vai trò là chất mang năng lượng – tức là có thể vận chuyển năng lượng từ nơi này đến nơi khác, giống như chúng ta làm với nhiên liệu hóa thạch. Có một số phương pháp sản xuất hydro, nhưng chúng ta sẽ thảo luận về 2 phương pháp chính:

Quá trình nhiệt: Phương pháp này thường liên quan đến việc sử dụng nhiệt độ cao trên nhiên liệu hydrocacbon để giải phóng hydro. Quá trình được gọi là cải cách hơi nước được áp dụng cho nhiều loại nhiên liệu hydrocacbon như dầu diesel, khí tự nhiên, than khí hóa hoặc sinh khối.

Quy trình điện phân: Hydro có thể được sản xuất bằng cách tách các phân tử nước trong máy điện phân trong một quá trình gọi là điện phân. Quá trình này ngược lại với những gì xảy ra trong pin nhiên liệu, nơi hydro kết hợp với oxy để tạo thành nước và giải phóng năng lượng. Trong quá trình điện phân, năng lượng được sử dụng để phân tách phân tử nước.

Hydro được sản xuất bằng cách cải cách hơi nước, nhưng không thu được khí nhà kính được tạo ra trong quá trình, vì vậy nó tạo ra khí thải carbon. Than cũng thường được sử dụng để sản xuất khí hydro, sau đó được gọi là hydro đen hoặc nâu. Hydro màu xanh lam được sản xuất từ khí tự nhiên, nhưng CO2 tạo ra trong quá trình sản xuất được thu giữ và lưu trữ vĩnh viễn dưới lòng đất.

Trong sản xuất hydro xanh, hydro vẫn được sản xuất bằng nhiên liệu hóa thạch; tuy nhiên, khí thải từ quá trình này được thu giữ bằng cách thu hồi và lưu trữ carbon công nghiệp (CCS) giúp cho nó sạch hơn so với hydro đen và xám. Hydro xanh là hình thức sản xuất hydro sạch nhất.

Đó là năng lượng được sản xuất từ các nguồn tái tạo – có thể là sự kết hợp giữa thủy điện, gió và năng lượng mặt trời (hydro được sản xuất bằng năng lượng mặt trời đôi khi được gọi là hydro màu vàng). Mặc dù việc lắp đặt chuỗi trang trại năng lượng tái tạo đang gia tăng, nhưng ngày nay chỉ có 0,1% tổng sản lượng hydro thực sự xanh.

Công dụng của hydro xanh

Về lý thuyết, một trong những cách hiệu quả nhất để khử cacbon trong nền kinh tế là cố gắng điện khí hóa toàn bộ hệ thống năng lượng. Tuy nhiên, hiện tại, công nghệ pin và điện không khả thi, tùy thuộc vào ứng dụng. Trong nhiều người trong số họ, hydro xanh có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch, mặc dù không phải tất cả đều quá trưởng thành hoặc đơn giản:

Thay vào đó, hãy sử dụng hydro màu nâu và xám. Bước đầu tiên cần phải thay thế tất cả hydro hóa thạch hiện đang được sử dụng trong công nghiệp, sử dụng các công nghệ phát triển và giảm chi phí. Thách thức không hề nhỏ: nhu cầu toàn cầu về hydro từ sản xuất điện sẽ tiêu thụ 3.600 TWh, nhiều hơn tổng sản lượng điện hàng năm của EU. Đây là những công dụng chính của hydro xanh:

• Công nghiệp nặng. Những người tiêu dùng lớn của các công ty thép, xi măng, hóa chất và các nhiên liệu hóa thạch khác không dễ dàng tiếp cận hoặc khả thi trực tiếp.
• Cửa hàng năng lượng. Đây chắc chắn là một trong những ứng dụng hứa hẹn nhất của hydro: như một hệ thống lưu trữ năng lượng theo mùa. Với sự phổ biến ngày càng tăng của năng lượng tái tạo, chúng ta sẽ thấy rằng chi phí điện thực sự rất rẻ, thậm chí sẽ có thặng dư vì không có nơi để tiêu thụ. Đây là lúc hydro sẽ phát huy tác dụng, có thể được sản xuất với giá rẻ và sau đó được sử dụng theo yêu cầu cho bất kỳ ứng dụng nào, có thể là sản xuất điện hoặc bất kỳ ứng dụng nào khác.
• Gây xúc động mạnh. Không nghi ngờ gì nữa, vận tải là một trong những ứng dụng hứa hẹn nhất của hydro. Trong lĩnh vực vận tải hạng nhẹ ngày nay, pin đang chiếm ưu thế trong cuộc cạnh tranh, nhưng một số nhà sản xuất (đặc biệt là Nhật Bản) vẫn tiếp tục phát triển các mẫu pin nhiên liệu của họ và kết quả ngày càng hứa hẹn.
• Sưởi. Hệ thống sưởi trong nhà và công nghiệp là một lĩnh vực không phải lúc nào cũng có thể sử dụng điện (không phải lúc nào máy bơm nhiệt cũng là một lựa chọn), và hydro có thể là một giải pháp một phần. Ngoài ra, cơ sở hạ tầng hiện có (chẳng hạn như mạng lưới khí đốt tự nhiên) có thể được sử dụng để tăng nhu cầu. Trên thực tế, việc trộn tới 20% thể tích hydro trong mạng lưới khí đốt tự nhiên hiện có đòi hỏi phải có những sửa đổi tối thiểu đối với mạng lưới hoặc thiết bị của người dùng cuối.

Hydro xanh đóng vai trò vô cùng quan trọng trong ngành năng lượng cũng như công nghiệp nặng đang dần quan tâm hơn về vấn đề biến đổi khí hậu. Hy vọng qua bài viết này của Thiết Bị Điện Goldsun đã giúp quý bạn đọc có thêm những kiến thức thú vị trong cuộc sống.