Thiết kế đồ họa của nhà máy điện chạy bằng hydro được đề nghị xây dựng ở Bán đảo Eyre Peninsula, tiểu bang Nam Úc. (Đã cung cấp)

NAM ÚC - Các chuyên gia về nguồn năng lượng sạch cho biết một dự án sản xuất hydro gần Whyalla, trên Bán đảo Eyre, tiểu bang Nam Úc, có thể giúp đưa ra câu trả lời về cách thức thực hiện tốt nhất quá trình sản xuất và lưu trữ năng lượng hydro.

Giá điện và giá khí đốt tăng cao đã khiến quốc gia chú ý đến nguồn năng lượng, nhưng ngay cả trước khi xảy ra cuộc khủng hoảng năng lượng hiện tại, các doanh nghiệp lớn và chính phủ đã bắt đầu chuyển sự chú ý sang hydro như một trong những câu trả lời để đáp ứng nhu cầu về năng lượng sạch và đáng tin cậy.

Tony Wood, Giám đốc chương trình về năng lượng và biến đổi khí hậu tại Học Viện Grattan, cho biết một trong những lợi ích chính của dự án này là thực sự thử nghiệm công nghệ.

Ông nói "Chưa có ai thực sự làm điều này ở bất kỳ đâu trên thế giới."

Vậy nó sẽ hoạt động như thế nào? Và nó có thể được sử dụng như thế nào để giúp thế giới đang khát khát năng lượng của chúng ta? Chúng ta hãy xem xét.

Làm thế nào để bạn có được hydro?

Về cơ bản, bạn thu được hydro bằng cách tách hydro ra khỏi oxy từ trong nước (H2O).

Điều này được thực hiện thông qua một quá trình được gọi là điện phân, đưa một dòng điện vào nước và gây ra phản ứng hóa học.

Oliver Yates cho biết năng lượng mặt trời dồi dào, nếu không sẽ bị lãng phí, có thể được sử dụng để sản xuất hydro. (Cung cấp: Oliver Yates)

Oliver Yates, cựu giám đốc điều hành của công ty Clean Energy Finance Corporation, hiện đang làm việc tại tập đoàn Sentient Impact Group, giải thích về điều đó như sau:

“Quá trình thu hydro bắt đầu đơn giản như một cốc nước ... đập cốc nước bằng năng lượng tái tạo tuyệt vời, điện hóa hiệu quả cho cốc nước này, và quá trình điện hóa đó sẽ tách oxy ra và chúng ta thu được hydro."

Quá trình này nghe có vẻ không hiệu quả về năng lượng, nhưng các máy điện phân sẽ chạy bằng điện sản xuất từ từ ánh mắt mặt trời.

Và đôi khi, tiểu bang Nam Úc tạo ra quá nhiều điện từ mặt trời, đến mức các tấm quang năng phải được tắt đi nhiều lần.

Ông Yates cho biết việc có một máy điện phân để hấp thụ lượng điện thừa đó và sản xuất hydro là chính xác những gì cần thiết khi có quá nhiều điện được sản xuất từ các tấm quang năng.

Ông nói "Hiện tại, năng lượng thực sự bị lãng phí, và chúng ta thực sự có thể sử dụng nó làm việc khác.”

Năng lượng mặt trời dư thừa thường được tạo ra vào giữa ngày, và ông Yates nói rằng đó là khi các máy điện phân được cho hoạt động.

Anh cho biết các máy điện phân này cũng có khả năng tắt ngay tức khắc khi cần thiết.

Tuy nhiên, ông Wood nói, máy điện giải không rẻ như vậy.

Ông nói "Bạn phải sản xuất năng lượng tái tạo ngay từ đầu, nhưng sau đó bạn cần phải có thêm chi phí để chuyển đổi năng lượng đó.”

Có gì ở nhà máy sản xuất hydro ở Whyalla?

Cũng như các nhà máy điện giải công suất 250 mega-watt điện (MWe), Chính quyền tiểu bang Nam Úc sẽ xây dựng một nhà máy điện 200 mega-watt (MW) chạy bằng hydro.

Chính quyền cho biết nguồn điện này sẽ cung cấp điện cho các nhà máy, doanh nghiệp sản xuất và công ty khai thác mỏ.

Trong ngân sách tiểu bang gần đây của mình, chính quyền tiểu bang Nam Úc đã tái khẳng định cam kết trị giá 593 triệu đô-la cho dự án.

Giám đốc điều hành của Văn phòng Năng Lượng Hydro Nam Úc – Office of Hydrogen Power SA - mới được thành lập, Sam Crafter, cho biết không có thời gian để lãng phí và cơ sở này sẽ hoạt động vào cuối năm 2025.

Ông Crafter cho biết mục đích của nhà máy điện là muốn cung cấp thêm nguồn điện có thể kiểm soát được công suất phân phối vào hệ thống lưới điện ở tiểu bang Nam Úc.

Ông nói rằng điều đó thực sự quan trọng, đặc biệt là trong thời kỳ như bây giờ, với nguồn cung cấp khí đốt như hiện nay.

Ông nói: “Chúng ta cần phải ở một vị thế mà chúng ta phải có riêng được một mạng lưới điện có thể điều tiết được công suất hoạt động ở Nam Úc.”

Nhà máy cũng sẽ có khả năng lưu trữ năng lượng hydro để sử dụng cho sau này.

Đó là lý do tại sao các chuyên gia cho rằng đó là cách sử dụng tốt nguồn năng lượng mặt trời dư thừa.

Theo các chuyên gia, hydro không phải là giải pháp duy nhất cho nhu cầu năng lượng của chúng ta, nhưng sẽ tạo thành một phần của hỗn hợp năng lượng.

Tony Wood cho biết hydro sẽ tạo thành một phần của hỗn hợp trong việc cung cấp nhu cầu điện của nước Úc. (ABC News: Steve Keen)

Ví dụ, Tony Wood nói rằng năng lượng mặt trời và năng lượng gió thích hợp hơn để cung cấp năng lượng cho điện xung quanh nhà vì chúng không yêu cầu chuyển đổi cùng một loại điện đó thành hydro.

Ông nói: “Nếu có một giải pháp thay thế, chẳng hạn như chỉ sử dụng điện ngay từ đầu, thì đó hầu như sẽ luôn là điều nên làm, vì nó sẽ rẻ hơn.”

Nhưng gió và mặt trời có những điểm yếu của chúng, bao gồm cả việc chúng phụ thuộc vào mẹ thiên nhiên và, trong một số trường hợp, không đủ mạnh.

Ông Wood nói "Một trong những đặc điểm của năng lượng mặt trời và gió là chúng chỉ có khi mặt trời chiếu sáng và khi gió thổi và đôi khi chúng ta không có ánh mặt trời và gió thổi, vì vậy một trong những vai trò có thể có của hydro là dùng để tạo ra điện khi hai thứ đó không có sẵn".

"Trong một số quy trình sản xuất, chẳng hạn như lò luyện kim, v.v., bạn không thể vận hành nó bằng điện.”

"Chỉ là bạn không lấy đủ năng lượng từ điện để chạy những lò luyện kiem, ít nhất là vào lúc này."

Đó là lý do tại sao có rất nhiều cuộc thảo luận về việc sử dụng hydro thay vì than để sản xuất thép, hoặc là thứ được gọi là thép được làm từ năng lượng xanh.

Điện mặt trời  có những hạn chế như không đủ mạnh cho một số ngành công nghiệp nhất định. (ABC News: Eliza Borrello)

Liam Wagner, Giáo sư kinh tế năng lượng làm việc tại Đại học Adelaide, nói rằng đó cũng có thể là một lợi ích cho nhà máy hydro nằm gần Whyalla, do có một nhà máy thép gần đó.

Ông nói: “Tôi nghĩ rằng nhà máy hydro đang được xây dựng ở Nam Úc sẽ giúp chuyển đổi công nghiệp và dẫn đến việc tạo ra nhiều việc làm hơn và tỷ trọng xuất cảng lớn hơn từ Nam Úc ra thế giới.”

Nhưng sự việc không chỉ là thép.

Hydro cũng có thể được kết hợp với nitơ để tạo ra amoniac, mà Tiến sĩ Wagner cho biết sẽ được sử dụng trong hậu cần vận tải và vận chuyển hạng nặng, và có khả năng cho máy bay.

Nó có thể được xuất cảng?

Một trong những lợi ích tiềm năng của nhà máy hydro là cho phép xuất cảng năng lượng tái tạo ra khắp thế giới.

Ông Crafter cho biết có cơ hội sử dụng lượng năng lượng mặt trời và năng lượng gió dư thừa hiện tại, biến nó thành hydro, hoặc sau này là amoniac, và xuất cảng ra nước ngoài sang Nhật Bản, Nam Hàn hoặc Âu châu.

Ông Crafter nói “Tôi nghĩ đó là một phần của cơ hội thực sự thú vị đó.”

Tuy nhiên, ông Wood cho biết, việc cất giữ và vận chuyển cũng có thể rất phức tạp.

"Vấn đề là, nếu chúng ta sẽ dần dần thay thế việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch - than, khí và dầu – cho tất cả các ngành công nghiệp mà chúng ta đang vận hành ngày nay, hydro rất có thể rơi vào tình huống gần như là giải pháp duy nhất trong một số trường hợp."

Ông nói rằng điều đó có nghĩa là sự tập trung vào hydro phải là lãnh vực mà hydro có ý nghĩa nhất về mặt kỹ thuật và kinh tế.