Công nghệ mới mở ra cơ hội lớn cho hydro sạch?

2 giờ trướcBài gốc

(Ảnh: AFP)

Buổi tiếp đón long trọng tại Phòng Bầu dục giữa Tổng thống Donald Trump và Thái tử Mohammed bin Salman tuần trước đã vấp phải chỉ trích từ các tổ chức nhân quyền, vốn viện dẫn kết luận của tình báo Mỹ cho rằng ông đã bật đèn xanh cho vụ sát hại nhà báo Jamal Khashoggi năm 2018.

Dù vậy, danh sách dài các thỏa thuận được công bố trong chuyến thăm lại được tung hô tại buổi dạ tiệc do ông Trump chủ trì, với sự góp mặt của những gương mặt quyền lực trong giới kinh doanh và năng lượng Mỹ như Elon Musk, Mike Wirth của Chevron và Brendan Bechtel của Bechtel.

Chuyên gia Camilla Hodgson đã có bài viết chi tiết về một thỏa thuận đáng chú ý giữa tập đoàn đất hiếm MP Materials, quân đội Mỹ và công ty khai khoáng quốc gia Ả Rập Xê-út. FT cũng đưa tin về việc Ả Rập Xê-út đầu tư vào vòng gọi vốn 900 triệu USD của start-up video Luma AI tại Mỹ.

Saudi Aramco cho biết họ đã ký 17 biên bản ghi nhớ với tổng giá trị có thể vượt 30 tỷ USD. Mỹ và Ả Rập Xê-út cũng đã ký thỏa thuận hợp tác về công nghệ hạt nhân. Bộ trưởng Năng lượng Mỹ Chris Wright nói thỏa thuận này không bao gồm làm giàu uranium, nhằm giảm bớt lo ngại về phổ biến vũ khí hạt nhân.

Đề xuất hòa bình của Mỹ đối với Ukraine khiến giá dầu đi xuống khi giới giao dịch kỳ vọng điều này sẽ giảm rủi ro nguồn cung liên quan đến các lệnh trừng phạt Washington áp lên hai tập đoàn dầu khí lớn của Nga, Rosneft và Lukoil.

Đáng chú ý là một công nghệ mới đang được ExxonMobil, BASF và ngày càng nhiều start-up sử dụng để sản xuất hydro sạch.

Đột phá công nghệ thúc đẩy hydro xanh

Năm nay là giai đoạn khó khăn của ngành hydro: Nhu cầu thị trường thấp hơn dự tính, còn chính phủ thì cắt giảm hỗ trợ, buộc một số công ty phải tạm dừng những dự án lớn.

Dù vậy, một tín hiệu cho thấy hydro vẫn giữ vai trò quan trọng trong quá trình khử carbon cho công nghiệp là việc ExxonMobil và BASF ký thỏa thuận hợp tác phát triển công nghệ nhiệt phân methane - một hướng đi mới giúp sản xuất hydro với lượng phát thải thấp.

Mike Zamora, Chủ tịch bộ phận công nghệ và kỹ thuật của Exxon, cho biết hai công ty có kế hoạch xây dựng một nhà máy trình diễn tại Baytown, Texas, để phát triển công nghệ này ở quy mô lớn. “Nhiệt phân methane thực sự có tiềm năng, nhất là tại những nơi khó triển khai thu giữ và lưu trữ carbon. ExxonMobil đã tích lũy hàng chục năm kinh nghiệm trong lĩnh vực này và luôn theo đuổi đổi mới”, ông cho biết.

Stephan Kothrade, Giám đốc công nghệ của BASF, nói công ty Đức đã nghiên cứu công nghệ này hơn 10 năm và phát triển thành công “một thiết kế lò phản ứng vượt trội”, được kiểm chứng tại cơ sở thử nghiệm ở Ludwigshafen. “Bằng cách kết hợp quy trình sáng tạo của BASF với thế mạnh mở rộng quy mô của ExxonMobil, chúng tôi đang đưa giải pháp hydro chi phí thấp, phát thải thấp tiến gần hơn đến khả năng triển khai thực tế”, ông nói.

Công nghệ nhiệt phân methane hoạt động bằng cách nung nóng khí tự nhiên, hoặc những loại khí khác như biomethane trong môi trường không có oxy, tách chúng thành hydro và carbon rắn. Hydro tạo ra có thể được bán như một loại nhiên liệu không phát thải, còn carbon rắn có thể dùng cho các ngành sản xuất vật liệu pin, nhôm, thép và nhiều sản phẩm khác.

Công nghệ này có vài ưu điểm so với cải tạo hơi methane (SMR) - phương pháp phổ biến nhất để sản xuất hydro ở Mỹ. Nhiệt phân methane không tạo ra CO₂, nên là công cụ khử carbon đầy hứa hẹn. Ngược lại, SMR thải ra khoảng 10 tấn CO₂ cho mỗi tấn hydro nếu không đi kèm thu giữ carbon.

Công nghệ này cũng cạnh tranh với điện phân nước - hướng khai thác “hydro xanh” mà nhiều công ty đang theo đuổi. Theo nghiên cứu, nhiệt phân methane cần ít điện hơn khoảng 7 lần so với điện phân và không cần dùng nước.

Một điểm cộng nữa là doanh nghiệp có thể tận dụng hạ tầng khí đốt hiện có như đường ống hay nhà máy lọc dầu, giúp giảm chi phí triển khai. Giá khí đốt thấp nhờ cuộc cách mạng dầu khí đá phiến cũng khiến Mỹ trở thành nơi lý tưởng để phát triển công nghệ, theo các chuyên gia.

Doug Vine, Giám đốc phân tích năng lượng tại Trung tâm Giải pháp Khí hậu và Năng lượng, cho biết trở ngại lớn nhất hiện nay là chi phí cao, do công nghệ đòi hỏi lượng năng lượng lớn để vận hành ở quy mô lớn.

Ông Vine cho biết sự quan tâm đang tăng lên nhờ làn sóng start-up phát triển các loại xúc tác mới giúp nâng hiệu suất, cùng với sự tham gia của những tập đoàn lớn như Exxon và BASF - những công ty đủ khả năng đưa công nghệ lên quy mô công nghiệp. “Một số đột phá gần đây tập trung vào việc tìm ra các loại xúc tác giúp hạ nhiệt độ phản ứng, từ đó giảm nhu cầu năng lượng”, ông Vine nói.

Ông nhận định lợi thế doanh thu kép mà công nghệ này mang lại, cộng thêm nhu cầu khử carbon, khiến nó càng hấp dẫn. “Không phải lúc nào hydro cũng là thứ có giá trị nhất; đôi khi chính carbon rắn mới đáng giá hơn”, ông lưu ý.

Carbon rắn, hay carbon đen, được dùng để sản xuất lốp xe, nhựa đường, nhựa và vật liệu pin. Hiện phần lớn carbon đen được tạo ra bằng “quy trình lò nung”, đốt các loại dầu hydrocarbon nặng - và cách làm này thải khoảng 2,3 tấn CO₂ cho mỗi tấn carbon đen.

Ngày càng nhiều công ty tìm cách thương mại hóa nhiệt phân methane như một giải pháp carbon thấp thay thế.

Molten Industries - start-up ra đời trong gara vào năm 2021 bởi hai cựu sinh viên Stanford, Caleb Boyd và Kevin Bush - đang phát triển công nghệ nhiệt phân methane ở nhiệt độ cao, vận hành bằng điện tái tạo, nhằm tạo ra graphite chất lượng cao cho pin và hydro sạch. “Chúng tôi làm nóng lò phản ứng bằng điện, kiểu như một chiếc lò nướng rồi bơm khí vào đó. Khi được gia nhiệt, khí sẽ tách thành graphite và hydro”, ông Boyd nói với Energy Source.

“Điểm hay là chúng tôi có thể điều chỉnh các thông số phản ứng để tạo ra graphite trực tiếp. Những mảnh graphite thu được trông như kim tuyến đen, rất đẹp”, Boyd - tiến sĩ khoa học vật liệu - chia sẻ.

Monolith, một công ty được hậu thuẫn bởi Warburg Pincus, TPG Rise Climate và Decarbonization Partners (liên doanh giữa BlackRock và Temasek), đang phát triển công nghệ nhiệt phân plasma ở quy mô thương mại tại Nebraska để khai thác carbon đen. Công ty đã ký thỏa thuận với hãng lốp Goodyear từ năm 2021, và carbon rắn do họ khai thác đã được dùng trong hơn 1 triệu chiếc lốp. Tuy nhiên, khó khăn tài chính cho thấy những thách thức lớn mà các start-up công nghệ khử carbon đang đối mặt. Monolith đã gặp trở ngại về vốn và phải trì hoãn dự án. Đầu năm nay, họ tạm dừng hồ sơ xin khoản vay ưu đãi 1 tỷ USD - khoản vay đã được Bộ Năng lượng Mỹ chấp thuận sơ bộ từ năm 2021, nhưng bị đóng băng từ khi ông Trump nhậm chức. Công ty hiện đang huy động vốn mới và thu hẹp kế hoạch mở rộng.

“Nhiệt phân hydrocarbon không chỉ giúp giảm phát thải - nó còn mang ý nghĩa về khả năng tự chủ của nước Mỹ. Carbon đen là vật liệu then chốt cho ngành ô tô và quốc phòng, trong khi Mỹ đã thiếu nguồn cung nội địa suốt nhiều thập kỷ qua”, Rob Hanson, đồng sáng lập kiêm CEO của Monolith, nói.

Nh.Thạch

Nguồn PetroTimes : https://nangluongquocte.petrotimes.vn/cong-nghe-moi-mo-ra-co-hoi-lon-cho-hydro-sach-735042.html