Phát triển ngành công nghiệp Hydrogen xanh: Lợi thế nào cho Việt Nam?

Tiềm năng cho ngành năng lượng không phát thải

Mặc dù đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng, góp phần giúp thế giới cũng như Việt Nam có thể đạt mục tiêu không phát thải carbon (Net Zero) vào năm 2050. Tuy nhiên ngành công nghiệp hydrogen xanh đang phải gặp khó khăn thách thức đó là giá thành sản xuất quá cao dẫn đến giá của nguồn nhiên liệu này vô cùng đắt đỏ điều này đang khiến nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam gặp khó khăn.

Hydrogen xanh được sản xuất từ quá trình điện phân nước (H20) sử dụng năng lượng tái tạo sẽ đóng vai trò quan trọng trong thúc đẩy giảm phát thải khí nhà kính hướng tới mục tiêu trung hòa carbon Net Zero mà thế giới đang theo đuổi theo đúng những cam kết trong COP 26.

Nhờ những tiến bộ trong khoa học công nghệ, hydrogen xanh và các dẫn suất có thể được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khó giảm phát thải như: dầu khí, hóa chất, ngành vận tải hàng không, tàu biển hay công nghiệp sản xuất thép và ngành năng lượng.

Ông Võ Thanh Tùng- Chuyên gia dự án, Chương trình Hỗ trợ Năng lượng GIZ cho biết, hiện công nghệ năng lượng tái tạo như điện gió, điện mặt trời đã phát triển mạnh mẽ trong những năm qua, điều đó mở ra những cơ hội to lớn để thúc đẩy ngành công nghiệp hydrogen xanh phát triển. Hiện nay rất nhiều quốc gia trên thế giới đã có chiến lược phát triển nghành hydrogen xanh, đưa ra những mục tiêu cụ thể trong trung, dài hạn và tham vọng nhằm phát triển thị trường tiêu thụ trong nước, đặc biệt một số quốc gia như như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đức, và các nước EU còn có kế hoạch nhập khẩu hydrogen từ các nước láng giềng và trong khu vực.

Hydrogen xanh được sản xuất từ quá trình điện phân nước (Ảnh minh hoạ)

Ngoài ra một yếu tố địa chính trị quan trọng đang diễn ra tại Ukraina cũng đã thúc đẩy ngành công nghiệp này phát triển do hydrogen xanh có khả năng lưu trữ năng lượng sạch trong thời gian dài, giúp đảm bảo an ninh năng lượng. Nó cũng được coi là yếu tố rất quan trọng hiện nay tại Châu Âu.

“Việt Nam là quốc gia có tiềm năng dồi dào về điện mặt trời và điện gió trên bờ hay điện gió ngoài khơi, nên được đánh giá có tiềm năng rất lớn để sản xuất hydrogen xanh phục vụ các ngà̀nh công nghiệp trong nước cũng như có tiềm năng xuất khẩu ra thị trường quốc tế đóng góp vào việc giảm phát thải nhà kính và thúc đẩy ngành công nghiệp hydrogen xanh phát triển trong tương lai”, ông Tùng khẳng định.

Tại Dự thảo Quy hoạch điện 8 đặt ra tham vọng sử dụng hydrogen xanh và Ammonia xanh để sản xuất điện bằng cách phối trộn một phần với khí tự nhiên hoặc với than trong các nhà máy nhiệt điện khí và nhiệt điện than trong tương lai để giảm phát thải CO₂. Bên cạnh đó, hydrogen xanh cũng sẽ được sử dụng cho công tác dự phòng của các nhà máy nhiệt điện than linh hoạt, đảm bảo độ tin cậy của hệ thống và dự phòng cho việc vận hành của điện gió và điện mặt trời.

Theo các chuyên gia, công nghệ chính để sản xuất hydro xanh là từ quá trình điện phân nước. Quá trình điện phân được cung cấp năng lượng từ nguồn năng lượng tái tạo. Các nước có tiềm năng lớn về năng lượng tái tạo sẽ có nhiều điều kiện tốt để phát triển chiến lược cung cấp năng lượng và công nghiệp xoay quanh hydro xanh.

Hiện, chi phí sản xuất điện từ năng lượng tái tạo (đặc biệt là điện gió và điện mặt trời) ngày càng giảm cũng là một yếu tố quan trọng thúc đẩy sự phát triển công nghiệp hydro xanh, ngược lại sự phát triển ngành công nghiệp này cũng là yếu tố thúc đẩy sự phát triển của ngành năng lượng tái tạo. Khi tỷ lệ điện năng từ năng lượng tái tạo trong hệ thống điện tăng lên sẽ dẫn tới thách thức không nhỏ trong quản lý và vận hành hệ thống điện.

Chẳng hạn, có những thời điểm điện năng sản xuất từ nhà máy điện gió và mặt trời quá lớn so với nhu cầu phụ tải, lúc đó phần điện năng dư thừa sẽ được sử dụng để sản xuất hydrogen, như là một cách để lưu trữ năng lượng tái tạo dư thừa tránh tình trạng gây quá tải lưới và có thể bị sa thải công suất gây lãng phí tài nguyên quốc gia.

Với tiềm năng và hiệu quả mà hydrogen mang lại, nhiều quốc gia có trình độ phát triển cao đã tiến hành những bước đi thực tế đưa ra vận hành thử mô hình sản xuất hydrogen xanh ở quy mô phù hợp, đồng thời triển khai từng bước sử dụng hydrogen xanh trong các nhà máy sản xuất điện.

Đơn cử như ở Mỹ, quốc gia này vừa chính thức vận hành thử thành công nhà máy điện có công suất 485 MW sử dụng khí tự nhiên kết hợp với hydrogen xanh với tỷ lệ khí tự nhiên: hydro là 95:5. Trong tương lai các mô hình này sẽ được nhân rộng, với tỷ lệ hydro đạt mục tiêu 100%.

Tương tự như các quốc gia khác, Việt Nam cũng đang trong quá trình chuyển dịch năng lượng với mục tiêu quan trọng là tạo ra một xã hội trung tính với các-bon thông qua việc sản xuất và sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo thay thế và loại bỏ dần nhiên liệu hóa thạch trong hệ thống năng lượng quốc gia. Rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để hỗ trợ thúc đẩy quá trình chuyển dịch này, và đều đi tới kết luận, hydro xanh sẽ đóng vai trò quan trọng trong hệ thống năng lượng ít phát thải carbon trong tương lai.

Thách thức nào cho Việt Nam?

Công nghệ, nguồn nhân lực và cả tài chính là những thách thức cho Việt Nam trong quá trình chuyển đổi năng lượng sử dụng hydrogen.

Bên cạnh đó, sự phát triển của hạ tầng lưu trữ, vận chuyển, phân phối hiện nay còn rất hạn chế, điều này đã gây cản trở cho việc ứng dụng rộng rãi năng lượng Hydro ở nhiều quốc gia. Giá của Hydro cho người tiêu dùng phụ thuộc rất nhiều vào số lượng trạm tiếp nhiên liệu, mức độ thường xuyên sử dụng và lượng Hydro được cung cấp mỗi ngày.

Giải quyết vấn đề này đòi hỏi phải có một kế hoạch tổng thể và cơ chế phối hợp giữa các Chính phủ, các ngành công nghiệp và các nhà đầu tư trong nước và quốc tế.

Hydrogen xanh đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển dịch năng lượng. Thông qua việc sử dụng hydrogen xanh và dẫn suất như Ammonia, methanol trong nghành năng lượng, công nghiệp và giao thông vận tải, Việt Nam sẽ có thể chuyển dịch dần sang những dạng năng lượng xanh hơn, mà không cần phải chuyển đổi quá nhiều công nghệ, qua đó giảm dần việc phát thải CO2.

Tập huấn về Hydrogen xanh và Power to X tại Nhà máy lọc dầu Dung Quất - Nguồn: GIZ Việt Nam

Cũng theo ông Võ Thanh Tùng, Việt Nam cần tiến hành tham khảo, học hỏi kinh nghiệm các nước phát triển như Đức, Nhật Bản là những nước đã có chiến lược và công nghệ sản xuất hiện đại, đáp ứng yêu cầu phát triển nghành công nghiệp hydrogen xanh.

Việt Nam cần bắt tay vào thử nghiệm tiến tới làm chủ việc phát điện sử dụng hydrogen xanh và ammonia ở tỷ lệ phối trộn thích hợp cũng như xây dựng hệ thống chuỗi cung ứng hydrogen xanh phù hợp, đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia và quốc tế.

“Bên cạnh thách thức về công nghệ, kỹ thuật, nhà nước cần có cơ chế, chính sách phù hợp để khuyến khích các nhà sản xuất điện sẵn sàng chuyển sang sử dụng hydrogen xanh và các dẫn suất đảm bảo lợi ích hài hòa giữa lợi ích của nhà nước và doanh nghiệp. Việc tạo ra một thị trường hydrogen xanh phát triển bền vững là một yếu tố quan trọng mà Nhà nước cần tính đến để thu hút các nhà sản xuất hydrogen xanh tham gia đầu tư phát triển”, ông Tùng chia sẻ.

Việc cân đối giữa giá thành sản xuất với điều kiện thu nhập của người dân quả thật không hề dễ dàng. Theo ông Tùng thì, Việt Nam cần phải có những bước đi thích hợp mang tính chiến lược để đảm bảo tính cạnh tranh của nghành công nghiệp hydrogen xanh.

“Điều quan trọng là chính phủ cần có chiến lược, lộ trình và mục tiêu rõ ràng trong ngắn hạn và dài hạn cùng với cơ chế chính sách phù hợp nhằm khuyến khích các nhà đầu tư trong nước và quốc tế tham gia vào đầu tư sản xuất, xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng phục vụ, phát triển thị trường trong nước cũng như cân nhắc xuất khẩu ra thị trường quốc tế. Việt Nam cũng cần có nghiên cứu, áp dụng các cơ chế tín dụng xanh, các công cụ tài chính xanh phù hợp nhằm giảm thiểu chi phí vốn và rủi ro cho các nhà đầu tư khi tham gia thị trường”, ông Tùng nhấn mạnh.

Mở rộng được quy mô thị trường là yếu tố then chốt để thúc đẩy giảm giá thành sản xuất. Hiện nay các công nghệ sản xuất hydrogen, công nghệ pin nhiên liệu, và các công nghệ liên quan đã được phát triển khá hoàn thiện, được thương mại hóa trên quy mô toàn cầu.

Ông Võ Thanh Tùng khẳng định: “Nếu Việt Nam khai thác được hiệu quả những công nghệ này, giúp mở rông quy mô nghành công nghiệp lúc đó chi phí sản xuất sẽ giảm đáng kể qua đó cho phép hydrogen xanh được sản xuất, vận chuyển dễ dàng thuận tiện tới khách hàng tiềm năng”.

Việt Nam cũng cần nghiên cứu đảm bảo giá điện năng lượng tái tạo được sản xuất ở mức phù hợp thì mới có thể giảm chi phí sản xuất hydrogen xanh, có khả năng cạnh tranh với các loại hình nhiên liệu khác.