Khủng hoảng năng lượng: Chờ cuộc cách mạng từ gió, nước và không khí!

Sức mạnh của eFuel

Tại Punta Arenas thuộc vùng Magallanes của Chile, công ty khởi nghiệp Nhiên liệu đổi mới cao (HIF) đang thiết lập cái mà họ gọi là cơ sở đầu tiên của loại hình này mà họ hy vọng sẽ là bước khởi đầu trên con đường tiến tới một cuộc cách mạng năng lượng.

Dự án "Haru Oni" của HIF có diện tích 3,7 ha, trị giá 55 triệu USD nhằm chứng minh một quy trình thương mại khả thi để biến gió, nước và không khí thành nhiên liệu tổng hợp có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho mọi thứ, từ ô tô, tàu đến máy bay, đồng thời giảm lượng khí thải carbon.

Hệ thống này bao gồm một tuabin gió, thu giữ carbon và có khả năng sản xuất 130.000 lít nhiên liệu mỗi năm, dự án vẫn đang được xây dựng nhưng dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào cuối năm nay và bắt đầu sản xuất xăng tổng hợp.

Quy trình sản xuất của HIF sử dụng điện năng được tạo ra từ gió để tách nước thành hydro và oxy thông qua một quá trình gọi là điện phân. Trong khi đó, carbon dioxide được thu hồi từ không khí trong khí quyển và các nguồn phát thải công nghiệp. Hydro được kết hợp với carbon dioxide và tổng hợp thành các loại nhiên liệu eFuel.

Meg Gentle, giám đốc điều hành HIF USA, cho biết quy trình này có thể được sử dụng để tạo ra tất cả các loại nhiên liệu hàng ngày, bao gồm metanol, xăng hay cả nhiên liệu máy bay, có thể được sử dụng bởi các động cơ tiêu chuẩn mà không cần sửa đổi. Bà nói: “Về cơ bản, bất cứ thứ gì có thể được tinh chế từ dầu thô cũng có thể được sản xuất theo cách này".

Phần lớn trọng tâm của việc giảm thải lượng khí thải carbon trong giao thông là sản xuất xe điện (EV). Gentle lập luận, "chúng tôi không cần eFuel để cạnh tranh với EV" và đề xuất EV và eFuel có thể tồn tại song song. Điều này giúp đẩy nhanh quá trình khử carbon trong lĩnh vực giao thông, trong khi vẫn sử dụng các loại ô tô và các cơ sở hạ tầng truyền thống hiện có.

Tuy nhiên, việc sản xuất eFuel hiện đang rất tiêu tốn năng lượng nên đắt hơn xăng. Theo một báo cáo năm 2019 của Viện khoa học Hiệp hội Hoàng gia Anh, một lít dầu “diesel eFuel” có giá gần 6 USD trước thuế, mặc dù điều đó phụ thuộc vào chi phí điện.

Lưu ý, loại hydro mà HIF sẽ sử dụng được gọi là hydro "xanh". Đây là loại hydro được tạo ra từ các nguồn tái tạo, trái ngược với hydro "xám", có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch. Hydro "xanh" cũng có thể được chiết xuất từ các tài nguyên không thể tái tạo như hydro xám, bằng cách thu giữ lại tất cả khí thải carbon trong quá trình sản xuất.

HIF mô tả nhiên liệu eFuel của mình là carbon trung tính vì quá trình đốt cháy của chúng giải phóng cùng một lượng carbon dioxide (CO2) đã được thu giữ trong quá trình sản xuất. Có nghĩa, đây là một "hệ thống tái chế CO2": việc sử dụng nhiên liệu này vẫn phát thải carbon, nhưng bằng đúng hoặc ít hơn nguồn carbon mà nó thu giữ được trong quá trình sản xuất.

Anna Korre, giáo sư kỹ thuật môi trường tại Đại học Imperial, London, giải thích thêm: “Sự tin cậy về môi trường của các dự án như thế này phụ thuộc vào các quy trình và nguồn CO2 được sử dụng”. Mark Barrett, giáo sư mô hình hệ thống năng lượng và môi trường tại Viện Năng lượng UCL giải thích thêm rằng: “Nếu CO2 đầu vào được thu hồi và sử dụng điện tái tạo, nhiên liệu này có thể coi có lượng phát thải ròng carbon bằng 0".

eFuel cho mọi lĩnh vực

Tại cơ sở Haru Oni, HIF đang hợp tác với 2 tập đoàn nổi tiếng Siemens Energy và Porsche, cùng với nhiều hãng khác. Siemens Energy sẽ nhận được khoảng 8 triệu euro để hỗ trợ dự án từ chính phủ Đức, như một phần của chiến lược hydro quốc gia của họ. Porsche đang đầu tư khoảng 20 triệu euro vào dự án và sẽ mua xăng eGasoline do Haru Oni sản xuất để sử dụng trong đội đua xe thể thao của mình.

Cùng với vận tải hạng nhẹ, nhiên liệu xanh dựa trên hydro có thể giúp ngành vận tải hạng nặng trở nên bền vững hơn, khi mà vào thời điểm này công nghệ pin điện hiện vẫn chưa cung cấp đủ năng lượng cho việc hoạt động các loại tàu chở hàng và máy bay thương mại.

HIF hiện đang khám phá nhiên liệu phản lực tổng hợp - eKerosene - và đang tìm cách hợp tác với các hãng hàng không để thử nghiệm công nghệ này. Đồng thời, Gentle thừa nhận quy trình hiện tại kém hiệu quả hơn quy trình sản xuất eGasoline của HIF.

Korre cho biết: “Nhiên liệu tổng hợp có tiềm năng giảm lượng khí thải trong các lĩnh vực giao thông hiện không thể chạy bằng pin. Ngoài ra còn có một số vấn đề về tính bền vững và an toàn liên quan đến pin, bao gồm cả những lo ngại xung quanh việc khai thác tài nguyên khoáng sản và ô nhiễm liên quan, mà nhiên liệu tổng hợp sẽ tránh được".

Giám đốc điều hành HIF Gentle phát biểu tại một hội thảo tại Hội nghị thượng đỉnh Chính phủ Thế giới ở Duba vào ngày 28 tháng 3 vừa rồi rằng giá khí đốt tự nhiên tăng do xung đột Nga - Ukraine có thể thúc đẩy mạnh mẽ lĩnh vực năng lượng dựa trên hydro trên thế giới.

“Bây giờ hoặc không bao giờ”

Nhà máy đầu tiên của HIF có thể sản xuất 1.000 thùng xăng eGasoline mỗi ngày. Điều đó hiển nhiên quá nhỏ bé so với kế hoạch dài hạn của tập đoàn này, khi họ đã lên kế hoạch xây dựng 12 nhà máy quy mô thương mại lớn hơn nhiều, trải khắp Chile, Mỹ và Úc, với chi phí 50 tỷ USD. Mỗi nhà máy sẽ có khả năng sản xuất 14.000 thùng một ngày. Gentle giải thích: "Để làm được điều này, cần có nguồn điện 2.000 megawatt và sẽ thu được khoảng 2 triệu tấn carbon dioxide mỗi năm".

Khi dự án được mở rộng quy mộ ở một mức độ nào đó, bà Gentle cho biết chi phí sản xuất sẽ giảm đến mức các loại nhiên liệu eFuel sẽ cạnh tranh được với giá nhiên liệu hóa thạch. "Ngay trong thập kỷ này, chúng tôi muốn cạnh tranh trực tiếp với các nhiên liệu dựa trên hóa thạch", bà tuyên bố.

Tất nhiên, viễn cảnh mọi chiếc xe hơi cá nhân trên khắp thế giới sẽ chạy bằng xăng hoặc dầu eFuel vẫn còn khá xa, nhưng không phải không thể thành hiện thực. Ít nhất loại năng lượng này, cùng với những loại năng lượng sạch như gió hay mặt trời, sẽ góp phần giúp hành tinh thoát khỏi cuộc khủng hoảng khí hậu đã cận kề, như báo cáo của Liên Hợp Quốc vào hôm thứ Hai (4/4) vừa rồi.

Thậm chí, Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu còn tuyên bố rằng “bây giờ hoặc không bao giờ” là lúc để thế giới cần phải chung tay hành động, nếu không muốn đối mặt với những thảm họa khí hậu bởi sự nóng lên của toàn cầu trong tương lai không xa.

Hoàng Hải