Thực hiện các cam kết của Việt Nam tại Hội nghị lần thứ 26, các Bên tham gia Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (COP26); ngày 27/7/2022 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 876/QĐ-TTg phê duyệt Kế hoạch hành động quốc gia về tăng trưởng xanh giai đoạn 2021 - 2030 (gọi tắt là Kế hoạch hành động tăng trưởng xanh) đã nêu rõ quan điểm chuyển đổi năng lượng xanh là nhiệm vụ cơ bản và quan trọng nhất trong quá trình thực hiện mục tiêu tăng trưởng xanh. Theo Quyết định, mục tiêu tổng quát mà Chính phủ đặt ra là phát triển hệ thống giao thông vận tải xanh hướng tới mục tiêu phát thải ròng khí nhà kính về “0” vào năm 2050.
Để giảm hiệu ứng phát thải CO2, ngành công nghiệp chế tạo ôtô đang đứng trước bước ngoặc lớn, buộc phải có chiến lược thay thế dần nhiên liệu hóa thạch như xăng, diesel, khí ga tự nhiên bằng nhiên liệu thân thiện với môi trường.
Giải pháp trước mắt dùng nguồn điện từ acquy hoặc Pin để chạy. Dùng acquy có nhiều hạn chế: Tuổi thọ ngắn, dung lượng thấp, thời gian sạc lâu và trọng lượng khá lớn, nên đa phần các dòng xe đang dần chuyển sang dùng pin Lithium. Song giải pháp này vẫn gây ra các vấn đề với môi trường. Vì để sạc pin cho ôtô vẫn phụ thuộc vào nguồn điện. Nếu nguồn điện từ các nhà máy nhiệt điện chạy bằng nhiên liệu hóa thạch,như than đá, dầu mỏ, khí ga tự nhiên vẫn phát thải lượng khí CO2 không nhỏ. Mức độ có thể thấp hơn do nguồn điện đa số các quốc gia thường kết hợp giữa nhiệt điện với thủy điện, điện nguyên tử, điện mặt trời và điện gió. Và vấn đề rác thải từ các pin điện hết thời hạn sử dụng, có chứa các hóa chất độc hại, lâu phân hủy cũng ảnh hưởng không tốt đối với con người và môi trường. Mặt khác, thời gian sạc pin để tái nạp năng lượng, dù đã được cải thiện nhưng luôn gây áp lực với cơ sở hạ tầng và người sử dụng. Hiện tại Pin Lithium - Po khô đã khắc phục khá nhiều hạn chế trên, nhưng giá thành còn khá cao.
Một giải pháp triệt để hơn thay thế nhiên liệu hóa thạch dùng trong động cơ đốt trong là sử dụng khí hydro. Phương tiện sử dụng năng lượng hydro có thể được chia thành xe đốt trong hydro và xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro.
Hydro là chất khí không tồn tại tự nhiên trên trái đất. Nó tạo thành các hợp chất cộng hóa trị với hầu hết các nguyên tố phi kim loại, nên phần lớn hydro trên trái đất đều tồn tại ở dạng phân tử như nước hoặc các hợp chất hữu cơ. Kết hợp với oxi, nó là nước (H2O) kết hợp với cacbon, nó tạo thành hơp chất hydrocabon (no, không no, thơm...). Hydro là nguồn năng lượng thân thiện với môi trường vì phản ứng cháy không tạo bất kỳ nguyên tố hóa học nào có hại cho môi trường. Hydro cũng là loại khí có nhiệt cháy cao nhất trong số các nhiên liệu trong thiên nhiên. Vì vậy, hydro được xem là một nhiên liệu sạch lý tưởng. Và đặc biệt việc sản xuất và sử dung hydro có thể chống lại tính thời vụ cũng như sự gián đoạn của các nguồn năng lượng tái tạo.
Hai hướng chủ đạo để sản xuất hydro là điện phân nước và khí hóa sinh khối. Hiện công nghệ khí hóa sinh khối đã được thương mại hóa hoàn toàn song chiếm một tỷ trọng rất nhỏ và phát thải lượng khá lớn CO2 (khoảng 30kg CO2 trên 1kg H2). Công nghệ điện phân nước sử dụng dòng điện để tách nước thành oxy và hydro đang được nghiên cứu theo nhiều hướng để khắc phục các khó khăn về kỹ thuật và giảm chi phí.
Về cơ bản hiện có 2 phương pháp để thực hiện. Lựa chọn đầu tiên là khử muối hoàn toàn nước biển để loại bỏ các tạp chất nhằm thu được nước cất. Nước cất này sau đó có thể được điện phân trong các tế bào điện phân, điện phân bằng dung dịch kiềm hoặc điện phân truyền thống. Nhược điểm của phương pháp này là chi phí đầu tư khá cao cho hệ thống thiết bị lọc nước và vấn đề môi trường phát sinh do việc xử lý muối dư được loại bỏ trong quá trình khử muối. Lựa chọn thứ hai là thiết kế hệ thống có khả năng sử dụng nước biển tự nhiên để thực hiện quá trình điện phân. Thách thức lớn nhất là khắc phục hiện tượng phân rã, ăn mòn của nước biển gây ra bởi các anion clorua trong nước biển đối với hệ thống điện cực.
Gần đây, theo thông tin khoa học công nghệ, hé lộ một số phương pháp mới sản xuất khí hydro đã có thể khắc phục khó khăn, giảm chi phí đầu tư, chi phí trong quá trình vận chuyển và kho chứa Hydro và giảm phát thải carbon.
- Phương pháp sản xuất Hydro từ etanol và nước, tiết kiệm năng lượng, có tiềm năng đưa hydro sạch trở thành một giải pháp thay thế cung cấp năng lượng cho các phương tiện vận tải.
Các nhà khoa học thuộc Đại học Bang Washington (WSU) đã sử dụng một hỗn hợp ethanol, nước và một lượng nhỏ điện năng trong một hệ thống chuyển đổi để tạo ra hydro nén tinh khiết.
Sự đổi mới ở đây là hydro có thể được sản xuất tại các trạm tiếp nhiên liệu, nên chỉ cần vận chuyển dung dịch ethanol. Đây là một bước tiến quan trọng, loại bỏ nhu cầu vận chuyển khí hydro áp suất cao, vì vận chuyển khí hydro áp suất cao trong các thùng nhiên liệu là những thách thức lớn về kinh tế và an toàn nên khắc phục trở ngại lớn cho việc sử dụng hydro làm nhiên liệu năng lượng sạch.
- Một phương pháp khác là sản xuất hydro sạch từ năng lượng mặt trời của một nhóm nghiên cứu quốc tế do Đại học Kyoto đứng đầu đã phát triển một nhà máy hydro mới dựa trên các nguồn tài nguyên tái tạo và phát thải lượng CO2 thấp nhất.
Đầu tiên, để thu ánh sáng mặt trời một cách hiệu quả. nhóm nghiên cứu đã chế tạo và chọn cách sắp xếp các gương để tập trung ánh sáng vào một bộ thu ở đỉnh của một cấu trúc tháp. Với thiết kế này này, bộ thu năng lượng trong tháp có thể đạt nhiệt độ lên đến 1.000oC. Tiếp theo, nhiệt này được truyền từ bộ thu đến bộ phận khí hóa của hệ thống, nơi một bình chứa dăm gỗ dưới dạng sinh khối được gia nhiệt bằng năng lượng trên trong điều kiện không có oxy, các mảnh dăm gỗ được chuyển đổi thành một hỗn hợp khí có chứa một tỷ lệ lớn hydro. Ngoài ra, trong trường hợp không có hệ thống gia nhiệt bằng năng lượng mặt trời, bộ khí hóa này cũng có thể được gia nhiệt theo các cách thông thường. Đánh giá sơ bộ tác động môi trường của phương pháp này theo tiêu chuẩn quốc tế, hệ thống chỉ thải ra 1,04 kg CO2 trên mỗi kg hydro được tạo ra, có giá trị nhỏ nhất trong số tất cả các phương pháp sản xuất hydro hiện có.
Nếu nguồn điện được dùng cho các quá trình này lấy từ một nguồn năng lượng tái tạo như gió hoặc mặt trời, thì hydro tạo ra được gọi là hydro xanh (green hydro) – hay còn gọi là hydro tái tạo; song hiện tại chi phí đầu tư khá cao. Tuy nhiên, nếu áp dụng tính chi phí môi trường (phát thải CO2) đối với tất cả các nguồn năng lượng sử dụng thì các nguồn năng lượng tái tạo hoàn toàn có thể cạnh tranh được với các nguồn năng lượng truyền thống từ nhiên liệu hóa thạch. Đây là vấn đề Chính phủ cần quan tâm để thúc đẩy tiến trình sản xuất điện bằng năng lượng tái tạo.
Tóm lại, chuyển đổi năng lượng xanh dù theo hướng nào (dùng pin tích điện hoặc sản xuất hydro), thì vấn để cơ bản là vẫn phải đầu tư nhiều nhà máy điện sử dụng năng lượng tái tạo. Bên cạnh các nhà máy sử dụng nguồn năng lượng mặt trời đã và đang xây dựng, cần phải lợi dụng các ưu thế về địa lý để nhiều nhà máy điện sử dụng sức gió- các trang trại, cánh đồng điện gió trên đất liền, ven biển, ngoài khơi.
Tại Việt Nam, hiện đang xúc tiến mạnh các dự án năng lượng xanh
Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) đã xây dựng Chiến lược sản xuất Hydro xanh từ điện gió ngoài khơi. Theo Ban Chiến lược của PVN, trong thời gian tới, ngành công nghiệp Hydro và thị trường Hydro toàn cầu trong đó có Việt Nam dự báo sẽ phát triển nhanh trong giai đoạn sau năm 2030. Đánh giá về tiềm năng, xu hướng phát triển điện gió ngoài khơi tại Việt Nam, theo số liệu đánh giá tiềm năng lý thuyết/kỹ thuật của Ngân hàngThế giới (WB) thì tiềm năng điện gió ngoài khơi của Việt Nam rất lớn lên tới 475 GW, lớn nhất khu vực Đông Nam Á.
Phát triển điện gió ngoài khơi có ý nghĩa lớn đối với Việt Nam vì có thể kết hợp các mục tiêu tăng trưởng kinh tế - xã hội, an ninh năng lượng, công nghiệp hóa với phát thải carbon thấp hướng đến mục tiêu đạt phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Theo Dự thảo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2045 (Dự thảo Quy hoạch điện VIII), công suất điện gió ngoài khơi đạt 7 GW và chiếm 4,8% trong tổng công suất nguồn điện đến năm 2030 và đạt 66,5 GW vào năm 2045.
Hiện nay, PVN cũng có nhiều thuận lợi để triển khai phát triển điện gió ngoài khơi như: có tiềm lực tài chính tốt; khả năng thu xếp vốn thuận lợi với hệ số tín nhiệm cao; khả năng tiếp cận với các nguồn tài chính xanh, vốn vay lãi suất thấp, thời gian ân hạn dài cũng như các ưu đãi khác của Chính phủ và các tổ chức tài chính quốc tế ủng hộ phát triển năng lượng xanh, sạch. Ngoài ra, Tập đoàn và các đơn vị thành viên có thể phát huy lợi thế về kinh nghiệm và nguồn nhân lực sẵn có trong thiết kế, chế tạo, vận hành công trình biển để tham gia vào chuỗi cung ứng và phát triển các dự án điện gió ngoài khơi, nâng cao tỷ lệ nội địa hóa thiết bị, giảm giá thành sản xuất điện nhằm tạo tiền đề để phát triển năng lượng hydro trong tương lai. Petrovietnam hiện có cơ sở hạ tầng và kinh nghiệm vận hành có thể áp dụng trong toàn bộ chuỗi giá trị từ khâu sản xuất đến vận chuyển, tồn trữ, sử dụng hydro.
Tại Trà Vinh, ngày 30/3/2023 đã tổ chức lễ khởi công xây dựng nhà máy sản xuất hydro xanh tại xã Đông Hải, huyện Duyên Hải. Đây là dự án sản xuất hydro có quy mô lớn nhất hiện nay, với tổng vốn đầu tư gần 8.000 tỉ đồng.
Nhà máy sản xuất hydro xanh Trà Vinh do Công ty cổ phần TGS Trà Vinh Green Hydrogen (thành viên Tập đoàn The Green Solutions) làm chủ đầu tư, được xây dựng trên diện tích đất khoảng 21ha với tổng vốn đầu tư gần 8.000 tỉ đồng. Đây là dự án sản xuất hydro từ công nghệ điện phân nước biển, sử dụng điện năng lượng tái tạo để tạo ra nguyên liệu hydro xanh và oxy. Khi dự án hoàn thành và đi vào hoạt động (dự kiến sau khoảng hai năm), quy mô sản xuất của nhà máy mỗi năm đạt khoảng 24.000 tấn hydro và 195.000 tấn oxy, giải quyết việc làm cho khoảng 300 - 500 lao động địa phương, đóng góp đáng kể vào ngân sách của tỉnh Trà Vinh.
Một tiền dự án khác của của Tập đoàn năng lượng Enterprize Energy (Vương quốc Anh - Singapore) và các nhà đầu tư từ châu Âu đề xuất với Chính phủ Việt Nam về lập Dự án đầu tư Thăng Long Wind 2 (TLW2) sản xuất hydro từ điện phân nước biển phục vụ xuất khẩu tại khu vực dự án điện gió ngoài khơi Thăng Long (mũi Kê Gà, tỉnh Bình Thuận) với quy mô 2.000MW, tổng mức đầu tư khoảng 5 tỷ đô la Mỹ.
Đề xuất mộ số giải pháp phát triển năng lượng tái tạo
- Chính phủ và Bộ Tài nguyên Môi trường cần có những nghiên cứu đầy đủ về các đặc thù, các tác động và ảnh hưởng của năng lượng tái tạo đến môi trường, đời sống dân sinh và đánh giá tiềm năng năng lượng tái tạo, tập trung cho năng lượng mặt trời và năng lượng gió biển. Cần thu thập và xây dựng hoàn chỉnh hệ thống dữ liệu về môi trường; ttrên cơ sở đó xây dựng quy hoạch các vùng năng lượng tái tạo
- Chính phủ chỉ đạo và Bộ Công Thương cần có chính sách giá mua điện có tính chất dài hạn để thu hút đầu tư vào lĩnh vực năng lượng tái tạo, đặc biệt là tư nhân. Mặt khác nên xem xét áp đặt thu chi phí phát thải Carbon lên các doanh nghiệp, khuyến khích đổi mối công nghệ để giảm phát thải.
- Cần có cơ chế đầu tư riêng về phát triển năng lượng tái tạo, từ lựa chọn đối tác, huy động tài chính đến nhận chuyển giao công nghệ và đào tạo nguồn nhân lực Đặc điểm chung các dự án năng lượng tái tạo chiếm một không gian lớn, ở các khu vực có vị trí quan trọng đối với an ninh, quốc phòng, nên phải luật hóa các quy định về chủ đầu tư để không bị lợi dụng.
- Nên xem xét đan xen các mục đích sử dụng trong cùng một không gian dự án là cần thiết để tận dụng tiềm năng tự nhiên.
- Để phát triển nguồn điện từ năng lượng tái tạo. Hiện tại chúng ta đang phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ, vật tư, thiết bị từ các nước phát triển, đặc biệt là điện gió ngoài khơi. Nhưng với các đến lúc chúng ta phải có tiến trình tiến tới làm chủ công nghệ để giành lại ngày càng nhiều hơn thị phần các công việc. Sử dụng năng lượng gió, năng lượng mặt trời và công nghệ sản xuất Hydro từ nước biển có thể là con đường duy nhất để giảm phát thải Carbon. Vì vậy, cơ khí Việt Nam cần chủ động tiếp cận các công nghệ này, phát triển công nghiệp hỗ trợ vào một lĩnh vực gắn liền với công nghệ cao cả về công nghệ vật liệu và công nghệ chế tạo.
Kinh nghiệm đầu tư của các quá trình trước, ngành cơ khí đã bỏ lỡ rất nhiều cơ hội nâng cao năng lực công nghệ, phát triển thị trường. Để sảy ra tình trạng này, nguyên nhân chính thiếu tầm nhìn, thiếu sự chỉ đạo tập trung, nhất quán trong đầu tư. Các dự án đầu tư trùng lặp các địa phương thời gian trước hầu như thiếu vắng lộ trình vươn tới làm chủ kỹ thuật và công nghệ.
Hiện tại chúng ta có nhiều doanh nghiệp có kinh nghiệm với các công trình trên biển, năng lực chế tạo các cụm chi tiết siêu trường, siêu trọng có độ chính xác cao, năng lực lắp đặt thiết bị gắn liền với công nghệ tự động hóa, năng lực hợp tác quốc tế và nhận chuyển giao công nghệ, nên dễ dàng tiếp nhận các lĩnh vực vật liệu và công nghệ cao, đặc thù các dự án năng ượng tái tạo. Có thể nói đây là chuỗi cung ứng được thiết lập tốt, có thể sử dụng gần như ngay lập tức hoặc chuyển đổi nhanh chóng để hỗ trợ thực hiện nhiều công đoạn trong quá trình xây dựng hoặc thiết lập hệ thống hạ tầng cần thiết khi phát triển và xây dựng một trang trại gió ngoài khơi. Tuy nhiên, nếu việc đầu tư vẫn giao phó cho các doanh nghiệp và các địa phương, chúng ta dễ lặp lại tiến trình cũ, đánh mất thị trường to lớn này, mất cơ hội để phát triển năng lượng bền vững. Hành động cụ thể đi từ sự quyết tâm của Nhà nước chỉ đạo cụ thể các lĩnh vực chuyên ngành xây dựng lộ trình nội địa hóa trong môi trường hợp tác quốc tế phát triển. Làm chủ các dự án năng lượng tái tạo sẽ đóng vai trò rất quan trọng trong cơ cấu năng lượng tương lại của Việt Nam.
Tin tưởng Việt Nam phát huy tốt lợi thế địa lý, khai thác tốt các tiềm năng hợp tác quốc tế, sớm trở thành một trong những quốc gia tiên phong phát triển năng lượng tái tạo, năng lượng xanh. Hoàn thành mục tiêu cam kết tại hội nghị COP26 đưa chỉ số phát thải ròng nhà kính về “0” vào năm 2050.
Ban Kinh tế Trung ương và Đại sứ Đan Mạch tại Việt Nam đã tổ chức Hội thảo Thúc đẩy phát triển ngành điện gió ngoài khơi của Việt Nam (nguồn Bộ CT).
Cánh đồng điện gió Đông Hải 1-Tỉnh Trà Vinh với 25 tua-bin gió (Nguồn Intenet)
Tọa đàm “Xu hướng phát triển của công nghiệp hydro và triển vọng phát triển cho Petrovietnam”(nguồn báo điện tử Chính phủ)
Điện gió bạc Liêu, phát điện kết hợp du lịch (nguồn Intenet)
