Ngành dầu mỏ đang thúc đẩy xe hydro kém hiệu quả để trì hoãn điện hóa
(rechargenews.com)- Michael Liebreich nhấn mạnh rằng hydro sạch là cần thiết cho quá trình khử carbon, nhưng hydro không phù hợp trong những lĩnh vực đã có giải pháp điện rẻ hơn và hiệu quả hơn, như ô tô và sưởi ấm gia đình
- Hydrogen Ladder chia các ứng dụng của hydro thành những lĩnh vực không có tính cạnh tranh, những lĩnh vực không thể tránh khỏi và nhóm ở giữa; phân bón amoniac, lọc dầu, thép, hóa chất, vận tải biển và hàng không đường dài nằm ở nhóm trên, còn xe hydro và sưởi ấm gia đình nằm ở nhóm dưới
- Các công ty dầu khí tiếp tục vận động hành lang dù biết hydro dùng cho ô tô và sưởi ấm là kém hiệu quả; lobby hydro, với các công ty khí hóa thạch là trung tâm, chi €58,6 triệu mỗi năm để tác động đến chính sách EU
- Xe hydro thất thoát năng lượng nhiều hơn xe điện, và lợi thế nạp nhiên liệu nhanh cũng đem lại rất ít lợi ích về thời gian cho phần lớn người dùng nếu tính cả khả năng tiếp cận trạm nạp và thói quen di chuyển hằng ngày
- Hydro cho sưởi ấm gia đình có thể có lợi cho các nhà vận hành mạng lưới khí hiện hữu, nhưng là công cụ khử carbon kém hiệu quả do phải thay đường ống, van và máy nén, cần nhiều năng lượng bơm hơn, có vấn đề về an toàn và chất lượng không khí, và hiệu suất thấp hơn bơm nhiệt
Nơi cần hydro sạch và nơi không phù hợp
- Michael Liebreich là nhà sáng lập BloombergNEF, hiện hoạt động với tư cách nhà phân tích độc lập và cố vấn
- Ông cho rằng để khử carbon cho Trái Đất nhanh nhất và hiệu quả về chi phí nhất có thể, cần phân biệt những lĩnh vực cần hydro sạch và những lĩnh vực không cần
- Với ô tô và sưởi ấm gia đình, đã có các giải pháp điện rẻ hơn và hiệu quả hơn là xe điện chạy pin và bơm nhiệt, nên không phù hợp làm nơi sử dụng hydro sạch
- Nhận định này xung đột với lợi ích của một bộ phận ngành dầu khí, vốn đang vận động hành lang với quy mô hàng chục triệu euro cho các mục đích sử dụng đó
Thứ tự ưu tiên của Hydrogen Ladder
- Hydrogen Ladder của Liebreich chia các ứng dụng hydro thành ba nhóm
- Ứng dụng không có tính cạnh tranh
- Ứng dụng không thể tránh khỏi trong khử carbon
- Ứng dụng nằm giữa hai nhóm đó
- Nhóm “không thể tránh khỏi” ở phía trên gồm các nơi đang sử dụng hydro xám gây ô nhiễm cao
- Phân bón dựa trên amoniac
- Lọc dầu
- Hai mục đích sử dụng này chiếm 3~4% lượng phát thải carbon toàn cầu
- Lưu trữ điện theo mùa, thép, hóa chất, vận tải biển và hàng không đường dài cũng nằm gần phần trên của thang
- Hàng không đường dài bao gồm việc sử dụng hydro lỏng hoặc nhiên liệu tổng hợp dựa trên hydro
- Ở nhóm “không có tính cạnh tranh” phía dưới là xe hydro và sưởi ấm gia đình
- Trong bối cảnh đã có xe điện chạy pin và bơm nhiệt, tính kinh tế và hiệu suất của hydro không hợp lý
Vì sao ngành dầu khí thúc đẩy hydro
- Liebreich cho rằng các công ty dầu khí thúc đẩy những ứng dụng này dù biết hydro là lựa chọn không tốt cho ô tô và sưởi ấm gia đình
- Theo cách diễn giải của ông, hydro trở thành một canh bạc hai chiều đối với các công ty dầu khí
- Nếu hydro thành công, họ có thể giành vị thế trong ngành hydro mới
- Ngay cả nếu thất bại, họ vẫn có thể làm chậm quá trình chuyển đổi sang điện, thứ không do họ sản xuất
- Việc quảng bá hydro ở các lĩnh vực phần dưới của thang, như tàu hỏa địa phương, xe buýt địa phương, ô tô và xe giao hàng, ít nhất cũng có thể tạo ra sự nhiễu loạn trên thị trường
- Shell đã chi $12bn cho nền tảng LNG nổi Prelude gặp nhiều vấn đề, nhưng hiện không chi quy mô tương tự để chuyển đổi các ứng dụng hydro hiện hữu đang gây ra 3~4% phát thải toàn cầu sang hydro sạch
- Theo báo cáo của Corporate Europe Observatory, lobby hydro, trong đó các công ty khí hóa thạch là những người chơi chính, chi €58,6 triệu mỗi năm để tác động đến quá trình hoạch định chính sách tại Brussels
Vì sao xe hydro khó thắng xe điện
- Xe pin nhiên liệu hydro không dùng trực tiếp điện sạch cho xe, mà phải đi qua điện phân, lưu trữ/vận chuyển và chuyển đổi bằng pin nhiên liệu, nên thất thoát năng lượng lớn
- Liebreich cho rằng xe điện chạy pin vượt xe hydro ở hầu hết các yếu tố cạnh tranh
- BEV tăng tốc 0~60mph trong 4 giây, trong khi FCEV được nêu là 9 giây
- BEV có thể gập ghế để chở hành lý, nhưng FCEV bị bình hydro chiếm không gian
- BEV hiệu quả hơn khoảng 3 lần
- Xe hydro cũng không thắng về trọng lượng và nhìn chung nặng hơn
- Lợi thế của xe hydro là có thể cắm vòi và nạp đủ nhiên liệu cho 400 dặm trong 5 phút
- Tuy nhiên vòi nạp trở nên rất lạnh, khiến người dùng kế tiếp phải chờ đến khi nó ấm lại
- Nếu di chuyển dưới 400 dặm, ông cho rằng mua một chiếc xe điện rẻ hơn và tốt hơn là lựa chọn hợp lý hơn
- Ngay cả khi hạ tầng trạm nạp hydro đã đủ, lợi ích cốt lõi còn lại chỉ là tiết kiệm khoảng 45 phút cần để sạc BEV khi chạy đường dài
- Người dùng thường ngày chạy 20 dặm phải đến trạm nạp hydro sau mỗi 300 dặm
- Nếu mỗi năm đi 40 lần và mỗi lần tốn hơn 10 phút để di chuyển đến trạm nạp, họ mất 400 phút
- Ngay cả với những người đi đường dài đến nhà nghỉ dưỡng hoặc dãy Alps 2~5 lần mỗi năm, tính theo thời gian hằng năm thì ông cho rằng phần lớn người dùng vẫn bị thiệt
- Daryl Wilson của Hydrogen Council nói rằng “hạ tầng điện không thể chịu nổi việc sạc hàng triệu BEV nên cần xe hydro”, nhưng Liebreich không đồng ý
- Ông so sánh với những nhận định rằng Internet năm 1995 thiếu modem, video trực tuyến năm 2000 thiếu băng thông, và không thể kéo cáp quang đến từng gia đình
- Còn khoảng 30 năm đến mục tiêu net zero năm 2050, và hạ tầng có thể được mở rộng theo thời gian nhờ đầu tư và xây dựng
- Sạc thông minh cũng khả thi, và việc sưởi ấm bằng điện cũng đòi hỏi tăng công suất điện
- Ông cho rằng ý tưởng tránh mở rộng hạ tầng điện hiện hữu và xây một hạ tầng nạp hydro hoàn toàn mới là không hợp lý
Chi phí và hạn chế của hydro cho sưởi ấm gia đình
- Một bộ phận ngành hydrocarbon, đặc biệt là các công ty phân phối khí, vận động hành lang để chuyển mạng lưới khí hiện hữu thành mạng lưới hydro
- Vương quốc Anh đã chi hàng chục triệu bảng cho các thử nghiệm sưởi ấm gia đình bằng hydro
- Để chuyển mạng lưới khí hiện hữu sang dùng cho hydro, cần thay thế thiết bị trên quy mô lớn
- Phân tử hydro nhỏ hơn khí tự nhiên, nên phải thay đường ống khí kim loại dưới lòng đất bằng ống polyethylene
- Bao gồm cả đường ống trong nhà bị giấu trong tường hoặc dưới ván sàn
- Tất cả van khí và máy nén của từng mạng lưới cũng phải được thay thế
- Năng lượng cần để bơm hydro vào mạng lưới khí cao hơn khí tự nhiên 3 lần
- Bơm nhiệt có hiệu suất năng lượng cao hơn nồi hơi hydro gần 6 lần, và cần ít hơn 150% năng lượng sơ cấp để tạo ra cùng lượng nhiệt
- Việc dùng hydro dễ cháy trong nhà có vấn đề an toàn, và đốt hydro tạo ra các oxit nitơ độc hại, ảnh hưởng xấu đến chất lượng không khí
- Oxit nitơ cũng là khí nhà kính mạnh
- Liebreich cho rằng các công ty phân phối khí vận động hành lang cho hydro sưởi ấm gia đình vì muốn tiếp tục sử dụng tài sản hiện hữu là đường ống khí trong quá trình khử carbon
Pha trộn hydro vẫn còn vấn đề hiệu suất
- Cách trộn hydro sạch vào mạng lưới khí tự nhiên để giảm phát thải carbon cũng kém hiệu quả
- Dù đưa 20% hydro theo thể tích vào khí, tính theo năng lượng thì chỉ là 7%
- Nếu hydro đó là hydro xanh, điểm xuất phát là điện
- 1 đơn vị điện có thể tạo ra 3 đơn vị nhiệt bằng bơm nhiệt
- Nếu chuyển cùng lượng điện đó thành hydro rồi đưa vào mạng lưới khí, sẽ mất 30% năng lượng trong quá trình chuyển đổi
- Sau khi qua các xử lý bổ sung như nén, rồi đốt trong nồi hơi với hiệu suất 85%, từ 1kWh điện chỉ thu được khoảng 0,5kWh giá trị sưởi ấm
- Với hydro xanh lam, trước hết vẫn phải trả lời câu hỏi sẽ khử carbon các ứng dụng hydro hiện hữu như sản xuất phân bón như thế nào
1 bình luận
Các ý kiến trên Hacker News
Với những ai đã theo dõi nhiên liệu hydro một thời gian, có vẻ khá rõ rằng đây là một giải pháp đang đi tìm vấn đề
Cách tạo hydro từ năng lượng tái tạo rồi đốt lại trong hầu hết trường hợp là không hợp lý, và tôi nghĩ pin tốt hơn cho lưu trữ năng lượng
Có thể có ngoại lệ khi nhiên liệu lỏng/khí tốt hơn pin về mặt kỹ thuật, nhưng ngay cả trong những trường hợp đó, các lựa chọn như ethanol cũng có vẻ tốt hơn hydro
Tôi có cảm giác khá nhiều người ủng hộ hydro là các nhà vận động hành lang của dầu khí, hoặc được phía đó tài trợ
Chính phủ Nhật Bản cũng đã đặt cược toàn diện vào chiến lược hydro
https://thediplomat.com/2023/07/a-look-at-japans-latest-hydr...
Lưu trữ nhìn chung gồm lưu trữ ngày-đêm và lưu trữ theo mùa hè-đông; trong một năm có 365 chu kỳ ngày và đêm, nhưng chỉ có một mùa hè và một mùa đông, nên để hòa vốn trong cùng một khoảng thời gian, pin dùng cho lưu trữ theo mùa phải rẻ hơn pin dùng cho lưu trữ hằng ngày 365 lần
Không có loại pin nào rẻ hơn pin lithium-ion 365 lần, và thậm chí cũng không gần đạt được
Tôi cho rằng lưu trữ năng lượng bằng hóa chất có tiềm năng cho lưu trữ theo mùa. Hiện vẫn chưa vừa khớp, nhưng khoảng cách không phải 100 lần mà chỉ khoảng 5 lần, nên việc làm cho sản xuất/vận chuyển/lưu trữ hydro xanh trở nên kinh tế có vẻ khả thi hơn nhiều so với làm pin rẻ đi 100 lần
Riêng còn có khả năng khai thác hydro từ các tầng chứa dưới lòng đất. Hãy tìm “white hydrogen”. Ví dụ: [1]
Ngoài ra, tính kinh tế của lưu trữ hydro được hưởng lợi từ định luật bình phương-lập phương. Các bình áp suất lớn có thể chứa nhiều hydro hơn rất nhiều mà chi phí không tăng quá mạnh so với bình nhỏ
Vì vậy trong những lĩnh vực cần các bồn rất lớn, chẳng hạn đường sắt, hydro có thể hợp lý. Dung tích một toa bồn đường sắt thông thường khoảng 130m3; ở 700bar, 1m3 hydro khoảng 42kg, tổng cộng khoảng 5,5 tấn. Hydro có mật độ năng lượng cao hơn diesel khoảng 3 lần, tương đương khoảng 16 tấn diesel
Hiệu suất tàu hỏa tối thiểu trên 400 tấn-dặm mỗi gallon, và trên 125 tấn-dặm mỗi kg, tức 16 tấn vào khoảng 2 triệu tấn-dặm. Một toa bồn như vậy có thể đủ để kéo một đoàn tàu hàng 10.000 tấn đi 200 dặm
So với điện khí hóa hàng nghìn dặm đường sắt, chuyển đầu máy diesel sang đốt hydro dễ hơn nhiều, nên đường sắt rất có thể trở thành ứng dụng sát thủ của hydro
[1]https://www.theguardian.com/environment/2023/aug/12/prospect...
Với xe du lịch thì có thể ít quan trọng hơn, nhưng trong các lĩnh vực như hàng không thì có thể liên quan nhiều hơn. Tôi không có ý kiến gì về chuyện nguồn tài trợ
Bài dưới đây hữu ích để nhập môn
https://www.energy.gov/eere/fuelcells/articles/fuel-cell-and...
Tuy nhiên hydro là nguyên liệu công nghiệp quy mô lớn mang tính then chốt, có thể trở thành nguyên liệu thay thế trong nhiều ngành công nghiệp lớn, và cũng là một phương tiện lưu trữ năng lượng cố định quy mô lớn rất tốt
Có vận động hành lang từ ngành dầu mỏ, và cũng có vận động hành lang từ ngành điện. Mọi hoạt động vận động hành lang đều ghét cạnh tranh
Ngành điện coi hydro là đối thủ cạnh tranh nên muốn loại bỏ nó, giống như nhổ bỏ hạt giống để cây không thể mọc
Hydro sẽ không biến mất. Vì có những nơi cần đến nó, như vận tải hạng nặng
Việc hydro sạch vẫn đang ở giai đoạn phát triển ban đầu không có nghĩa là không nên phát triển công nghệ đó, giống như xe điện 15 năm trước
Cá nhân tôi nghĩ NH3 rất tốt cho lưu trữ năng lượng và vận chuyển năng lượng, đồng thời cũng rất hữu ích trong các lĩnh vực như sản xuất lương thực
Amoniac độc hại và khó xử lý như dầu mỏ, nhưng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp nặng thì nó hợp lý. Ở các lĩnh vực khác, điện và pin hợp lý hơn
Các công nghệ khác nhau sẽ cùng tồn tại và cạnh tranh với nhau
Để dầu mỏ trong một thùng hở thì không ai bị thương, nhưng thử làm điều tương tự với amoniac thì câu chuyện sẽ khác
Kênh YouTube Engineering Explained có một video rất hay giải thích vì sao hydro không thực tế để thay thế xăng/gasoline/diesel trong động cơ đốt trong truyền thống
https://www.youtube.com/watch?v=vJjKwSF9gT8
Không hề nói rằng ngành dầu mỏ không có sức ảnh hưởng; có thể họ đang nhắm tới việc chi phối cơ quan quản lý, nhưng xét từ thực tế kinh tế thì đây là chuyện khó khả thi ngay từ đầu, nên tôi không quá lo
Con tàu xe điện đã rời ga từ lâu rồi. Theo tôi biết, ngoại trừ một hãng, mọi hãng xe đều đang hoàn toàn dồn lực cho xe điện hóa 100% trong tương lai không xa
Cuối cùng Toyota có lẽ cũng sẽ từ bỏ việc thúc đẩy H2 kỳ quặc đó
Tôi nhớ đến việc Zubrin phê phán VASIMR [1]. Việc đề xuất những phương án thay thế phi thực tế có thể đánh vào xu hướng muốn chọn cái hoàn hảo thay vì cái tốt, từ đó làm trật bánh những giải pháp có thể hoạt động
[1] https://youtu.be/myYs4DCCZts?si=Ksqw_MFLKHKIgMod
Vẫn giữ nguyên cùng một quy trình văn hóa: nạp nhiên liệu ở nơi vẫn đến, trong khoảng thời gian vẫn mất
So với rào cản của xe điện là thời gian sạc dài và khó bảo đảm có bộ sạc tiện lợi như mạng lưới trạm xăng, quán tính mà người tiêu dùng phải vượt qua có vẻ nhỏ hơn nhiều
Ngành dầu mỏ rất khổng lồ, và họ có thể nhận trợ cấp để làm cho nhiên liệu khác trông có vẻ cạnh tranh, trong khi thực tế lại tạo ra một thảm họa
Cứ nhìn biodiesel là thấy
https://www.caranddriver.com/news/a42796089/2024-honda-cr-v-...
Chúc họ may mắn, nhưng chuyện này giống như khủng long than phiền về loài thú có vú đang chạy lăng xăng dưới chân. Thời đại của họ đang khép lại
Xe điện chạy pin sẽ tiếp tục tồn tại, còn hydro theo tôi là một lựa chọn đã bế tắc từ vạch xuất phát, ngoại trừ vận tải hạng nặng, có thể cả đường sắt hoặc hàng không. Ngay cả các mảng đó tôi cũng còn nghi ngờ
Ngược lại, xe điện chạy pin đang nhanh chóng có đà, và khi kết hợp với điện mặt trời, điện gió thì rất hợp lý
Ngay cả Toyota, thành trì cuối cùng của xe hydro chở khách, rốt cuộc cũng đã nhận ra và đang làm xe điện chạy pin. Tôi không nhớ từng thấy chiếc Mirai nào, nhưng xét số lượng sản xuất thì cũng không lạ
https://en.wikipedia.org/wiki/Toyota_Mirai
Lý do chính là ở mức 10%, 20%, thậm chí 30%, hạ tầng sạc điện phần lớn đã có sẵn nên trông gần như miễn phí, nhưng sau đó phải xây thêm hạ tầng đắt đỏ cho lưới truyền tải điện
Có thể hình dung kiểu “phải đào xới mọi con đường”. Vì không chỉ ô tô được điện hóa, mà mọi thứ khác cũng đồng thời được điện hóa
Đến lúc đó, xe hydro có thể hồi sinh. Đặc biệt ở các vùng lạnh, nhiệt thải của pin nhiên liệu có thể dùng để sưởi, trong khi xe điện chạy pin phải dùng năng lượng để chạy bơm nhiệt, nên phần lớn lợi thế hiệu suất sẽ biến mất
Có lẽ hydro sẽ bị nhìn nhận giống như khí nén của những năm 1900
Có một số ứng dụng công nghiệp, nhưng không phải lời giải vạn năng như nhiều bài viết nói. Nó kém hiệu quả và không nên đổ nhiều tài nguyên vào
Dù vậy, việc có ai đó thử nghiệm vẫn là điều tốt. Biết đâu họ phát hiện ra một ứng dụng mang tính đột phá thật sự. Nhưng tôi sẽ không đặt cược vào đó
Họ đã làm vậy suốt 20 năm, và hydro giúp duy trì mạng lưới phân phối, quan trọng nhất là vẫn cho phép tiếp tục dùng nhiên liệu hóa thạch để sản xuất hydro
Chỉ là lý do nó không nổi lên được trong xe tiêu dùng là vì cả kinh tế lẫn các định luật vật lý đều không ủng hộ
Vì như vậy, việc duy trì hiện trạng sẽ trông dễ chấp nhận hơn
Ngành dầu mỏ đang vận động hành lang cho hydro, nhưng cách diễn giải động cơ đã sai. Họ vận động không hẳn để chống xe điện, mà là để ủng hộ hydro
Bài viết này là từ năm 2021. Nhưng xét về mức độ liên quan với ngành ô tô hiện nay, dù là bài năm 2015 thì cũng tương tự. Điện đã thắng rồi
Ở Canada thì điều này rõ ràng đến mức đau lòng. Người thúc đẩy xe hydro mạnh nhất là thủ hiến tỉnh Alberta, một nơi sản xuất dầu khí, và ông ấy cũng là một lãnh đạo bảo thủ về mặt ý thức hệ, thân dầu mỏ
Không có bằng chứng nào mạnh hơn chống lại công nghệ đó bằng việc nhìn những người như vậy tập hợp quanh hydro thay vì xe điện
Công nghệ hydro tồn tại không phải để cứu Trái Đất, mà để cứu ngành khí tự nhiên
Mô hình kinh doanh của loại hydro được tạo ra là thế này: 1. Chiết xuất hydro từ khí tự nhiên. 2. Một phép màu xảy ra và CO₂ phát sinh trong quá trình này được thu giữ. 3. Đưa hydro vào ô tô
Lượng hydro thật sự “xanh” trên thực tế bằng 0
Vì vậy đây là một công nghệ vừa không thân thiện môi trường, vừa không có hạ tầng nạp nhiên liệu, lại gần như không được ngành ô tô chấp nhận
Hiện nay, vì về mặt chính trị những người phản môi trường không thể tỏ ra như ủng hộ ngày tận thế, nên nó chỉ tồn tại để họ có thể tuyên bố rằng họ có một phương án thay thế ưa thích
https://natural-resources.canada.ca/energy-efficiency/transp...
Thỉnh thoảng tôi thấy xe hydro trên đường, thuộc một cơ quan chính phủ nào đó
Tôi tò mò không biết cả nước thật sự có bao nhiêu xe hydro. Có lẽ chưa tới một trăm chiếc ¯_(ツ)_/¯
Cả hai đều mang lại lộ trình giảm chi phí trong khoảng 30 năm. Cứ nhìn hai công ty chúng tôi đang làm là thấy
[1] https://ohmium.com
[2] https://novohydrogen.com
Có thể làm gì để khiến động cơ đằng sau thông điệp trở nên rõ ràng hơn?
Ngành này tạo thông điệp quá giỏi, còn mọi người thì quá kém và ở thế bất lợi trong việc nhận ra các thông điệp gây hiểu lầm, nên có cảm giác rất nhiều thứ đang hỏng
Chiều nay tôi nghỉ làm, đi quanh khu phố để hỗ trợ vật phẩm cho cuộc bãi khóa của học sinh phản đối một thay đổi đột ngột mới được công bố chưa đầy 5 ngày, sẽ thay đổi hoàn toàn 6 trường học và dường như được lên kế hoạch bí mật mà không có lý do xác đáng nào, rồi cùng các em tuần hành đến tòa nhà hành chính
Mức độ bí mật lớn đến nỗi giờ chúng tôi đang bắt đầu một cuộc điều tra đào sâu
Quá nhiều phần của hệ thống hiện nay có cảm giác như bất khả thi