Tại Hội nghị các bên tham gia công ước khung Liên hiệp quốc về Biến đổi khí hậu lần thứ 28 (COP28) cho thấy là sẽ không có một Net-Zero nào theo như Thỏa thuận Paris 2015, trừ khi có một cuộc điều chỉnh lớn lao và triệt để. Hiện nay, khi chúng ta dùng năng lượng điện cho chiếc ô tô, xe máy đến các thiết bị công nghiệp và trang thiết trong gia đình,… thì điện có được từ nguồn nhiêm liệu hoá thạch là chủ yếu, tác nhân chính của biến đổi khí hậu. Đã đến lúc chúng ta cần đến nhiều giải pháp hổn hợp trong chống biến đổi khí hậu và dùng nguồn năng lượng Hydrogen sạch, hay còn gọi là Hydrogen xanh (green Hydrogen) là giải pháp khả thi cần đặc biệt quan tâm.

Nhiều khó khăn để đạt được mục tiêu cắt giảm khí thải

Theo Thỏa thuận Paris, thế giới cần chung tay hành động làm hạn chế sự nóng lên toàn cầu trên mức tiền công nghiệp ở +2 độ C và lý tưởng nhất là ở +1,5 độ C. Làm như vậy sẽ giảm khả năng gây ra những tác động thảm khốc nhất của biến đổi khí hậu. Điều mà thế giới chứng kiến ngày nay là các thảm khốc đó dường như đã bắt đầu!.

Để hạn chế sự nóng lên của khí quyển Trái đất ở mức +1,5 độ C, Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) cho biết thế giới cần cắt giảm 43% lượng khí thải nhà kính trong khoảng 2019-2030, và sau đó đưa lượng khí thải CO2 tăng thêm hàng năm trở về con số 0 vào năm 2050, gọi là Net-Zero. Thế giới đã có những nỗ lực lớn nhằm đạt được mục tiêu của Thỏa thuận Paris, nhưng thực tế chưa như kỳ vọng.

Theo thống kế, tỷ lệ năng lượng sơ cấp được sản xuất bởi các nguồn tái tạo đã tăng chậm, từ 8% năm 2010 lên 12% vào năm 2021. Nếu lượng phát thải vẫn giữ nguyên quỹ đạo hiện tại, ước tính từ nhiều nguồn khác nhau cho thấy Net-Zero sẽ không đạt được ngay cả đến cuối thế kỷ này.

Biểu đồ trên cho thấy lượng phát thải CO2 hàng năm của các quốc gia có lượng phát thải lớn (Nguồn: TS. Trần Thiện Khánh)

Theo đó, giai đoạn từ 2000-2021, Trung Quốc là nước có lượng phát thảo C02 nhiều nhất và tăng cao hàng năm, năm 2000, gần 4 tỷ tấn CO2/năm, tiếp tục tăng cao hàng năm, đến năm 2021 là hơn 10 tỷ tấn CO2/năm. Theo sau là Ấn Độ, tuy có lượng phát thải thấp và tăng chậm so với Trung Quốc, nhưng vẫn chưa kiểm soát lượng phát thải, đến 2021, phát thải hơn 2 tỷ tấn CO2/năm. Riêng Mỹ và Châu Âu, tuy có lượng phát thải năm 2000 cao hơn so với Trung Quốc, nhưng lượng phát thải từ đó đến 2021 đã được kiểm soát, giảm đều hàng năm, đến năm 2021 khoảng trên 4 tỷ tấn CO2/năm

Tại Việt Nam, tuy có nhiều cố gắng trong điều kiện nước đang phát triển, nhu cầu năng lượng tăng cao cho các ngành công nghiệp nhằm phục vụ phát triển kinh tế. Vì vậy, lượng phát thảo CO2 năm 2000 là khoảng 50 triệu tấn CO2/năm, tăng liên tục nhiều năm, đến năm 2021 là hơn 300 triệu tấn CO2/năm và có dấu hiệu chựng lại, giảm nhẹ đến thời điểm hiện tại.

Nguồn: TS. Trần Thiện Khánh

Theo dự báo, kinh phí khắc phụ hậu quả của quá trình phát thải carbon tại Việt Nam (tầm nhìn tới giai đoạn 2040-2050) là khoảng 368 tỷ USD. Trong đó, lĩnh vực công nghiệp, chiếm khoảng 32%; lĩnh vực giao thông vận tải, chiếm 23%; lĩnh vực xây dựng, chiếm khoảng 39%; và lĩnh vực khác chiếm khoảng 6%.

Giải pháp giảm phát thải carbon trong công nghiệp

Để giảm thiểu nguy cơ phát thải CO2, trước đây, người ta tập trung vào các giải pháp như: tăng cường hiệu quả hệ thống sản xuất một cách tuần hoàn; sử dụng các nguồn năng lượng sạch, sử dụng năng lượng hiệu quả; và các công nghệ thu giữ, tái sử dụng, lưu trữ carbon. Ngoài ra, các chính sách như định giá carbon và các quy định có thể giúp giảm lượng khí thải và thúc đẩy chuyển đổi sang nền kinh tế carbon thấp. Thực tế, những giải pháp làm giảm phát thải khí CO2 trên đã được các nhà khoa học nêu ra sau khi phân tích 39 nghiên cứu trong các tạp chí khoa học và báo cáo của chính phủ nhiều nước trên thế giới.

Nguồn: TS. Trần Thiện Khánh

Bên cạnh đó, việc chuyển đổi năng lượng và sử dụng năng lượng Hydrogen là giải pháp được các nhà khoa học, nhà quản lý quan tâm phát triển trong giai đoạn hiện nay.

Định hướng phát triển Hydrogen tại Việt Nam

Tại Việt Nam, việc phát triển năng lượng Hydrogen đã được Bộ Chính trị và Chính phủ chỉ đạo tại Nghị quyết số 55-NQ/TW ngày 11/02/2020 về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045, cụ thể là thực hiện nghiên cứu công nghệ, xây dựng một số đề án thử nghiệm sản xuất và khuyến khích sử dụng năng lượng Hydro phù hợp với xu thế chung của thế giới.

Quyết định số 500/QĐ-TTg, ngày 15/5/2023 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quy hoạch phát triển điện quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến 2050, xác định rõ định hướng phát triển “Tiếp tục đẩy mạnh phát triển các nguồn năng lượng tái tạo (thuỷ điện, điện gió trên bờ và ngoài khơi, điện mặt trời, điện sinh khối….), năng lượng mới, năng lượng sạch (Hydro, Amoniac xanh…) phù hợp với khả năng đảm bảo an toàn hệ thống với giá thành điện năng hợp lý, đặc biệt là các nguồn năng lượng tự sản, tự tiêu, điện mặt trời mái nhà”.

Quyết định số 893/QĐ-TTg, ngày 26/7/2023 phê duyệt Quy hoạch tổng thể về năng lượng quốc gia  thời kỳ 2021-2030. Tầm nhìn đến 2050, xác định một tronh những mục tiếu phát triển quan trọng là “Phát triển sản xuất năng lượng mới phục nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Phấn đầu đến năm 2030, quy mô công xuất sản xuất Hydro xanh khoảng 100-200 nghìn tấn/năm. Định hướng đến năm 2050 quy mô sản xuất Hydro xanh khoảng 10-20 triệu tấn/năm”.

Theo dự báo đến năm 2050, nhu cầu năng lượng cuối cùng tại Việt Nam là khoảng 144-170 triệu tấn dầu (quy đổi); trong đó năng lượng Hydrogen chiếm tỉ trọng khoảng 5,6 - 6,2% trong cơ cấu tiêu thụ năng lượng cuối cùng.

Theo quy hoạch năng lượng quốc gia đã đặt ra mục tiêu đến năm 2050, sản lượng Hydrogen đạt khoảng 25 triệu tấn, nhiêu liệu tổng hợp từ nguồn gốc Hydro đạt khoảng 2,5 - 2,9 triệu tấn. Lộ trình phát triển năng lượng Hydrogen được chia làm 2 giai đoạn: Từ nay đến năm 2030 sẽ phát triển các dự án Hydrogen quy mô nhỏ, khoảng 20 – 25 nghìn tấn; từ 2031 đến 2050 sẽ đẩy mạnh sản xuất Hydrogen bằng công nghệ điện tái tạo và khí hóa than…

Tại Việt Nam, Hydrogen là một trong những giải pháp cho quá trình chuyển đổi năng lượng xanh, góp phần thực hiện cam kết của Chính phủ đến năm 2050 sẽ phát thải ròng bằng không.

Vai trò của Hydrogen đối với cắt giảm phát thải carbon trong công nghiệp

Để thực hiện mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, sản xuất Hydrogen xanh được xem là một trong những giải pháp quan trọng của quá trình chuyển dịch năng lượng.

Hydrogen xanh là nguồn năng lượng sạch, gần như không phát thải khí ô nhiễm mà chỉ sinh ra hơi nước, sau đó nước qua quá trình điện phân lại có thể thu được Hydrogen. Vì vậy, Hydrogen là nguồn năng lượng gần như vô tận hay có thể tái sinh được, là xu hướng tất yếu trên thế giới, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và phát triển kinh tế bền vững.

Hydrogen xanh dự kiến sẽ sử dụng trong các ngành công nghiệp vốn sử dụng nhiên liệu hydrogen xám hoặc lam như: dầu khí, hóa chất, công nghiệp sản xuất thép và đặc biệt là giao thông vận tải. Hiện nay, nhiều quốc gia trên thế giới như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc… đã công bố chiến lược phát triển Hydrogen xanh với mục tiêu cụ thể trong trung, dài hạn như một giải pháp hướng tới mục tiêu giảm phát thải, hạn chế tác động tới hiện tượng nóng lên toàn cầu.

Về mặt chi phí, một nghiên cứu của tổ chức DNV đã chỉ ra rằng việc sử dụng Hydrogen và các khí xanh khác sẽ tiết kiệm cho châu Âu 130 tỷ euro một năm vào năm 2050 và Thỏa thuận Xanh Châu Âu sẽ khó hiện thực hóa nếu không có hydrogen và các khí xanh khác.

Hydrogen có thể đóng vai trò dự trữ năng lượng vì ở nhiều quốc gia, nhu cầu sưởi ấm lúc cao điểm lớn hơn nhiều nhu cầu điện vào giai đoạn cao điểm. Do vậy hydrogen có thể được lưu trữ theo mùa và phân phối trong đường ống khí đốt, giảm nhu cầu gia cố lưới điện tốn kém. Đánh giá về khả năng tạo việc làm từ ngành sản xuất hydrogen, tổ chức Navigant kết luận rằng việc sản xuất 1.710 TWh/năm hydrogen xanh sẽ tạo ra khoảng 1 triệu việc làm ở châu Âu vào năm 2050.

Trong bối cảnh Việt Nam hướng tới nền kinh tế carbon thấp để thực hiện mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, sản xuất Hydrogen xanh nội địa được xem là một trong những giải pháp quan trọng của quá trình chuyển dịch năng lượng. Hydrogen xanh sẽ góp phần đa dạng hóa nguồn năng lượng, giúp gia tăng độ linh hoạt của hệ thống điện, đồng thời có triển vọng cung cấp nhiên liệu trong sản xuất công nghiệp và vận tải.

Ở Việt Nam, hydrogen hiện được sử dụng trong vai trò nhiên liệu đầu vào cho sản xuất ở các ngành công nghiệp, trong đó được sử dụng nhiều nhất trong lọc dầu, hóa chất, sản xuất phân đạm và gang thép. Theo đánh giá của Viện Nghiên cứu Dầu khí năm 2020, các nhà máy sản xuất phân đạm sử dụng khoảng 316.000 tấn hydrogen, các nhà máy lọc dầu Dung Quất và Nghi Sơn tiêu thụ lần lượt là 39.000 tấn và 139.000 tấn/năm, cho thấy nguồn nhiên liệu hydrogen được sử dụng rất lớn.

Để thúc đẩy phát triển Hydrogen xanh đến năm 2030 tại Việt Nam, các chuyên gia tại buổi Tọa đàm “Triển vọng Hydrogen xanh trong nền kinh tế carbon thấp của Việt Nam” ngày 18/10/2022 do Sáng kiến về Chuyển dịch Năng lượng Việt Nam (VIETSE) tổ chức, khuyến nghị: Một là, cần xây dựng các chính sách, quy định, hướng dẫn cho phát triển hydrogen xanh; Hai là, cần thực hiện các dự án thí điểm; Ba là, cần xây dựng chính sách khuyến khích sản xuất, sử dụng Hydrogen xanh; phát triển cơ sở hạ tầng và chuỗi cung ứng; Bốn là, nên xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật, hướng dẫn về an toàn trong sản xuất, lưu trữ và vận chuyển Hydrogen.

Bên cạnh các cơ hội phát triển ngành công nghiệp Hydrogen xanh ở Việt Nam, các chuyên gia cũng cho rằng việc phát triển công nghiệp Hydrogen tại Việt Nam đối diện với nhiều thách thức như chính sách hiện hành chưa hoàn thiện, cơ sở hạ tầng chưa phát triển đồng bộ và nguồn lực về tài chính, nhân lực và công nghệ. Việt Nam cần các chính sách đột phá, thí điểm nghiên cứu ứng dụng công nghệ và các giải pháp khuyến khích nguồn lực phù hợp và đồng bộ nhằm hình thành chuỗi cung ứng hydrogen xanh hoàn chỉnh cho quốc gia.

Theo TS. Trần Thiện Khánh – Tổng thư ký Viện Nghiên cứu Hydrogen Công nghiệp Hiện Đại khuyến nghị tại Hội thảo “Năng lượng Hydrogen – Tiềm năng và cơ hội ứng dụng cho doanh nghiệp vùng Đồng bằng sông Cửu Long” ngày 29/3 tại thành phố Bạc Liên: Câu chuyện cắt giảm phát thải liên quan mật thiết đến quá trình chuyển đổi năng lượng lấy Hydrogen làm yếu tố trọng tâm; Việt Nam phù hợp với phát triển tín chỉ carbon bền vững trên nền tảng ngành nông nghiệp phát triển; Việc phát triển năng lượng Hydrogen xanh sẽ tạo cơ hội mở rộng thì trường, tạo ra công việc, sản phẩm mới và nhiều cơ hội mới cho Việt Nam.

Minh Thành (tổng hợp)