Nhiên liệu đó là Hydro.

Theo Bộ dữ liệu các dự án hydro (HPD) mới nhất của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), thị trường hydro xanh (green hydrogen) - trị giá 676 triệu USD vào năm 2022 - được dự đoán 'bùng nổ' vào năm 2027 khi đạt 7,3 tỷ USD, với tốc độ tăng trưởng 61,0% từ năm 2022 đến năm 2027.

Tại sao hydro lại là nhiên liệu "bùng nổ" trong tương lai?

Chúng ta đã sử dụng hydro ít nhất là từ thế kỷ 17, nhiều thập kỷ trước khi có người thực sự biết nó là gì. Nhà khoa học tự nhiên người Anh Henry Cavendish (1731-1810) lần đầu tiên công nhận nó là một nguyên tố riêng biệt và đặt tên cho nó vào năm 1766.

Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ và có ở xung quanh chúng ta, chủ yếu ở dạng nước (H2O) và nhiên liệu hóa thạch, hay còn gọi là hydrocarbon. Nhưng rất hiếm khi tìm thấy hydro nguyên chất trong tự nhiên ở dạng khí.

Theo IEA, hydro là chất mang năng lượng linh hoạt, có thể giúp giải quyết các thách thức năng lượng quan trọng khác nhau. Nó sẽ đóng một vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu.

Với sự phát triển của khoa học công nghệ, hydro ngày càng được tạo ra bằng cách sử dụng các quá trình sử dụng năng lượng Mặt trời, điện phân hoặc thậm chí sinh học.

Có rất nhiều cách để sử dụng hydro: Chúng ta sử dụng nó để tạo nhiệt, tạo ánh sáng, bón phân cho cây trồng và thậm chí để du hành vũ trụ.

Trong các ngành công nghiệp hóa chất, tinh chế và kim loại, hydro đóng vai trò là chất mang năng lượng (ví dụ, cung cấp nhiệt hoặc điện trong luyện kim) hoặc làm nguyên liệu (ví dụ, để sản xuất amoniac).

Theo các nhà kinh tế, trong tương lai, hydro có thể trở thành nguồn năng lượng tái tạo quan trọng vì nó không phát thải CO2 - khi phản ứng với oxy, hydro chỉ tạo ra điện, nước và nhiệt;

Đồng thời, hydro đóng vai trò là một công cụ quan trọng để thay thế nhiên liệu hóa thạch trong ngành công nghiệp. IEA mô tả hydro là "trụ cột chính của quá trình khử carbon cho ngành công nghiệp".

Riêng hydro xanh được nêu trong một số cam kết giảm phát thải tại Hội nghị Khí hậu Liên hợp quốc, COP26, như một phương tiện để khử carbon trong ngành công nghiệp nặng, vận tải đường dài, vận tải biển và hàng không.

Tham vọng của Trung Quốc trong cuộc đua công nghệ xanh

Trung Quốc coi hydro là một "công nghệ tiên phong" chiến lược mà nước này đặt mục tiêu trở thành nước dẫn đầu toàn cầu.

Theo Viện nghiên cứu Năng lượng Oxford (Anh), Trung Quốc là nước sản xuất hydro lớn nhất thế giới với sản lượng hàng năm là 33 triệu tấn, chiếm hơn 1/3 nhu cầu toàn cầu.

Nước này cũng tiêu thụ hydro lớn nhất thế giới. Người ta ước tính rằng hydro sẽ chiếm 10–12% mức tiêu thụ năng lượng của Trung Quốc vào năm 2050, và lên tới 22% trên toàn cầu.

Trung Quốc đang xem hydro, đặc biệt là hydro xanh (GH2), là yếu tố then chốt trong quá trình chuyển đổi năng lượng của nước mình nhằm đạt được mục tiêu trung hòa carbon và xây dựng nền kinh tế bền vững hơn.

Lý do vì, Trung Quốc chủ yếu sản xuất hydro nâu và xám bằng than hoặc khí đốt (tương ứng 60% và 20% sản lượng) với lượng khí thải CO2 cao.

Để đạt mục tiêu mức phát thải carbon cao nhất vào năm 2030 và sau đó đạt mức trung hòa carbon vào năm 2060, hydro xanh - hiện chiếm khoảng 1% sản lượng - sẽ cần phải thay thế hydro xám càng nhanh càng tốt, theo phân tích của Viện nghiên cứu Trung Quốc Mercator.

Vai trò chiến lược của hydro xanh đã được nhấn mạnh trong "Kế hoạch phát triển trung và dài hạn ngành công nghiệp hydro (2021–2035)" của Trung Quốc.

Dưới động lực của mục tiêu trung hòa carbon của Trung Quốc, các ngành hóa chất, thép và vận tải hạng nặng sẽ cần một lượng lớn hydro xanh để thực hiện quá trình chuyển đổi không carbon.

Dự kiến, đến năm 2060, nhu cầu hydro hàng năm của nước này có thể tăng lên 100 triệu đến 130 triệu tấn, trong đó có 80 triệu đến 100 triệu tấn hydro xanh, Viện RMI (Mỹ) thông tin.

Trong báo cáo "Khai mạc Kỷ nguyên hydro xanh mới của Trung Quốc" cung cấp chi tiết lộ trình của Trung Quốc nhằm đạt được mục tiêu sản xuất hydro xanh hàng năm từ 100.000 đến 200.000 tấn vào năm 2025.

Theo phân tích của Viện RMI, khu vực Tây Bắc Trung Quốc dự kiến sẽ trở thành nơi sản xuất hydro xanh lớn nhất do nguồn năng lượng tái tạo dồi dào và nhu cầu khử carbon từ ngành công nghiệp sử dụng than truyền thống.

Nội Mông (phía Bắc Trung Quốc) có nguồn tài nguyên năng lượng Mặt trời và gió dồi dào, khiến nơi đây trở thành nơi lý tưởng để sản xuất hydro xanh. Mục tiêu sản xuất của tỉnh đến năm 2025 là 500.000 tấn, lớn hơn nhiều so với mục tiêu quốc gia.

Có mấy màu của hydro?

Theo Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF), có thể bắt gặp các thuật ngữ "nâu","'xám","xanh lam", "xanh lá cây" khi mô tả công nghệ hydro. Tất cả đều phụ thuộc vào cách nó được sản xuất.

Hydro chỉ thải ra nước khi bị đốt cháy nhưng việc tạo ra nó có thể tiêu tốn nhiều carbon. Tùy thuộc vào phương pháp sản xuất, hydro có thể có màu xám, nâu, xanh lam hoặc xanh lục – và đôi khi còn có màu hồng, vàng hoặc xanh ngọc.

Tuy nhiên, hydro xanh lục là loại duy nhất được sản xuất theo cách trung hòa về khí hậu, khiến việc đạt được mức 0 vào năm 2050 là rất quan trọng.

Hydro xanh (green hydrogen) được định nghĩa là hydro được tạo ra bằng cách tách nước thành hydro và oxy bằng điện tái tạo - Tiến sĩ Emanuele Taibi, Trưởng phòng Chiến lược chuyển đổi ngành điện, Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA) cho biết.

Theo truyền thống, hydro xám được sản xuất từ khí metan (CH4), được phân tách bằng hơi nước thành CO2 – thủ phạm chính gây ra biến đổi khí hậu – và H2, hydro.

Hydro xám ngày càng được sản xuất từ than đá, với lượng khí thải CO2 trên mỗi đơn vị hydro được sản xuất cao hơn đáng kể, nhiều đến mức thường được gọi là hydro màu nâu hoặc đen thay vì màu xám.

Hydro màu xanh lam tuân theo quy trình tương tự như màu xám.

Nguồn: WEF, IEA, Oxfordenergy, RMI, Viện nghiên cứu Trung Quốc Mercator