Năng lượng Hydro - hướng phát triển mới của Gazprom

Ảnh: Gazprom.

Ngày nay, thế giới đặt nhiều kỳ vọng liên quan đến sự phát triển của NLTT. Đồng thời, nói về sự đóng góp tuyệt đối nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng, giới chuyên gia nhận định, khí đốt thiên nhiên sẽ trở thành nguồn năng lượng đảm bảo gần 40% nhu cầu năng lượng mới vào năm 2040, so với mức 34% của NLTT. Về sự phát triển của hydro, nhiều chuyên gia cho rằng, việc sản xuất hydro từ khí thiên nhiên sẽ tiếp tục rẻ hơn chi phí sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân nước sử dụng NLTT.

Theo kịp thời đại

Tập đoàn dầu khí Gazprom - đơn vị độc quyền nhà nước về khí đốt của Nga đã sử dụng NLTT trong một số cơ sở sản xuất của mình cách đây 25 năm, chủ yếu tại cụm mỏ Yamburgskoye. Gazprom đã sử dụng các nguồn NLTT để điện khí hóa các cụm van nằm trên đường ống dẫn khí đốt ở các vùng sâu, vùng xa và trong quá trình vận hành các trạm phân phối khí đốt.

Năm 2013, Gazprom bắt đầu phát triển nhiên liệu hydro cho nhu cầu của các đơn vị máy nén khí. Theo đó, Gazprom trộn hydro vào khí thiên nhiên theo tỷ lệ phù hợp, tạo thành hỗn hợp khí metan - hydro, giúp giảm phát thải carbon khi tiêu thụ. Hiển nhiên là sản xuất hydro đắt hơn sản xuất metan, nhưng đây là một hình thức trả phí cho công tác bảo vệ môi trường.

Ở cấp độ nghiên cứu, phát triển (R&D)

Từ quan điểm công nghệ, các chuyên gia của Gazprom nhận định, nếu so sánh các loại hình sản xuất hydro, thì chi phí sản xuất hydro truyền thống bằng phương pháp nhiệt hóa hơi metan đạt mức thấp nhất, tiếp đến là sản xuất hydro từ khí thiên nhiên, tích hợp công nghệ thu gom CO2 và đắt nhất là sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân sử dụng NLTT.

Phía Gazprom cho biết, thị trường toàn cầu về hydro vẫn chưa được hình thành và chương trình đầu tư thường niên của hãng không cung cấp nguồn lực để phát triển năng lực sản xuất hydro. Các dự án hydro mới đang triển khai ở giai đoạn nghiên cứu và phát triển. Theo đó, Gazprom đã hợp tác với các trường đại học tại tỉnh Tomsk và Samara và Liên hiệp chế tạo động cơ (United Engine Corporation) trong sản xuất hydro bằng phương pháp truyền thống. Một dự án thử nghiệm về sản xuất hỗn hợp metan - hydro khác cũng được tiến hành tại các cơ sở của Gazprom tại Samara và Ufa.

Hợp tác với Đức

Trên lãnh thổ Đức, Gazprom đang thực hiện một số dự án chung với các đối tác trong lĩnh vực hydro. Trong khuôn khổ chương trình hợp tác khoa học, kỹ thuật, Gazprom và Wintershall Dea đang nghiên cứu khả năng vận chuyển hỗn hợp khí đốt thiên nhiên - hydro trong các đường ống khí đốt hiện nay. Nhiệm vụ đặt ra là tính toán tỷ lệ trộn hydro với khí thiên nhiên trong quá trình vận chuyển qua các đường ống khí đốt từ Nga sang châu Âu. Ban lãnh đạo của Wintershall Dea lưu ý rằng, phía Nga có tất cả các điều kiện cần để thực hiện các dự án mới trong lĩnh vực năng lượng hydro.

Các vấn đề kỹ thuật và nhiệm vụ đặt ra

Trước khi sản xuất hydro và bơm vào đường ống dẫn khí, nhiều vấn đề kỹ thuật cần được giải quyết. Giới chuyên gia cho biết, hydro rất dễ bay hơi và có độ thấm cao hơn metan. Về vấn đề này, các kỹ sư của Gazprom hiện chưa trả lời được câu hỏi cần thêm bao nhiêu van đóng ngắt trong hệ thống truyền dẫn khí để đảm bảo độ kín của đường ống dẫn khí nói chung. Nhiều khả năng hãng phải sử dụng các vật liệu đường ống mới mà hiện chưa được sản xuất tại Nga.

Ngoài các vấn đề kỹ thuật, các vấn đề về pháp lý cũng cần được giải quyết. Ví dụ như chính sách về tỷ lệ hydro trong hỗn hợp metan-hydro ở một số nước. Tại một số nước EU, tỷ lệ trộn hydro trong hỗn hợp metan/hydro thông thương ở mức rất thấp 0,02%. Tại một số khu vực đặc biệt, con số này lên tới 10%. Các nhà chức trách điều hiểu rõ rằng, hydro là một sản phẩm năng lượng thân thiện với môi trường, nhưng để tận dụng tối đa các ưu điểm của loại nhiên liệu này, họ phải giải quyết hàng loạt vấn đề.

Khả năng xuất khẩu sang châu Á

Gazprom quan tâm đến khả năng sản xuất hydro ở Vùng Viễn Đông bằng phương pháp nhiệt hóa hơi metan kết hợp công nghệ thu gom và lưu trữ carbon (CCS). Nguồn hydro đầu ra sẽ phục vụ xuất khẩu. Thị trường tiềm năng của Gazprom sẽ là Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc. Hiện tại, vấn đề xuất khẩu hydro sang Nhật Bản đang được tập đoàn Rosatom nghiên cứu, thử nghiệm. Quá trình nghiên cứu khả thi dự kiến sẽ hoàn thành trong năm nay.

Ngoài ra, Gazprom có thể cung cấp nhiên liệu hydro cho các quốc gia châu Á khác bằng đường bộ, đường biển hoặc đường sắt. Điều này một lần nữa đặt ra vấn đề chính sách. Theo đó, Chính phủ Nga cần tạo ra cơ sở pháp lý phù hợp về thuế và quy định hải quan, cũng như đảm bảo sự phát triển các công nghệ vận tải. Trước mắt, trong khuôn khổ hợp tác song phương với các đối tác châu Á, giới chuyên gia cho rằng, Gazprom cần lưu ý tăng cường trao đổi công nghệ vận chuyển hydro, cũng như công nghệ CCS. Trong trung và dài hạn, tập đoàn có thể nghiên cứu nguồn cung hydro cho xuất khẩu, tùy thuộc vào nhu cầu thương mại của các nhà nhập khẩu tiềm năng.

Hiện tại, Gazprom đang nghiên cứu các kịch bản phát triển tập đoàn đến năm 2050, có tính đến xu hướng phát triển nền kinh tế cacbon thấp để đạt các mục tiêu về khí hậu. Hãng dự kiến sẽ hoàn thành xây dựng các kịch bản phát triển vào tháng 5/2022. Trong mỗi kịch bản sẽ đặt ra các mục tiêu cụ thể về khí hậu, trong đó có mục tiêu trung hòa carbon.