1.Năng lượng hydro là gì?
Hydro, nguyên tố số một trong bảng tuần hoàn, có số proton ít nhất, chỉ một. Nguyên tử hydro cũng là nguyên tử nhỏ nhất và nhẹ nhất trong tất cả các nguyên tử. Hydro xuất hiện trên Trái đất chủ yếu ở dạng hợp chất, nổi bật nhất là nước, chất có phạm vi phân bố rộng rãi nhất trong vũ trụ.
Hydro có giá trị cháy rất cao. Hãy so sánh lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cùng một khối lượng khí tự nhiên, xăng và hydro:
Trong cùng điều kiện,
Theo phép đo, đốt cháy 1 gam khí tự nhiên sẽ tỏa ra khoảng 55,81 kilojoule nhiệt lượng;
Đốt cháy 1 gam xăng sẽ tỏa ra khoảng 48,4 kilojoule nhiệt lượng;
Đốt cháy 1 gam hydro sẽ tỏa ra khoảng 142,9 kilojoule nhiệt lượng.
Việc đốt cháy hydro tỏa ra lượng nhiệt gấp 2,56 lần so với khí tự nhiên và gấp 2,95 lần so với xăng. Từ những dữ liệu này, không khó để thấy rằng hydro có những đặc tính cơ bản của một nhiên liệu lý tưởng – giá trị cháy cao!
Năng lượng hydro chủ yếu thuộc về năng lượng thứ cấp, vấn đề mấu chốt nằm ở chỗ liệu logic, công nghệ và kinh tế của nó có ý nghĩa và giá trị đối với cân bằng sinh thái, quản lý môi trường và biến đổi khí hậu hay không. Năng lượng thứ cấp thuộc về mắt xích trung gian giữa năng lượng sơ cấp và người sử dụng năng lượng, và có thể được chia thành hai loại: một là “nguồn năng lượng dùng trong quá trình sản xuất”, loại còn lại là “năng lượng chứa trong vật thể”. Không thể phủ nhận rằng năng lượng điện là “nguồn năng lượng dùng trong quá trình sản xuất” được sử dụng rộng rãi nhất, trong khi xăng, dầu diesel và dầu hỏa là “nguồn năng lượng dùng trong quá trình sản xuất” được sử dụng rộng rãi nhất.
Xét về mặt logic, vì các “nguồn năng lượng từ quá trình sản xuất” khó có thể được lưu trữ trực tiếp với số lượng lớn, nên các phương tiện giao thông hiện đại có tính cơ động cao như ô tô, tàu thuyền và máy bay không thể sử dụng một lượng lớn điện năng từ các nhà máy điện. Thay vào đó, chúng chỉ có thể sử dụng một lượng lớn “năng lượng chứa trong nhiên liệu” như xăng, dầu diesel, nhiên liệu máy bay và khí tự nhiên hóa lỏng.
Tuy nhiên, truyền thống không phải lúc nào cũng trường tồn, và truyền thống không phải lúc nào cũng hợp lý. Với sự trỗi dậy và phát triển của xe điện và xe hybrid, “nguồn năng lượng hiệu suất cao” cũng có thể thay thế “năng lượng chứa đựng”. Theo lý luận logic, với việc tiêu thụ liên tục năng lượng hóa thạch, các nguồn tài nguyên cuối cùng sẽ cạn kiệt, và các loại “năng lượng chứa đựng” mới chắc chắn sẽ xuất hiện, trong đó năng lượng hydro là đại diện chính.
Hydro là nguyên tố dồi dào trong tự nhiên, chiếm khoảng 75% khối lượng vũ trụ. Nó hiện diện rộng rãi trong không khí, nước, nhiên liệu hóa thạch và tất cả các loại carbohydrate.
Hydro có hiệu suất cháy tốt, điểm bắt lửa cao, phạm vi cháy rộng và tốc độ cháy nhanh. Xét về giá trị nhiệt lượng và khả năng cháy, hydro chắc chắn là một nguồn năng lượng chất lượng cao và hiệu quả. Ngoài ra, bản thân hydro không độc hại. Ngoài việc tạo ra nước và một lượng nhỏ hydro nitrit sau khi cháy, nó sẽ không tạo ra các chất gây ô nhiễm có hại cho sinh thái và môi trường, và không phát thải khí carbon dioxide. Do đó, năng lượng hydro thuộc về năng lượng sạch, có ý nghĩa rất lớn đối với việc quản lý môi trường sinh thái và giảm phát thải khí carbon dioxide.
2. Vai trò của năng lượng hydro
Năng lượng hydro có một chuỗi công nghiệp khổng lồ bao gồm việc chuẩn bị, lưu trữ, vận chuyển và tiếp nhiên liệu hydro, pin nhiên liệu và các ứng dụng tại các điểm cuối.
Trong lĩnh vực sản xuất điện, năng lượng hydro có thể được sử dụng để tạo ra điện năng sạch, cân bằng nhu cầu điện năng và giải quyết tình trạng thiếu điện trong giờ cao điểm.
Trong lĩnh vực sưởi ấm, năng lượng hydro có thể được trộn lẫn với khí tự nhiên, đây là một trong số ít các nguồn năng lượng carbon thấp có thể cạnh tranh với khí tự nhiên trong tương lai.
Trong lĩnh vực hàng không, vốn phát thải hơn 900 triệu tấn khí carbon dioxide mỗi năm, năng lượng hydro là phương thức chính để phát triển ngành hàng không ít phát thải carbon.
Trong lĩnh vực quân sự, pin nhiên liệu hydro có những ưu điểm như hoạt động êm ái, tạo ra dòng điện liên tục, hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao, là điều kiện quan trọng cho việc chế tạo tàu ngầm tàng hình.
Xe chạy bằng năng lượng hydro có hiệu suất đốt cháy tốt, đánh lửa nhanh, giá trị nhiệt lượng cao, trữ lượng dồi dào và nhiều ưu điểm khác. Năng lượng hydro có nguồn cung và ứng dụng rộng rãi, có thể giảm thiểu hiệu quả tỷ lệ năng lượng hóa thạch.
Nâng cao trình độ phát triển sạch và phát triển năng lượng hydro là một yếu tố quan trọng để xây dựng hệ thống cung cấp năng lượng “đa dạng bổ sung”, đồng thời là động lực chính cho quá trình chuyển đổi và nâng cấp năng lượng.
Thời gian đăng bài: 19/04/2023