Hydro: nguồn năng lượng mới thay thế dầu – khí trong tương lai

Hydro – nguồn năng lượng vô tận và thân thiện với môi trường

Phóng toPin nhiên liệu hydro Hydro là nguồn nguyên vật liệu bảo đảm an toàn, không hề gây bất kỳ sự cố môi trường tự nhiên nào cho con người, không như nguồn năng lượng hạt nhân từng gây nhiều vụ rò rỉ phóng xạ như đã xảy ra trong nhiều năm gần đây .
Như vụ rò rỉ phóng xạ ngày 28-3-1979 ở Nhà máy The Three-Mile Island ( bang Pennsylvania, Mỹ ) ; vụ tai nạn đáng tiếc nổ lò phản ứng hạt nhân ngày 26-4-1976 ở Nhà máy Chernobyl ( Ukraine, Liên Xô trước kia ) ; sự cố ngày 30-9-1999 làm 119 người bị nhiễm phóng xạ tại Nhà máy tái chế nguyên vật liệu phóng xạ Tokaimura ( tỉnh Ibakari, Nhật ) ; vụ vỡ đường ống nước và hơi nóng ngày 9-8-2004 tại Nhà máy điện hạt nhân Mihama ( tỉnh Fukui, Nhật ) làm năm công nhân thiệt mạng .
Cũng tại nhà máy sản xuất này năm 2006 lại xảy ra một vụ cháy nữa. Gần đây nhất, sau trận động đất Chuetsu 6,8 độ Richter ngày 16-7-2007, một vụ rò rỉ được nhìn nhận là rất nghiêm trọng đã xảy ra tại nhà máy sản xuất điện hạt nhân lớn nhất quốc tế Kashiwazaki Kariwa ( tỉnh Niigata, Nhật ) .
Khoảng 400 thùng chất thải hạt nhân bị đổ vỡ, một số lượng chất lỏng chứa phóng xạ chảy ra biển, buộc nhà máy sản xuất phải đóng cửa ngưng hoạt động giải trí tối thiểu một năm để Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế ( IAEA ) kiểm tra. Ngoài ra, nhiều yếu tố nghiêm trọng khác về chất thải hạt nhân, yếu tố thất thoát nguyên vật liệu hạt nhân vào tay những thành phần khủng bố, yếu tố xích míc giữa độc quyền công nghệ tiên tiến hạt nhân trong tay 1 số ít nước và chủ trương phá vỡ thế độc quyền đó .
Hydro – nguồn năng lượng vô tận
Hydro được sản xuất từ nước và năng lượng mặt trời, thế cho nên hydro thu được còn gọi hydro nhờ năng lượng mặt trời ( solar hydrogen ). Nước và ánh nắng mặt trời có vô tận và khắp nơi trên hành tinh. Năng lượng mặt trời được vạn vật thiên nhiên ban cho hào phóng và vĩnh hằng, khoảng chừng 3×1024 J / ngày, tức khoảng chừng 104 lần năng lượng toàn quốc tế tiêu thụ hằng năm. Vì vậy, hydro nhờ năng lượng mặt trời là nguồn nguyên vật liệu vô tận, sử dụng từ thế kỷ này qua thế kỷ khác bảo vệ bảo đảm an toàn năng lượng cho loài người mà không sợ hết sạch, không hề có khủng hoảng cục bộ năng lượng và bảo vệ độc lập về năng lượng cho mỗi vương quốc, không một vương quốc nào độc quyền chiếm hữu hoặc tranh giành nguồn năng lượng hydro như từng xảy ra với năng lượng hóa thạch .
Để thu được hydro nhờ năng lượng mặt trời có hai chiêu thức sản xuất sau đây : chiêu thức điện phân nước ( water electrolysis ) nhờ năng lượng điện mặt trời trải qua những pin mặt trời ( solar cell ) và giải pháp quang điện hóa phân rã nước ( photoelectrochemical water splitting ) nhờ năng lượng bức xạ của ánh nắng mặt trời với sự xuất hiện chất xúc tác quang. Cả hai giải pháp, phản ứng đều xảy ra như sau :
H2O – H2 + 50% O2
Từ năm 1960, Công ty General Electric đã sản xuất mạng lưới hệ thống cung ứng điện bằng pin nguyên vật liệu hydro cho tàu Apollo của NASA, sau đó sử dụng cho tàu Apollo-Soyuz, Skylab và những tàu con thoi ( Space Shuttle ). Ngày nay, điện năng trong những tàu con thoi và trạm điều tra và nghiên cứu khoảng trống của NASA đều được những pin nguyên vật liệu phân phối, vì trên tàu khoảng trống, hydro và oxy được mang theo sẵn. Song điều lý thú là bản thân pin nguyên vật liệu không riêng gì cung ứng điện mà còn cung ứng nước uống siêu sạch cho những phi hành gia, vì nước là chất thải của pin nguyên vật liệu hydro .
Hydro thay xăng dầu cho những phương tiện đi lại giao thông vận tải, vận tải đường bộ
Phóng toBloc pin nhiên liệu hydro lắp trên ôtôHiện đã có nhiều mẫu xe chạy bằng hydro (hydrogen car) và xe kết hợp giữa động cơ đốt trong bằng hydro và động cơ điện có tên gọi xe ghép lai (hybrid car) được gọi chung là dòng xe hoàn toàn không có khói xả (Zero Emission Vehicle – ZEV) của các hãng ôtô nổi tiếng như Honda, Ford, Mercedes Benz… trưng bày giới thiệu trong các cuộc triển lãm quốc tế về ôtô.
Hiện đã có nhiều mẫu xe chạy bằng hydro ( hydrogen car ) và xe phối hợp giữa động cơ đốt trong bằng hydro và động cơ điện có tên gọi xe ghép lai ( hybrid car ) được gọi chung là dòng xe trọn vẹn không có khói xả ( Zero Emission Vehicle – ZEV ) của những hãng ôtô nổi tiếng như Honda, Ford, Mercedes Benz … tọa lạc ra mắt trong những cuộc triển lãm quốc tế về ôtô .

Nhật tuyên bố ngay trong năm 2008 các thế hệ xe không có khói xả ZEV sẽ ra đời với tên Toyota Prius, Toyota Camry Hybrid, Ford Escape Hybrid, Honda Insigh. Cho đến tháng 4-2007, ở Mỹ đã có 200 chiếc ôtô và xe buýt chạy bằng hydro hoạt động. Gần đây, một cuộc hành trình thử nghiệm xuyên châu Úc trong một ngày đường khoảng 4.000km bằng ôtô dùng nhiên liệu hydro cho thấy ôtô có thể chạy an toàn đến mọi nơi mà không cần xăng và hoàn toàn không xả khí độc hại gây ô nhiễm môi trường.

Hydro thay xăng dầu sản xuất điện năng
Hydro được sử dụng để sản xuất điện thay nguyên vật liệu hóa thạch, triển khai trong những pin nguyên vật liệu ( fuel cell ). Pin nguyên vật liệu hoạt động giải trí theo nguyên tắc ngược với quy trình sản xuất hydro, nghĩa là nếu với nguyên vật liệu là nước, khi được phân phối một năng lượng thiết yếu sẽ xảy ra quy trình tạo ra hydro và oxy, thì ngược lại, nếu cho hydro và oxy phối hợp lại trong điều kiện kèm theo nhất định sẽ thu được nước và một năng lượng tương ứng, đó là điện năng .
Pin nguyên vật liệu là một hệ mở, khi hydro và oxy được cấp vào liên tục thì nước và điện sẽ sinh ra liên tục với cường độ không đổi, lê dài bao lâu cũng được tùy theo sự cung ứng hydro và oxy vào hệ. Nhờ đó, pin nguyên vật liệu đóng vai trò như một máy sản xuất điện thực thụ với nguyên vật liệu nguồn vào là hydro và oxy không khí, chất thải ra chỉ là nước .
Sẽ không cần máy phát điện, không cần những tuôcbin đồ sộ, không có cả những cơ cấu tổ chức hoạt động, không có tiếng ồn, không khói xả. Điện từ những pin nguyên vật liệu hydro hoàn toàn có thể sản xuất mọi nơi, mọi hiệu suất từ vài watt cho đến hàng trăm kilowatt hoặc hàng trăm megawatt cho mọi nhu yếu, từ những vùng sâu, vùng xa, hoặc trạm điện, những cao ốc cho đến những thành phố, mà không cần đến những nhà máy sản xuất điện đồ sộ cùng nguồn điện lưới từ TT phân phối phân phối điện vương quốc. Người tiêu thụ hoàn toàn có thể tự sản xuất điện. Sản xuất điện bằng pin nguyên vật liệu hydro sẽ phá thế độc quyền trong sản xuất và phân phối điện .
Nền kinh tế tài chính hydro sẽ thay thế sửa chữa nền kinh tế tài chính hóa thạch : cuộc cách mạng về năng lượng đang được hiện thực hóa
Hydro và pin nguyên vật liệu là chìa khóa xử lý yếu tố ô nhiễm bầu khí quyển và sự biến hóa khí hậu toàn thế giới – mối lo của toàn quốc tế lúc bấy giờ khi sử dụng nguyên vật liệu hóa thạch .
Một nền kinh tế tài chính hydro sẽ Open như đã Open nền kinh tế tài chính dầu – khí, sẽ buộc phải biến hóa tận gốc những hạ tầng cơ sở của nền kinh tế tài chính hóa thạch cùng những hoạt động giải trí của con người. Phương thức sản xuất nguồn năng lượng mới không còn là tìm kiếm, thăm dò, khai thác ; phương pháp tồn chứa, luân chuyển, đáp ứng hydro cho những nhu yếu tiêu thụ sẽ buộc phải cấu trúc, kiến thiết xây dựng hạ tầng cơ sở mới. Động cơ sẽ được sản xuất theo nguyên tắc mới tương thích nguồn năng lượng hydro, tất yếu sẽ khác hẳn những động cơ xăng, dầu .
Các tiêu chuẩn kỹ thuật, những qui định bảo đảm an toàn, luật lệ pháp lý khi sử dụng nguồn năng lượng mới sẽ phải kiến thiết xây dựng lại. Công tác giáo dục, huấn luyện và đào tạo, điều tra và nghiên cứu khoa học ship hàng nền kinh tế tài chính hydro sẽ yên cầu phải có những nội dung mới, cơ sở vật chất mới, trọn vẹn khác so với nền kinh tế tài chính hóa thạch lúc bấy giờ. Những yếu tố về thiên nhiên và môi trường ô nhiễm do sử dụng năng lượng hydro gây ra sẽ không còn là đề tài nghiên cứu và điều tra tiêu tốn tiền của và sức lao động của những nhà khoa học, không còn là đầu đề của những hội nghị quốc tế triền miên về biến hóa khí hậu toàn thế giới như khi sử dụng năng lượng hóa thạch .
Tất cả những sự biến hóa đó cho thấy đây thật sự là một cuộc cách mạng thâm thúy trong tiến trình tăng trưởng của xã hội loài người, và đã được nhìn nhận có ý nghĩa to lớn như cuộc cách mạng công nghiệp trước đây, khi ý tưởng đầu máy hơi nước với việc sử dụng nguyên vật liệu than đá .
Ngày nay, nền kinh tế tài chính hydro đang trở thành một xu thế không hề đảo ngược trên quốc tế. Ở Mỹ, năm 2003 Tổng thống G. Bush đã công bố một chương trình được gọi là “ Sáng kiến nguyên vật liệu hydro ” ( Hydrogen Fuel Initiative ) với quyết định hành động dành 1,2 tỉ USD cho điều tra và nghiên cứu và tăng trưởng nhằm mục đích tiềm năng đến năm 2020 ôtô chạy bằng pin nguyên vật liệu hydro phải tiến hành kinh doanh thương mại hóa thành công xuất sắc vào thực tiễn. Nền kinh tế tài chính hydro nhờ năng lượng mặt trời không còn là sáng tạo độc đáo mơ hồ hoặc chỉ là viễn tưởng khoa học, năng lực hiện thực hóa nền kinh tế tài chính hydro chỉ khoảng chừng 25-35 năm nữa thôi ! Như Tổng thống Mỹ G. Bush hy vọng “ chiếc ôtô tiên phong trong đời của những trẻ mới sinh thời điểm ngày hôm nay ngồi cầm lái sẽ là xe hydro dòng ZEV ” .
Dầu – khí không phải là vô tận

Ngày nay, ít ai nghĩ đến một lúc nào đó “chết gí một chỗ” vì không còn xăng dầu! Thế nhưng, theo các số liệu đánh giá gần đây nhất, tổng dự trữ nguồn năng lượng hóa thạch bao gồm dầu mỏ, khí thiên nhiên, than đá trên toàn thế giới hiện nay nếu qui đổi ra than khoảng 1.279 GTCE (GTCE – Giga Tonnes Coal Equivalent, tương đương 1 tỉ tấn than), trong đó dầu mỏ khoảng 329 GTCE, khí thiên nhiên khoảng 198 GTCE, than đá khoảng 697 GTCE. Như vậy, nếu với mức khai thác và sử dụng hằng năm như hiện nay: dầu mỏ 5,5 GTCE/năm, khí thiên nhiên 3,0 GTCE/năm, than đá 4,1 GTCE/năm thì lượng tài nguyên hóa thạch còn lại chỉ đủ dùng cho 42 năm đối với dầu mỏ, 65 năm đối với khí thiên nhiên và 170 năm đối với than đá; đó là chưa kể nhu cầu năng lượng bao giờ năm sau cũng tăng hơn năm trước nên thời gian còn lại sẽ còn ngắn hơn dự báo.

Dầu – khí không phải là vô hại
Đặc điểm những tài nguyên hóa thạch là trong thành phần hóa học đều có chứa những nguyên tố cacbon ( C ), hydro ( H ), oxy ( O ), nitơ ( N ), lưu huỳnh ( S ), đặc biệt quan trọng trong than còn có kèm theo chất phóng xạ urani ( U ) và thori ( Th ). Khi đốt than đá đã thải ra bầu khí quyển một lượng chất phóng xạ đáng kể. Chỉ tính trong năm 2000, trên toàn quốc tế đã thải ra khoảng chừng 12.000 tấn thori và 5.000 tấn urani .
Việc sử dụng những tài nguyên hóa thạch dưới dạng nguyên vật liệu đã để lại cho con người và hành tinh tất cả chúng ta đang sống những hậu quả vô cùng to lớn .

Source: https://mix166.vn
Category: Công Nghệ