Năng lượng điện sẽ được sử dụng thay thế xăng dầu thời gian tới

Một nguồn năng lượng mới, đó là hydro (hydrogen, H2). Hydro là một loại khí có nhiệt cháy cao nhất trong tất cả các loại nhiên liệu trong thiên nhiên, đã được sử dụng làm nhiên liệu phóng các tàu vũ trụ. Đặc điểm quan trọng của hydro là trong phân tử không chứa bất cứ nguyên tố hóa học nào khác, như cacbon (C), lưu huỳnh (S), nitơ (N) nên sản phẩm cháy của chúng chỉ là nước (H2O), được gọi là nhiên liệu sạch lý tưởng.

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


Pin nhiên liệu hydro
Hydro là nguồn nhiên liệu an toàn, không thể gây bất cứ sự cố môi trường 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.
Từ năm 1960, Công ty General Electric đã sản xuất hệ thống cung cấp điện bằng pin nhiên liệu hydro cho tàu Apollo của NASA, sau đó sử dụng cho tàu Apollo-Soyuz, Skylab và các tàu con thoi (Space Shuttle). Ngày nay, điện năng trong các tàu con thoi và trạm nghiên cứu không gian của NASA đều được các pin nhiên liệu cung cấp, vì trên tàu không gian, hydro và oxy được mang theo sẵn. Song điều lý thú là bản thân pin nhiên liệu không chỉ cung cấp điện mà còn cung cấp nước uống siêu sạch cho các phi hành gia, vì nước là chất thải của pin nhiên liệu hydro.



Hydro thay xăng dầu cho các phương tiện giao thông, vận tải


Bloc pin nhiên liệu hydro lắp trên ôtô
Hiện 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.
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 nhiên liệu hóa thạch, thực hiện trong các pin nhiên liệu (fuel cell). Pin nhiên liệu hoạt động theo nguyên lý ngược với quá trình sản xuất hydro, nghĩa là nếu với nguyên liệu là nước, khi được cung cấp một năng lượng cần thiết sẽ xảy ra quá trình tạo ra hydro và oxy, thì ngược lại, nếu cho hydro và oxy kết hợp lại trong điều kiện nhất định sẽ thu được nước và một năng lượng tương ứng, đó là điện năng.

Pin nhiên 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, kéo dài bao lâu cũng được tùy theo sự cung cấp hydro và oxy vào hệ. Nhờ đó, pin nhiên liệu đóng vai trò như một máy sản xuất điện thực thụ với nguyên liệu đầu 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 chuyển động, không có tiếng ồn, không khói xả. Điện từ các pin nhiên liệu hydro có thể sản xuất mọi nơi, mọi công suất từ vài watt cho đến hàng trăm kilowatt hoặc hàng trăm megawatt cho mọi nhu cầu, từ các vùng sâu, vùng xa, hoặc trạm điện, các cao ốc cho đến các thành phố, mà không cần đến những nhà máy điện đồ sộ cùng nguồn điện lưới từ trung tâm cung cấp phân phối điện quốc gia. Người tiêu thụ có thể tự sản xuất điện. Sản xuất điện bằng pin nhiên liệu hydro sẽ phá thế độc quyền trong sản xuất và phân phối điện.

Một nền kinh tế hydro sẽ xuất hiện như đã xuất hiện nền kinh tế dầu - khí, sẽ buộc phải thay đổi tận gốc những hạ tầng cơ sở của nền kinh tế hóa thạch cùng các hoạt động của con người. Phương thức sản xuất nguồn năng lượng mới không còn là tìm kiếm, thăm dò, khai thác; phương thức tồn chứa, vận chuyển, cung ứng hydro cho các nhu cầu tiêu thụ sẽ buộc phải cấu trúc, xây dựng hạ tầng cơ sở mới. Động cơ sẽ được chế tạo theo nguyên lý mới phù hợp nguồn năng lượng hydro, tất nhiên sẽ khác hẳn các động cơ xăng, dầu.

Các tiêu chuẩn kỹ thuật, các qui định an toàn, luật lệ pháp lý khi sử dụng nguồn năng lượng mới sẽ phải xây dựng lại. Công tác giáo dục, đào tạo, nghiên cứu khoa học phục vụ nền kinh tế hydro sẽ đòi hỏi phải có những nội dung mới, cơ sở vật chất mới, hoàn toàn khác so với nền kinh tế hóa thạch hiện nay. Những vấn đề về môi trường ô nhiễm do sử dụng năng lượng hydro gây ra sẽ không còn là đề tài nghiên cứu tiêu hao tiền của và sức lao động của các nhà khoa học, không còn là đầu đề của các hội nghị quốc tế triền miên về biến đổi khí hậu toàn cầu như khi sử dụng năng lượng hóa thạch.

Tất cả những sự thay đổi đó cho thấy đây thật sự là một cuộc cách mạng sâu sắc trong tiến trình phát triển của xã hội loài người, và đã được đánh giá có ý nghĩa to lớn như cuộc cách mạng công nghiệp trước đây, khi phát minh đầu máy hơi nước với việc sử dụng nhiên liệu than đá.

Ngày nay, nền kinh tế hydro đang trở thành một xu thế không thể đảo ngược trên thế giới. Ở Mỹ, năm 2003 Tổng thống G. Bush đã công bố một chương trình được gọi là “Sáng kiến nhiên liệu hydro” (Hydrogen Fuel Initiative) với quyết định dành 1,2 tỉ USD cho nghiên cứu và phát triển nhằm mục tiêu đến năm 2020 ôtô chạy bằng pin nhiên liệu hydro phải triển khai thương mại hóa thành công vào thực tế. Nền kinh tế hydro nhờ năng lượng mặt trời không còn là ý tưởng mơ hồ hoặc chỉ là viễn tưởng khoa học, khả năng hiện thực hóa nền kinh tế hydro chỉ khoảng 25-35 năm nữa thôi! Như Tổng thống Mỹ G. Bush hi vọng “chiếc ôtô đầu tiên trong đời của những trẻ mới sinh hôm nay ngồi cầm lái sẽ là xe hydro dòng ZEV”.

--- Gộp bài viết, Mar 9, 2022, Bài cũ: Mar 9, 2022 ---

Tương lai thôi các cụ, ngay luôn ở xứ này chỉ có điện là ít nhiều thay cho xăng dầu