Xe sử dụng năng lượng hydro không thực sự sạch
Theo nhiều nghiên cứu cho thấy, quá trình sản xuất khí hydro thậm chí còn tạo ra nhiều khí thải hơn so với khi sản xuất xăng hay dầu.
Hydro từ lâu đã được coi là một loại nhiên liệu có thể giúp ngăn chặn khí thải từ ôtô, xe máy, máy bay và các hình thức vận chuyển khác. Vì trên lý thuyết hydro khi đốt cháy với oxy sẽ chỉ tạo ra nước và tất nhiên nó bảo vệ môi trường. Nhưng một nghiên cứu mới cho thấy rằng việc sản xuất hydro thực sự có thể gây hại cho môi trường nhiều hơn.
Nghiên cứu tại Mỹ cho thấy, hydro được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch, nói thẳng ra là đốt khí tự nhiên để tách nước thành các phân tử hydro và oxy, đó là nguyên nhân gây ô nhiễm.
Tạp chí Energy Science & Engineering mới đây cũng công bố một nghiên cứu cho thấy, việc khai thác khí đốt tự nhiên tạo ra một lượng CO2 đáng kể.
Cùng với nó khí đốt tự nhiên cũng bị rò rỉ vào khí quyển và điểm đáng chú ý là trong đó có khí mêtan (CH4), một loại khí tác động đến hiệu ứng nhà kính cao hơn gấp 86 lần so với khí carbon.
Như vậy, việc sản xuất khí hydro bằng khí đốt tự nhiên đã không bảo vệ môi trường thậm chí nó còn gây hại nhiều hơn.
Khí hydro sẽ thực sự thân thiện với môi trường khi nó được sản xuất dựa trên năng lượng mặt trời hoặc các dạng năng lượng tái tạo khác. Loại hydro này được gọi là hydro xanh.
Các phương pháp sản xuất có thể giải thích một phần lý do tại sao một số nhà sản xuất ôtô lại có quan điểm khác biệt khi nói về nhiên liệu thay thế này.
Hãng xe Toyota đang tích cực khai phá pin nhiên liệu hydro trên xe hơi, hiện hãng này đang cho ra nhiều mẫu xe chạy bằng năng lượng hydro.
Toyota cho biết, ở Nhật Bản hydro được sản xuất bằng điện có nguồn gốc từ các nhà máy hạt nhân và nhiên liệu hóa thạch, do đó quá trình sản xuất sẽ sạch hơn một chút so với phương pháp khí đốt tự nhiên của Mỹ.
Toyota đưa ra một ví dụ khác, mẫu xe đua Corolla chỉ sử dụng hydro xanh được sản xuất bằng năng lượng mặt trời, do đó về tổng thể chắc chắn sạch hơn so với xe điện. Ngoài ra, một số loại phương tiện thích hợp hơn với hydro. Hydro có thể được nạp đầy nhanh chóng, giống như xăng. Như vậy, xe tải đường dài sẽ cần ít thời gian dừng hơn để sạc nhiên liệu.
Các phương tiện sử dụng năng lượng hydro có thể được chia thành xe đốt trong hydro và xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro.
Có hai phương pháp lưu trữ hydro truyền thống, một phương pháp là sử dụng bình thép áp suất cao và phương pháp còn lại là lưu trữ hydro dưới dạng khí hóa lỏng. Hai phương pháp này không thể lưu trữ lượng lớn hydro và có nguy cơ cháy nổ.
Trong những năm gần đây, một phương pháp lưu trữ hydro mới và đơn giản đã xuất hiện, đó là sử dụng các hợp kim. Những kim loại "hấp thụ" hydro này được gọi là hợp kim lưu trữ hydro. Tuy nhiên, công nghệ này hiện tại vẫn chưa hoàn thiện do con người vẫn chưa tìm ra kim loại lưu trữ hydro thích hợp nhất. Hydro lưu trữ trong kim loại chỉ có thể thoát ra bằng cách nung nóng. Quá trình này cần một thời gian nhất định, có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các công đoạn tiếp theo.
Xe đốt trong hydro tương tự như xe chạy xăng truyền thống. Nó trang bị thêm động cơ đốt trong để cung cấp năng lượng bằng cách đốt cháy hydro. Với đặc điểm nhiệt trị cao và hiệu suất cháy tốt, động cơ đốt trong hydro có hiệu suất tốt hơn. Tuy nhiên, động cơ này lại rất dễ bị đánh lửa trước (cháy trước khi bugi đánh lửa). Nhiệt độ cao bên trong động cơ cũng sẽ làm oxy và nitơ trong không khí phản ứng, tạo ra các hợp chất gây ô nhiễm môi trường.
Loại còn lại là loại xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro, với ưu điểm có thể đi được quãng đường khá dài. Sử dụng pin cũng không gặp các vấn đề về môi trường như động cơ đốt trong chạy bằng hydro. Tuy nhiên, việc phát triển xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro gặp rất nhiều khó khăn.
So với xe điện thuần túy, xe chạy bằng hydro có hiệu suất thấp hơn. Các chuyên gia trong ngành đã tính toán rằng, một khi xe điện khởi động, nguồn điện tại vị trí sạc của xe sẽ mất đi khoảng 5%, quá trình sạc và xả của ắc quy sẽ mất thêm 10% và cuối cùng là động cơ điện sẽ mất 5%. Tổng lượng điện mất mát được tính toán là 20%.
Bên cạnh đó, quá trình vận chuyển và tiếp nhiên liệu hydro cũng tương tự như các nguồn năng lượng khác. Hydro có thể được vận chuyển bằng xe hoặc tàu. Hydro hóa lỏng có thể được vận chuyển trực tiếp bằng đường ống. Các bước nạp hydro và tiếp nhiên liệu về cơ bản là giống nhau. Tuy nhiên, việc này cần phải chú ý đến vấn đề an toàn. Hydro là một chất khí dễ gây cháy và nổ. Vào tháng 6/2019, một vụ nổ đã xảy ra tại một trạm tiếp nhiên liệu hydro ở Na Uy, san bằng toàn bộ khu vực xung quanh. Do đó, việc đảm bảo an toàn cho các trạm tiếp nhiên liệu hydro là một điều quan trọng trong dây chuyền công nghiệp.
Minh Dương (T/h)
