Đại học Tokyo giảm chi phí hydro xanh xuống gần như bằng 0

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo đã tìm cách sản xuất hydro xanh với chi phí chưa đến 0 yên/m3 tiêu chuẩn. Thành tích này đạt được nhờ sử dụng phương pháp điện phân nước chạy bằng năng lượng tái tạo trong thời điểm giá điện âm. Sự tiến bộ này thể hiện một bước tiến quan trọng trong khả năng tồn tại về mặt kinh tế của nhiên liệu xanh trước cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu.

Trung tâm Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ Tiên tiến của trường đại học đã phát triển công nghệ tiên tiến này. Nó tận dụng một cơ chế ít được khám phá: khi các nhà máy năng lượng mặt trời và gió tạo ra nhiều điện hơn mức thị trường tiêu thụ, giá năng lượng sẽ giảm xuống dưới 0. Trong những tình huống này, các nhà khai thác mạng cần phải trả tiền cho lượng điện tiêu thụ hoặc đơn giản là loại bỏ nó.

Cơ hội trong khủng hoảng năng lượng tái tạo

Phương pháp này thu được điện trong các cửa sổ giá âm này. Thay vì lãng phí năng lượng, các nhà nghiên cứu chuyển lượng điện dư thừa sang điện phân, phá vỡ các phân tử nước thành hydro và oxy. Khi thực hiện với các nguồn sạch, quá trình này tạo ra cái gọi là hydro xanh.

Thêm về chủ đề này: Namibia tăng cường vận tải đường sắt với đầu máy chở hàng hybrid hydro xanh

Nhật Bản, quốc gia có ít tài nguyên thiên nhiên, phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng. Cuộc khủng hoảng dầu mỏ đã tăng cường việc tìm kiếm các giải pháp thay thế. Trong lịch sử, hydro luôn là một hứa hẹn xa vời; sản xuất của nó quá đắt để cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch. Bây giờ, với chi phí gần bằng 0, phương trình sẽ thay đổi.

Điều gì định nghĩa hydro xanh

Hydro xanh được sản xuất với cường độ phát thải CO2 đủ thấp trong quá trình sản xuất. Tiêu chuẩn CertifHy của Châu Âu đã đạt được uy tín quốc tế như một tài liệu tham khảo chất lượng. Bằng cách điện phân nước bằng điện tái tạo, hydro đã giảm đáng kể lượng khí thải carbon dioxide.

Tìm hiểu thêm: Đại học Tokyo đạt được mục tiêu sản xuất hydro xanh với chi phí bằng năng lượng dư thừa

Các phương pháp thông thường, chiết xuất hydro từ dầu mỏ, mâu thuẫn với các mục tiêu về khí hậu Điện phân tái tạo đại diện cho sự chuyển đổi thực sự sang năng lượng sạch. Nghiên cứu của Tokyo chứng minh rằng tuyến đường này có hiệu quả kinh tế khi được khám phá trong những điều kiện cụ thể.

Những thách thức vận hành và đồng bộ hóa

Bất chấp sự tiến bộ, những trở ngại thực tế vẫn tồn tại. Giá điện âm không nhất thiết phải trùng với thời điểm nhu cầu hydro tăng cao. Sự thiếu đồng bộ hóa về mặt thời gian này tạo ra một tình huống khó xử cho các nhà khai thác công nghiệp. Các nhà máy điện cần sẵn sàng sản xuất khi có điện giá rẻ chứ không phải khi thị trường có nhu cầu.

Lưu trữ hydro cũng đòi hỏi cơ sở hạ tầng cụ thể. Nếu không cải tiến công nghệ lưu trữ, lợi ích kinh tế sẽ bị lãng phí. Nhóm nghiên cứu đang nghiên cứu các giải pháp bổ sung:

Cùng chủ đề: Động đất 5,9 độ richter tấn công Tokyo, khiến Nhật Bản bị thương và thiệt hại

• Hệ thống dự đoán giá tiêu cực thông minh
• Bể chứa hydro có áp suất
• Tích hợp với nhu cầu công nghiệp linh hoạt
• Thuật toán tối ưu hóa thời gian thực
• Hợp tác với các nhà khai thác lưới điện

Khả năng cạnh tranh so với nhiên liệu thông thường

Hydro vẫn đắt hơn xăng và dầu diesel khi đánh giá bằng phương pháp truyền thống. Ngay cả màu xanh lá cây vẫn đắt hơn so với dầu chiết xuất thông thường. Sự đổi mới của Tokyo chỉ thay đổi thực tế này trong những trường hợp điện có chi phí âm cụ thể.

Đối với quy mô công nghiệp, chỉ dựa vào giá âm là không đủ. Tác động thực sự đến khi phương pháp này kết hợp với các công nghệ năng lượng sạch đang mở rộng trên toàn cầu khác. Các tấm pin mặt trời ngày càng rẻ hơn làm tăng thời điểm phát điện dư thừa.

Bối cảnh chuyển đổi năng lượng toàn cầu

Nghiên cứu này là một phần của phong trào quốc tế nhằm thay thế nhiên liệu hóa thạch. Các chính phủ châu Âu đặt ra các mục tiêu đầy tham vọng về hydro xanh trong ma trận năng lượng của họ. Trung Quốc đầu tư mạnh vào sản xuất quy mô lớn Hàn Quốc và Đức cạnh tranh để giành vị trí dẫn đầu về công nghệ trong lĩnh vực này.

Nhật Bản, vốn có lịch sử phụ thuộc vào nhập khẩu năng lượng, coi công nghệ tái tạo là cơ hội để tự chủ. Cam kết về khí hậu của nước này nhằm trung hòa lượng carbon vào năm 2050 khiến nghiên cứu trở nên quan trọng đối với chính sách quốc gia. Các trường đại học như Tokyo nhận được nguồn tài trợ đáng kể của chính phủ cho các dự án này.

Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng các thí nghiệm vẫn tiếp tục trong giai đoạn phòng thí nghiệm. Quy mô thí điểm trong quá trình lắp đặt thực tế sẽ sớm bắt đầu. Các đối tác công nghiệp đánh giá tính khả thi của thương mại hóa Các dự đoán chỉ ra rằng công nghệ này sẽ sẵn sàng cho mục đích thương mại trong vòng 5 đến 10 năm nữa, tùy thuộc vào khoản đầu tư bổ sung và quy định thuận lợi.