2 nút thắt chính của công nghệ Hydroxanh?
“Hydro xanh” (green hydrogen – sản xuất bằng điện phân nước từ năng lượng tái tạo) hiện gặp 2 nút thắt chính:
⚡ 1. Hiệu suất chuyển đổi kém
-
Điện → Hydro (electrolysis):
-
Hiệu suất hiện tại: 60–70% (tức là để tạo ra 1 kWh hydro, phải tiêu tốn 1.4–1.7 kWh điện).
-
Lý do: tổn hao do điện trở, phản ứng điện hóa, sinh nhiệt.
-
Công nghệ PEM (Proton Exchange Membrane) mới có thể nâng lên 75–80% trong 5–10 năm tới.
-
-
Chu trình Hydro → Điện (Fuel Cell hoặc Turbine):
-
Pin nhiên liệu (PEMFC): 50–60%.
-
Turbine H₂: 45–55%.
-
Nếu tính vòng khép kín điện → hydro → điện (round-trip efficiency) chỉ còn 30–40%.
→ Đây là điểm yếu khi so với pin lithium-ion (round-trip 85–90%).
-
-
Kết luận: Hydro xanh không phù hợp lưu trữ ngắn hạn, mà nên dùng cho dài hạn (nhiều ngày–mùa) hoặc ngành công nghiệp nặng nơi không có lựa chọn khác.
🛠 2. Tuổi thọ linh kiện ngắn
-
Điện phân (Electrolyzer):
-
PEM electrolyzer: tuổi thọ màng trao đổi proton (PEM) và điện cực xúc tác Pt/Ir thường chỉ 5–10 năm ở vận hành liên tục.
-
Alkaline electrolyzer: bền hơn (10–20 năm), nhưng hiệu suất thấp hơn, khó vận hành linh hoạt.
-
AEM (Anion Exchange Membrane) & SOEC (Solid Oxide Electrolysis Cell) đang nghiên cứu để cải thiện cả hiệu suất lẫn tuổi thọ.
-
-
Pin nhiên liệu (Fuel Cell):
-
PEMFC trong xe bus/xe tải hiện nay: tuổi thọ ~5.000–10.000 giờ (~5 năm vận hành).
-
Stationary fuel cell (cố định): có thể đạt 40.000–80.000 giờ.
-
Hạn chế lớn: màng trao đổi ion, xúc tác Pt/Ir đắt tiền, nhanh thoái hóa khi có CO/impurity.
-
🎯 Ngoài ra còn có 2 vấn đề đi kèm
-
Chi phí cao:
-
Giá điện phân xanh: 4–6 USD/kg H₂ (cần xuống ~2 USD/kg để cạnh tranh).
-
Linh kiện đắt: màng, kim loại quý (Iridium, Platinum).
-
-
Hạ tầng chưa phát triển:
-
Lưu trữ, vận chuyển, trạm nạp H₂ còn hạn chế, chi phí cao.
-
✅ Kết luận
-
Đúng: Hydro xanh hiện tại vướng ở hiệu suất chuyển đổi thấp và tuổi thọ linh kiện hạn chế.
-
Nhưng: Với đầu tư R&D toàn cầu (EU, Mỹ, Nhật, Trung Quốc, Hàn…), kỳ vọng hiệu suất điện phân lên ~80%, tuổi thọ >15 năm, chi phí <2 USD/kg vào thập niên 2030.
-
Khi đó, hydro xanh sẽ trở thành giải pháp xương sống cho ngành công nghiệp nặng và lưu trữ năng lượng dài hạn.
