Công nghệ Hybrid và Hydro xanh: “Cú hích” đột phá cho an ninh năng lượng

Thách thức công nghệ trong sản xuất Hydro

Tại Viện Khoa học Vật liệu thuộc Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, các nhà khoa học đang từng bước hoàn thiện hệ thống thử nghiệm Hydro xanh, một hướng tiếp cận hứa hẹn nhưng còn nhiều thách thức về công nghệ. Hệ thống vận hành theo chu trình khép kín: thu nhận năng lượng mặt trời từ các tấm pin, dẫn vào hệ thống điện phân nước tinh khiết để tách Hydro và Oxy, sau đó nén và đưa Hydro vào pin nhiên liệu tạo ra điện năng. Với công suất thử nghiệm chỉ 1kW, sản xuất khoảng 3 khối khí Hydro mỗi ngày, mô hình này hiện vẫn ở quy mô nhỏ nhưng mang ý nghĩa nền tảng quan trọng cho chiến lược phát triển năng lượng mới của Việt Nam.

Pin nhiên liệu là “mắt xích” nhưng khó, bởi nó đòi hỏi làm chủ hàng loạt công nghệ lõi để chế tạo trong nước. PGS.TS Đoàn Đình Phương, chủ tịch HĐKH Viện Khoa học Vật liệu thuộc Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam cho biết: “Công suất 1kW tuy khiêm tốn nhưng hoàn toàn có thể nâng lên mức cao hơn, hướng tới những trạm năng lượng Hydro không phát thải, phục vụ vùng sâu, vùng xa, biên giới và hải đảo – nơi lưới điện quốc gia còn hạn chế”.

Việt Nam hiện đặt mục tiêu sản xuất 100 đến 500 nghìn tấn Hydro sạch mỗi năm vào năm 2030 và tăng lên 10 đến 20 triệu tấn vào 2năm 050, coi đây là một trong những trụ cột để đạt mức phát thải ròng bằng 0. Song song đó, thách thức lớn nhất hiện nay nằm ở chi phí đầu tư, năng lực nội địa hóa thiết bị và yêu cầu về nguồn nhân lực chất lượng cao. Bài toán không chỉ là tạo ra Hydro, mà còn là tạo ra Hydro với chi phí cạnh tranh, phù hợp điều kiện kinh tế của một quốc gia đang phát triển.

Trong khi Hydro xanh còn ở giai đoạn thử nghiệm, hệ sinh thái năng lượng sạch của Việt Nam đang chuyển động mạnh. Các viện nghiên cứu tập trung phát triển vật liệu mới cho pin lưu trữ, cải tiến hiệu suất điện phân và thích ứng công nghệ với khí hậu nhiệt đới. Doanh nghiệp trong nước đầu tư mạnh vào năng lượng tái tạo, từ điện mặt trời mái nhà đến gió ngoài khơi và hệ thống lưu trữ quy mô lớn, từng bước giúp Việt Nam giảm phụ thuộc nhập khẩu và tăng khả năng chống chịu trước biến động thị trường.

Hybrid trở thành hướng đi mới cho địa phương

Nếu Hydro xanh là chiến lược dài hạn, thì mô hình năng lượng Hybrid đang mang lại hiệu quả tức thời. Tại nhiều địa phương, sự kết hợp điện gió và điện mặt trời trong cùng một cụm công suất đã giúp kéo dài thời gian phát điện trong ngày, bổ trợ cho nhau vào thời điểm sản lượng biến động. Theo Bộ Công Thương, các tổ hợp Hybrid đã giúp tăng 15 đến 20% sản lượng điện và giảm rõ rệt tình trạng quá tải truyền tải, vốn là điểm nghẽn lớn của hệ thống điện quốc gia những năm gần đây.

Mô hình này được xem là giải pháp thực tế nhất trong bối cảnh nhu cầu năng lượng tăng nhanh. Nó không chỉ giúp tối ưu nguồn lực sẵn có mà còn tạo ra sự ổn định cần thiết cho lưới điện, đặc biệt tại khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, nơi tập trung nhiều dự án gió và mặt trời nhưng phụ thuộc lớn vào thời tiết theo mùa.

Từ góc độ chuyên môn, TS. Nguyễn Hoài Nam, Phó Viện trưởng Viện Khoa học Công nghệ Năng lượng và Môi trường thuộc Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam cho rằng, các công nghệ mới chỉ có thể phát huy đầy đủ hiệu quả khi đi kèm hiện đại hóa lưới điện và cải thiện thị trường năng lượng. Theo TS. Nguyễn Hoài Nam, quy hoạch điện VIII đã mở rộng danh mục nguồn điện, bao gồm nhiệt điện khí hiệu suất cao, điện hạt nhân, nguồn điện linh hoạt và các giải pháp tích trữ năng lượng, tất cả nhằm bảo đảm an ninh năng lượng trong dài hạn.

Việt Nam sở hữu tiềm năng 600 GW điện gió ngoài khơi, nhưng để khai thác hiệu quả, hệ thống cần một lưới điện mạnh hơn, thông minh hơn (hệ thống điện lưới thông minh - Smart Grid), có khả năng tiếp nhận nguồn năng lượng biến động theo gió và bức xạ mặt trời. Bên cạnh đó, điện hạt nhân được xác định là nguồn chạy nền ổn định, hỗ trợ cân bằng hệ thống khi tỷ trọng điện tái tạo tăng nhanh.

Điều kiện tiên quyết để các công nghệ mới, kể cả Hybrid và Hydro xanh, bứt phá chính là xây dựng thị trường đủ lớn và minh bạch. “Việt Nam đã có nền tảng quy hoạch bài bản, từ nguồn đến lưới điện, qua đó tạo cơ hội thu hút đầu tư và dần kéo giảm giá thành công nghệ. Chỉ khi thị trường vận hành hiệu quả, chi phí giảm xuống mức hợp lý, các công nghệ mới mới có thể triển khai rộng rãi và bền vững trên quy mô quốc gia”, TS. Nguyễn Hoài Nam nhấn mạnh.

Triển vọng chuyển đổi năng lượng của Việt Nam nằm ở khả năng vừa làm chủ công nghệ, vừa kết hợp hài hòa các nguồn điện khác nhau để tối ưu hệ thống. Sự phát triển song song của Hybrid và Hydro xanh, cùng với lưới điện thông minh và chính sách thị trường hợp lý, sẽ tạo ra “cú hích” quan trọng giúp Việt Nam chủ động năng lượng, nâng cao khả năng chống chịu trước biến động toàn cầu và hướng tới nền kinh tế xanh bền vững trong những thập niên tới.