Với sự chuyển dịch mạnh mẽ sang các nguồn năng lượng tái tạo và khát vọng giảm phát thải carbon, Đức đã đặt ra một chiến lược tham vọng để phát triển hydro xanh. Tuy nhiên, mặc dù hydro xanh hứa hẹn sẽ trở thành một phần quan trọng trong tương lai năng lượng của quốc gia này, nhưng con đường phía trước lại đầy thử thách, đặc biệt là về chi phí sản xuất và nguồn cung. Trong bối cảnh ấy, Đức cần phải tìm ra những giải pháp sáng tạo để giảm chi phí, khai thác tiềm năng hydro xanh hiệu quả và giữ vững vị thế cạnh tranh trong thị trường năng lượng toàn cầu.

1. Tham vọng về hydro xanh của Đức

Vào mùa hè năm 2023, khi chính phủ liên minh ba đảng của Đức (SPD, Xanh và FDP) ban hành chiến lược Hydro quốc gia, quốc gia này đã đặt ra những tham vọng lớn lao về việc phát triển hydro xanh. Trước đó, Đức đã đối mặt với cú sốc nguồn cung khí đốt tự nhiên từ Nga, dẫn đến việc tăng giá năng lượng toàn cầu. Hydro xanh, được sản xuất từ nguồn điện tái tạo dư thừa như năng lượng gió và năng lượng mặt trời, trở thành một phần không thể thiếu trong chiến lược năng lượng của Đức. Hydro xanh không chỉ giúp giảm phát thải CO2, mà còn là giải pháp cho ngành thép và hóa chất, những ngành có nhu cầu năng lượng rất lớn.

Mặc dù đã đặt mục tiêu xây dựng các nhà máy điện phân hydro với công suất 10 GW, Đức vẫn đang gặp khó khăn trong việc đạt được mục tiêu này. Cho đến nay, công suất thực tế của các nhà máy này vẫn chỉ đạt 0,1 GW, một con số quá khiêm tốn so với kế hoạch đề ra. Điều này đặt ra câu hỏi liệu Đức có thể thực hiện được tham vọng này trong bối cảnh công nghệ hiện tại và nguồn năng lượng tái tạo trong nước còn hạn chế.

Ngoài ra, các ngành công nghiệp như thép và hóa chất ở Đức rất cần hydro xanh, nhưng nguồn cung trong nước không đủ để đáp ứng nhu cầu. Các nhà máy sản xuất thép mới đang đầu tư hàng tỷ euro vào các hệ thống sử dụng nhiên liệu hydro, nhưng liệu giá thành sản xuất hydro xanh ở Đức có thể cạnh tranh được với các quốc gia khác, nơi có nguồn năng lượng tái tạo giá rẻ?

2. Chi phí sản xuất hydro cao: thực trạng và thách thức

Một trong những vấn đề lớn mà Đức phải đối mặt khi phát triển hydro xanh là chi phí sản xuất. Mặc dù hydro xanh là nguồn năng lượng tái tạo đầy hứa hẹn, nhưng hiện nay, chi phí để sản xuất hydro vẫn rất cao, đặc biệt là tại các quốc gia như Đức, nơi nguồn năng lượng tái tạo không dồi dào và chi phí sản xuất điện tái tạo còn lớn.

Theo một nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Hệ thống và Đổi mới Fraunhofer, hydro xanh sẽ vẫn khan hiếm và đắt đỏ ở Đức trong thời gian tới. Giáo sư Martin Wietschel, người đứng đầu dự án này, cho biết Đức có thể phải tính đến khả năng giá hydro cao nhất trong Liên minh Châu Âu và trên toàn thế giới. Điều này có thể tạo ra một lợi thế lớn cho các quốc gia khác, nơi chi phí sản xuất hydro xanh thấp hơn nhiều.

Ngoài chi phí sản xuất, việc xây dựng cơ sở hạ tầng để sản xuất và vận chuyển hydro cũng đắt đỏ. Để đáp ứng được nhu cầu hydro của các ngành công nghiệp, Đức cần đầu tư mạnh mẽ vào cơ sở hạ tầng, nhưng điều này đòi hỏi nguồn vốn khổng lồ. Nếu chi phí không được kiểm soát tốt, hydro xanh có thể trở thành một lựa chọn đắt đỏ và không hiệu quả đối với nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong các lĩnh vực như giao thông đường bộ và sưởi ấm.

3. Những nhà xuất khẩu hydro tiềm năng: khoảng cách địa lý và giá thành cao

Một trong những giải pháp mà Đức đang hướng tới là nhập khẩu hydro xanh từ các quốc gia có chi phí sản xuất rẻ. Những quốc gia như Maroc, Các Tiểu Vương Quốc Arập Thống Nhất (UAE), Canada, Brazil và Chile được xem là những nguồn cung cấp hydro tiềm năng nhờ vào năng lượng tái tạo rẻ và các cảng biển quốc tế thuận lợi. Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất là khoảng cách địa lý giữa các quốc gia này và châu Âu.

Ngoại trừ Maroc, khoảng cách từ các quốc gia khác đến châu Âu quá xa, điều này khiến cho việc vận chuyển hydro qua đường ống trở nên không khả thi về mặt kinh tế. Việc vận chuyển hydro qua các đường ống đòi hỏi đầu tư lớn và chi phí vận hành cao, điều này khiến giá hydro từ các quốc gia xuất khẩu này có thể cao hơn nhiều so với dự đoán ban đầu.

Trong khi đó, các quốc gia như Anh và Tây Ban Nha, với tiềm năng năng lượng tái tạo lớn, có thể trở thành những nhà xuất khẩu hydro lớn trong tương lai. Giá hydro tại Anh và Tây Ban Nha dự báo vào năm 2050 sẽ chỉ khoảng 70 euro mỗi megawatt giờ (MWh), trong khi giá hydro ở Đức và Hà Lan có thể lên tới hơn 130 euro mỗi MWh, tạo ra một bất lợi lớn về cạnh tranh cho Đức trong thị trường năng lượng toàn cầu.

4. Hậu quả của chi phí cao: hydro không phải là giải pháp cho mọi ngành

Một vấn đề lớn nữa mà Đức phải đối mặt khi phát triển hydro xanh là tính khả thi của hydro trong các lĩnh vực khác nhau. Trong nghiên cứu của Viện ISI, các chuyên gia chỉ ra rằng giá hydro cao có thể khiến cho nhiều ngành công nghiệp không thể sử dụng hydro một cách hiệu quả. Cụ thể, trong các ngành như giao thông đường bộ và sưởi ấm, chi phí hydro xanh quá cao so với các nguồn năng lượng thay thế khác, khiến nó trở thành một lựa chọn không khả thi.

Ngược lại, trong những ngành công nghiệp mà không có nhiều lựa chọn thay thế để giảm phát thải, chẳng hạn như sản xuất thép, hóa chất, và giao thông hàng không, hydro xanh sẽ là một giải pháp quan trọng. Tuy nhiên, chi phí cao sẽ làm cho các ngành này phải xem xét lại các kế hoạch đầu tư vào hydro. Việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng và công nghệ mới cũng phải được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả kinh tế lâu dài.

5. Giải pháp tiềm năng: sản xuất hydro ở các quốc gia có năng lượng rẻ

Một trong những giải pháp mà các chuyên gia đưa ra là việc sản xuất các dẫn xuất hydro, chẳng hạn như amoniac, ở những quốc gia có chi phí năng lượng thấp và sau đó vận chuyển chúng đến châu Âu. Các quốc gia như Maroc, UAE, và Chile có nguồn năng lượng tái tạo rất rẻ, vì vậy việc sản xuất hydro hoặc các dẫn xuất hydro ở những quốc gia này sẽ giúp giảm chi phí sản xuất và vận chuyển.

Các chuyên gia cũng đề xuất xây dựng các nhà máy sản xuất thép ở những quốc gia có nguồn năng lượng tái tạo rẻ và sau đó vận chuyển sản phẩm trung gian như thép qua các cảng biển đến Đức để xử lý tiếp. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn tạo ra cơ hội cho sự hợp tác quốc tế trong lĩnh vực năng lượng và công nghiệp.

Đức đang đặt cược rất lớn vào hydro xanh để giải quyết bài toán năng lượng và phát thải. Tuy nhiên, quá trình này không hề dễ dàng. Với chi phí sản xuất cao và vấn đề vận chuyển, Đức cần phải tìm ra những giải pháp sáng tạo và hợp lý để tối ưu hóa việc sử dụng hydro xanh. Điều này không chỉ đòi hỏi những chiến lược đầu tư thông minh mà còn cần sự hợp tác quốc tế để tạo ra một mạng lưới cung cấp hydro toàn cầu hiệu quả và bền vững. Việc phát triển hydro xanh không chỉ là một mục tiêu năng lượng mà còn là một phần trong chiến lược giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu.

P.A.T (NASATI), theo https://technologymagazine.com/, 11/2024