Trong kế hoạch 5 năm lần thứ 14 (2021-2025), chính quyền trung ương và các địa phương của Trung Quốc chọn hydro là một trong sáu “ngành công nghiệp tương lai” của nước này.

Liên minh Hydro Trung Quốc, một tổ chức công nghiệp có chính phủ hỗ trợ, dự báo đến năm 2025, giá trị sản lượng của ngành năng lượng hydro nước này sẽ đạt 1 nghìn tỷ nhân dân tệ (152,6 tỷ USD), và đến năm 2030, nhu cầu hydro của Trung Quốc là 35 triệu tấn, chiếm ít nhất 5% hệ thống năng lượng quốc gia.

Tăng cường sử dụng hydro - một nguyên tố dồi dào ở thể khí - sẽ giúp thực hiện mục tiêu giảm đáng kể lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính của Trung Quốc.

Phản ứng hóa học giúp pin nhiên liệu hydro sinh ra điện không phát thải, có thể sử dụng trong giao thông vận tải và các ứng dụng khác.

Mở rộng sản xuất hydro và phát triển cơ sở hạ tầng tiếp nhiên liệu có thể giúp tăng số lượng phương tiện sử dụng năng lượng mới và giúp Trung Quốc có mức phát thải carbon cao nhất trước năm 2030 và đạt được mức độ trung tính carbon năm 2060.

Để đạt được những mục tiêu này, Trung Quốc cần vượt qua các trở ngại về công nghệ để giảm chi phí chiết xuất, lưu trữ, vận chuyển và đưa nhiên liệu tới cho người dùng cuối.

Lợi thế của Trung Quốc là có hỗ trợ mạnh mẽ từ chính phủ và thị trường rộng lớn.

Chính sách phát triển hydro

Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 của Trung Quốc coi hydro là một lĩnh vực "cận biên" cần thúc đẩy.

Mặc dù chiến lược quốc gia về phát triển hydro vẫn chưa được xây dựng, 16 tỉnh và thành phố đã đưa hydro vào kế hoạch 5 năm của riêng họ.

Ví dụ, Bắc Kinh đưa việc tăng tốc quy hoạch và xây dựng các trạm tiếp nhiên liệu hydro vào kế hoạch.

Kế hoạch của tỉnh Giang Tô bao gồm phát triển các loại xe chạy bằng hydro và cơ sở hạ tầng tiếp loại nhiên liệu này.

Trung Quốc đã bắt đầu thực hiện một chương trình 4 năm hỗ trợ các địa phương nghiên cứu công nghệ hydro và phát triển chuỗi công nghiệp.

Năm nhóm thành phố, trong đó có cụm Bắc Kinh-Thiên Tân-Hà Bắc, các tỉnh Quảng Đông và Hà Nam, và Thượng Hải, được chọn cho các dự án mẫu, theo Nikkei Asia, mặc dù chính quyền trung ương chưa công bố tên của các thành phố trong chương trình.

Chính quyền địa phương đạt được các mục tiêu cụ thể sẽ được thưởng tới 1,7 tỷ nhân dân tệ (263 triệu USD).

Thách thức thực hiện kế hoạch

Chi phí sản xuất cao khiến ô tô chạy bằng hydro chưa đến được giai đoạn thương mại hóa ở Trung Quốc và các nơi khác.

Những khó khăn trong việc lưu trữ và vận chuyển khí dễ nổ làm tăng chi phí.

Theo giá thị trường hiện tại, hydro cho một chiếc ô tô chạy ở Trung Quốc có giá khoảng 70 nhân dân tệ/kg.

Theo ước tính của Fu Guanyun, nhà nghiên cứu tại Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia Trung Quốc, con số này cần giảm xuống dưới 40 nhân dân tệ/kg để ô tô chạy bằng hydro có thể cạnh tranh được với các phương tiện chạy bằng xăng truyền thống.

Phương pháp tốt nhất hiện tại để sản xuất hydro quy mô lớn mà không cần chiết xuất từ nhiên liệu hóa thạch là điện phân nước, tức sử dụng điện để phân tách các phân tử nước thành oxy và hydro.

Thách thức chính của sản xuất hydro điện phân là chi phí, bao gồm chi phí vốn ban đầu và chi phí điện.

Hơn 70% chi phí chiết xuất hydro từ nước là điện. Cần khoảng 60 kWh điện để sản xuất 1 kg hydro. Dựa trên giá điện công nghiệp 0,65 nhân dân tệ (0,1 USD) một kWh, chi phí sẽ lên tới 39 nhân dân tệ cho mỗi kg hydro.

Hơn nữa, phần lớn điện năng ở Trung Quốc đến từ than, loại nhiên liệu hóa thạch thải ra một lượng lớn khí carbon.

Dựa trên lượng khí thải carbon trung bình từ sản xuất điện, chiết xuất 1 kg hydro từ nước sẽ tạo ra khoảng 35,84 kg carbon dioxide, gấp ba đến bốn lần lượng carbon từ sản xuất 1 kg hydro từ than đá hoặc dầu.

Một giải pháp là sử dụng năng lượng tái tạo - như thủy điện, điện gió hoặc điện mặt trời - trong quá trình điện phân nước.

Beijing Jingneng Power, nhà sản xuất điện than thuộc sở hữu nhà nước, đang xây dựng một nhà máy hydro xanh trị giá 23 tỷ nhân dân tệ (3,56 tỷ USD) ở Ordos, thuộc khu tự trị Nội Mông, phía bắc Trung Quốc, chạy bằng năng lượng mặt trời và gió.

Công ty Dầu khí và Hóa chất Trung Quốc có kế hoạch thực hiện dự án hydro xanh chạy bằng năng lượng gió và mặt trời đầu tiên, cũng ở Ordos, vào năm 2022.

Kể từ 2019, Trung Quốc có hơn 30 dự án hydro xanh đang được triển khai.

Quan điểm chính trong ngành là hydro xanh sẽ chỉ “kinh tế” khi chi phí năng lượng tái tạo giảm xuống dưới 0,2 nhân dân tệ/kWh. Giá điện gió và điện mặt trời hiện nay khoảng 0,3 nhân dân tệ/kWh.

Zeng Tao, nhà phân tích về thiết bị điện và năng lượng mới tại ngân hàng đầu tư China International Capital, cho biết ông hy vọng giá hydro xanh có thể thấp hơn hydro từ than đá vào năm 2040.

Hầu hết hydro của Trung Quốc được vận chuyển bằng xe tải, đắt hơn và kém hiệu quả hơn so với qua đường ống.

Trung Quốc chủ yếu sử dụng rơ-moóc có sức chứa 300 kg hydro, thấp hơn một nửa so với rơ-moóc thường được sử dụng ở các nước phương Tây.

Vận chuyển hydro qua đường ống sẽ hiệu quả nhưng đòi hỏi đầu tư ban đầu lớn. Xây dựng cơ sở hạ tầng quốc gia cho cung cấp hydro cũng sẽ là một thách thức lớn.

Công ty Mạng lưới đường ống dẫn dầu và khí đốt (PipeChina) của nhà nước Trung Quốc đã đưa nghiên cứu đường ống dẫn hydro vào kế hoạch 5 năm lần thứ 14 của mình.

Công ty Hóa chất và Dầu khí Trung Quốc (Sinopec), thuộc sở hữu nhà nước, đang tăng tốc xây dựng cơ sở hạ tầng cho hydro, bao gồm đường ống và trạm tiếp nhiên liệu.

Trung Quốc ở đâu trong cuộc đua toàn cầu?

Hơn 30 quốc gia đã phát triển “bản đồ đường hydro”, và 228 dự án hydro quy mô lớn đã được công bố trên toàn chuỗi giá trị, theo một báo cáo của Hội đồng Hydrogen, một sáng kiến toàn cầu do các công ty hàng đầu dẫn dắt, được công bố vào tháng 2.

Hội đồng dự báo hydro có thể đáp ứng 18% tổng nhu cầu năng lượng toàn cầu, và tạo ra một thị trường trị giá 2,5 nghìn tỷ USD và hơn 30 triệu việc làm vào năm 2050.

Nhật Bản hiện dẫn đầu về công nghệ pin nhiên liệu hydro, trong khi Mỹ đi đầu về nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

Wang Cheng, giám đốc phòng thí nghiệm pin nhiên liệu hydro tại Đại học Thanh Hoa, cho biết châu Âu tập trung hơn vào sản xuất hydro thượng nguồn trong khi Trung Quốc có thị trường hydro lớn nhất.

"Về mặt công nghệ sản xuất hydro xanh, Trung Quốc cơ bản đứng ở cùng vạch xuất phát với các nước châu Âu và Mỹ,” Wang nói.

Các doanh nghiệp hàng đầu đang làm gì?

Toyota Motor là công ty đi đầu trong mảng xe chạy bằng hydro. Toyota trình làng chiếc ô tô chạy bằng hydro sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới năm 2014 và ra mắt Mirai thế hệ thứ hai - từ tiếng Nhật có nghĩa là "tương lai" - vào năm ngoái.

Trong quý 1, Toyota bán được 2.000 xe chạy bằng hydro, chiếm một nửa doanh số toàn cầu của loại xe này, theo công ty nghiên cứu thị trường năng lượng SNE Research.

Ngay cả với công nghệ và doanh số bán hàng hàng đầu thế giới, xe chạy bằng hydro của Toyota rõ ràng vẫn đang ở giai đoạn đầu.

Cũng như ở Trung Quốc, cơ sở hạ tầng là trở ngại rất lớn đối với việc thúc đẩy sử dụng phương tiện chạy bằng hydro ở Nhật Bản, theo một báo cáo vào tháng 2 của Weekly Toyo Keizai.

Chỉ có 135 trạm cung cấp nhiên liệu hydro ở Nhật Bản - tất cả đều do chính phủ trợ cấp - so với 30.000 trạm sạc công cộng cho ô tô điện.

Chính phủ Nhật Bản đã thành lập một ủy ban để các nhà sản xuất ô tô và các công ty năng lượng hợp tác với nhau trong việc thúc đẩy năng lượng hydro.

Nhưng trên thực tế, các công ty đang theo đuổi lợi ích riêng và các dự án hydro sẽ gặp khó khăn trong việc tiến hành nhanh chóng, Ma Tiancai, Phó giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật Hệ thống Điện và Phương tiện Di chuyển bằng pin nhiên liệu Quốc gia Trung Quốc cho biết.

Ma nói, Trung Quốc có một môi trường tốt hơn để nuôi dưỡng ngành công nghiệp xe chạy bằng hydro vì tất cả các bên đều sẵn sàng hy sinh lợi ích ngắn hạn và thúc đẩy ngành công nghiệp này.

Ngoài ra, Trung Quốc giàu tài nguyên hydro và có năng lực sản xuất lớn hơn nhiều so với Nhật Bản, Ma nói.

Kể từ 2020, Toyota (Nhật Bản) đã tăng cường hợp tác với ngành sản xuất pin nhiên liệu hydro của Trung Quốc.

Vào tháng 3, Toyota và nhà sản xuất động cơ hydro của Trung Quốc Beijing SinoHytec nhất trí thành lập một liên doanh 50-50 để sản xuất pin nhiên liệu hydro cho xe thương mại ở Trung Quốc.

Tháng 8 năm ngoái, Toyota thành lập United Fuel Cell System R&D với năm công ty Trung Quốc, trong đó có Beijing SinoHytec, để phát triển pin nhiên liệu hydro cho xe thương mại.

Ông Ma gợi ý rằng Toyota có thể đóng vai trò trong phân khúc sản xuất xe chạy bằng hydro của Trung Quốc tương tự như vai trò của Tesla với xe điện.

Là công ty hàng đầu thế giới về xe điện, sự xuất hiện của Tesla tại thị trường Trung Quốc đã khuyến khích các công ty nhỏ hơn của Trung Quốc đổi mới và nâng cao năng lực cạnh tranh, từ đó thúc đẩy tăng trưởng của toàn ngành.

(Theo Nikkei Asia)

Bài liên quan

Doanh nghiệp Hàn Quốc sắp thành lập Hội đồng năng lượng hydro

Hyundai sẽ sản xuất ôtô điện sử dụng pin nhiên liệu hydro ở Trung Quốc

Mazda ra mắt 13 mẫu xe điện trong 4 năm tới

Tây Ban Nha chiếm ưu thế trong cuộc đua thu hút nhà máy pin xe điện của LG