RSS Feed for Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 33]: Vai trò của hydro trong xã hội không có carbon | Tạp chí Năng lượng Việt Nam Chủ nhật 25/09/2022 12:33
TRANG TTĐT CỦA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 33]: Vai trò của hydro trong xã hội không có carbon

 - Hiện tại, khoảng 85% năng lượng tiêu thụ ở Nhật Bản là dùng nhiên liệu hóa thạch, nhưng với mục tiêu trung hòa carbon (CN) vào năm 2050 thì bắt buộc phải chuyển đổi sang nguồn năng lượng sạch như: Điện hạt nhân, hoặc năng lượng tái tạo không thải ra CO2.
Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 32]: An ninh năng lượng của thế giới đã thay đổi Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 32]: An ninh năng lượng của thế giới đã thay đổi

Tình hình xung quanh điện hạt nhân đã thay đổi đáng kể, kể từ khi thế giới hồi phục sau Covid-19 và cuộc xung đột Ukraine làm giá nhiên liệu hóa thạch tăng cao. Vào ngày 6/7/2022, Nghị viện châu Âu, vốn đang tranh luận về 'sự phân loại' của quá trình khử cacbon đã thông qua đề xuất của Ủy ban châu Âu về việc công nhận điện hạt nhân và khí tự nhiên là 'bền vững'. Điều này chưa ràng buộc về mặt pháp lý, nhưng điện hạt nhân sẽ là một lựa chọn khả thi cho các khoản đầu tư giảm cacbon trong tương lai.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 31]: Tranh luận về chính sách năng lượng và điện hạt nhân Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 31]: Tranh luận về chính sách năng lượng và điện hạt nhân

Các cuộc tranh luận của bầu cử Hạ viện Nhật Bản đã chính thức bắt đầu và chính sách năng lượng, cũng như điện hạt nhân nổi lên như một vấn đề chính.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 30]: Tiết kiệm điện đã đạt đến giới hạn Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 30]: Tiết kiệm điện đã đạt đến giới hạn

Nếu mùa đông năm nay rét đậm, dự kiến ​​Nhật Bản sẽ thiếu điện cho khoảng 1,1 triệu hộ gia đình. Trong khi đó, các nhà máy nhiệt điện lần lượt bị đóng cửa, việc khởi động lại các nhà máy điện hạt nhân cũng bị trì hoãn. Mặt khác, việc mua sắm nhiên liệu từ Nga cũng không chắc chắn và kể từ sau trận động đất ở phía Đông Nhật Bản, việc điều chỉnh cung - cầu để tiết kiệm điện đã đạt đến giới hạn.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 29]: Xem xét lại chính sách điện hạt nhân Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 29]: Xem xét lại chính sách điện hạt nhân

Trong "Chiến lược năng lượng sạch" mới được chính quyền ông Kishida xây dựng đã chỉ rõ sẽ "sử dụng tối đa" năng lượng hạt nhân. Tình hình Ukraine cho thấy sự bất ổn của cung cấp năng lượng, và phong trào "quay lại với điện hạt nhân" đang tăng lên mạnh mẽ trong chính phủ và đảng cầm quyền. Điều này có thể dẫn đến việc xem xét lại chính sách điện hạt nhân.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 28]: Tình hình giá điện châu Âu và Nhật Bản Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 28]: Tình hình giá điện châu Âu và Nhật Bản

Giá điện tăng mạnh do cuộc khủng hoảng năng lượng bắt nguồn từ châu Âu, cùng với tự do hóa thị trường điện nên ở Anh và một số các nước khác các nhà bán lẻ điện lần lượt phá sản. So với châu Âu thì mức tăng giá khí đốt tự nhiên và mức tăng giá điện của Nhật Bản vẫn còn tương đối nhỏ.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 27]: Khủng hoảng năng lượng do cuộc chiến Nga - Ukraine Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 27]: Khủng hoảng năng lượng do cuộc chiến Nga - Ukraine

Cuộc chiến Nga - Ukraine, bắt đầu vào ngày 24/2/2022, đã dẫn đến một "cuộc khủng hoảng năng lượng" trên toàn cầu. Từ giữa năm 2020 giá dầu thô liên tục tăng cao do sự phục hồi kinh tế sau đại dịch, sự sụt giảm đầu tư vào lĩnh vực dầu mỏ thượng nguồn (tìm kiếm, thăm dò, khai thác) do xu hướng khử cacbon gia tăng và từ chối tăng sản lượng dầu của các nước sản xuất dầu mỏ.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 26]: Thủ tướng đề cập việc sử dụng ‘điện hạt nhân’ Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 26]: Thủ tướng đề cập việc sử dụng ‘điện hạt nhân’

Thủ tướng Fumio Kishida đã bắt đầu đề cập đến việc sử dụng năng lượng hạt nhân khi giá năng lượng tăng cao do cuộc khủng hoảng ở Ukraine. Trong bối cảnh lo ngại nguồn cung cấp điện sẽ bị thắt chặt do lệnh cấm nhập khẩu than tăng dần theo lệnh trừng phạt chống lại Nga. Với những e ngại của dư luận về điện hạt nhân vẫn còn đó, nhưng dường như người ta mong muốn xác định xem liệu nó có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng ổn định hay không.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 25]: Động đất dẫn đến nguy cơ thiếu điện khu vực trung tâm Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 25]: Động đất dẫn đến nguy cơ thiếu điện khu vực trung tâm

Trận động đất 7,4 độ Richter ngoài khơi tỉnh Fukushima xảy ra vào ngày 16/3/2022 đã gây mất điện cho 2,1 triệu hộ ở khu vực thủ đô Tokyo, nhưng sau 3 tiếng đã được khắc phục.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 24]: Điện từ amoniac trong kế hoạch ‘năng lượng cơ bản’ Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 24]: Điện từ amoniac trong kế hoạch ‘năng lượng cơ bản’

Cùng với Hydro, Amoniac không thải ra carbon dioxide ngay cả khi bị đốt cháy, nên đang thu hút sự chú ý như một “con át chủ bài” mới để khử cacbon. Lần đầu tiên, chính phủ Nhật Bản đã đưa sản xuất điện bằng hydro và amoniac vào cơ cấu nguồn điện của kế hoạch năng lượng cơ bản được biên soạn vào tháng 7/2021.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 23]: Xu hướng phát triển mới nhất của SMR Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 23]: Xu hướng phát triển mới nhất của SMR

SMR được định nghĩa là “Lò phản ứng nhỏ với công suất xấp xỉ 300.000 kW trở xuống và là một lò phản ứng mới được sản xuất theo gói (mô-đun)”. Theo dữ liệu từ IAEA, 73 lò SMR đang được phát triển trên toàn thế giới, trong đó Hoa Kỳ và Nga là những quốc gia đặc biệt quan tâm đến loại lò này và đang chiếm khoảng một nửa tổng số.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 22]: Kiểm chứng tính an toàn lò phản ứng khí nhiệt độ cao Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 22]: Kiểm chứng tính an toàn lò phản ứng khí nhiệt độ cao

Ngày 28/1, Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Nhật Bản (JAEA) phối hợp với Cơ quan Năng lượng Hạt nhân (OECD/NEA) thuộc Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế đã tiến hành thử nghiệm kiểm chứng tính an toàn của Lò phản ứng thử nghiệm kỹ thuật nhiệt độ cao "HTTR" (Thị trấn Oarai, tỉnh Ibaraki, Công suất nhiệt 30.000 kW). HTTR là Lò phản ứng khí nhiệt độ cao có hiệu suất cao nhất thế giới. Qua thử nghiệm với máy thực tế đã chứng minh rằng ngay cả khi mất hết nguồn điện trong quá trình hoạt động, nó vẫn tự nhiên dừng lại mà không cần thao tác của người vận hành và không dẫn đến tai nạn như tan chảy lõi lò.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 21]: Xu hướng phát triển công nghệ điện hạt nhân Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 21]: Xu hướng phát triển công nghệ điện hạt nhân

Công ty Năng lượng Nguyên tử Hitachi GE - một liên doanh về năng lượng nguyên tử giữa Hitachi và General Electric (GE) thông báo: Vào tháng 12/2021, họ đã nhận được đơn đặt hàng cho “lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ (SMR)” thế hệ tiếp theo của Canada. Đây là đơn đặt hàng đầu tiên cho một lò phản ứng hạt nhân thương mại nhỏ của Nhật Bản. Lò nhỏ hơn so với lò của các nhà máy điện hạt nhân hiện có, và về mặt lý thuyết, nó an toàn hơn. Khi xu hướng khử carbon gia tăng, xuất khẩu công nghệ điện hạt nhân của Nhật Bản sẽ được tiếp tục.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 20]: Tình hình tái khởi động các nhà máy điện hạt nhân Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 20]: Tình hình tái khởi động các nhà máy điện hạt nhân

Năm 2021, tổ máy số 3 của Nhà máy điện hạt nhân Mihama của Công ty Điện lực Kansai đã khởi động lại (tháng 6) đây là tổ máy đầu tiên trên toàn quốc khởi động lại khi có trên 40 năm vận hành, cũng là tổ máy thứ 10 (với tổng công suất 9,956 triệu kW) được tái khởi động lại sau sự cố Fukushima.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 19]: Cảnh báo rủi ro cung cầu điện mùa đông Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 19]: Cảnh báo rủi ro cung cầu điện mùa đông

Khi nhu cầu sử dụng điện tăng lên do sưởi ấm vào mùa đông, các công ty điện lực Nhật Bản đã cảnh báo tình trạng căng thẳng cung cầu. Mùa đông năm ngoái, do lạnh giá và tình trạng thiếu hụt nhiên liệu đã gây ra tình trạng nghiêm trọng trong cung cầu điện, đặc biệt là ở phía Tây Nhật Bản. Thời tiết lạnh khắc nghiệt cũng được dự báo trong mùa đông năm nay và các công ty đang gấp rút chuẩn bị để có nguồn cung ổn định, chẳng hạn như tăng tồn kho khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) và khởi động lại các nhà máy nhiệt điện đã cũ.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 18]: Giải quyết những bất ổn của năng lượng tái tạo Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 18]: Giải quyết những bất ổn của năng lượng tái tạo

Trong số các loại năng lượng tái tạo, năng lượng gió, mặt trời có điểm yếu là sản lượng điện phụ thuộc vào thời tiết và khó kiểm soát. Vì vậy, “ắc quy lưu trữ” được kỳ vọng như một thiết bị giải quyết vấn đề mất ổn định của năng lượng tái tạo.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 17]: Thách thức điện gió ngoài khơi Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 17]: Thách thức điện gió ngoài khơi

Hiện nay, trung tâm của năng lượng tái tạo ở Nhật Bản là “điện mặt trời”. Tuy nhiên, nhìn ra thế giới, “điện gió” mới là trung tâm. Công suất lắp đặt của điện gió trên quy mô toàn cầu là khoảng 486 GW (tính đến cuối năm 2020). Mặt khác, sản lượng điện mặt trời khoảng 227 GW - tức là chưa bằng một nửa. Liệu điện gió có mở rộng ở Nhật Bản trong tương lai?

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 16]: ‘Điện hạt nhân châu Âu’ trên báo Nhật Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 16]: ‘Điện hạt nhân châu Âu’ trên báo Nhật

Hội nghị lần thứ 26 các bên tham gia Công ước khung về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc (COP26) đã khai mạc ngày 31/10 tại Glasgow, Anh. Trong bối cảnh này, không có dấu hiệu nào cho thấy “cuộc khủng hoảng năng lượng” do giá khí đốt tự nhiên và giá điện tăng sẽ được giảm bớt ở châu Âu.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 15]: Phong trào điện hạt nhân thế giới và động thái Hoa Kỳ Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 15]: Phong trào điện hạt nhân thế giới và động thái Hoa Kỳ

Trong lúc năng lượng tái tạo được mở rộng như một biện pháp chống lại biến đổi khí hậu, thì tầm quan trọng của việc không thải ra carbon dioxide (CO2) trong quá trình sản xuất điện của điện hạt nhân đang được xem lại.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 14]: Nhìn nhận của người Nhật về nguy cơ thiếu điện ở châu Âu Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 14]: Nhìn nhận của người Nhật về nguy cơ thiếu điện ở châu Âu

Giá năng lượng tăng vọt ở châu Âu vừa qua đã phần nào cho chúng ta thấy chuyển dịch năng lượng nhằm chống biến đổi khí hậu tuy là xu thế tất yếu, nhưng nếu “giục tốc”, vội vã dựa chủ yếu vào các nguồn năng lượng tái tạo biến đổi như gió và mặt trời, khi chưa tạo đủ mức độ an ninh cung cấp năng lượng bằng các nguồn truyền thống ổn định, sẽ gây rủi ro cho chính nền kinh tế và người dân của mình. “Tác dụng phụ” của các biện pháp chống biến đổi khí hậu sẽ không hề nhẹ.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 13]: Có thể ngăn được đứt gãy cung, cầu nguồn tài nguyên? Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 13]: Có thể ngăn được đứt gãy cung, cầu nguồn tài nguyên?

Nhiều nước phát triển ở châu Âu và Mỹ đang giảm dần đầu tư vào khai thác tài nguyên (dầu mỏ, khí đốt tự nhiên). Điều này để nhằm đạt được mức giảm phát thải khí nhà kính “cơ bản về không” vào năm 2050. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu năng lượng tái tạo có phát triển theo kịch bản của các quốc gia hay không. Trong quá trình tiến tới không carbon, có nguy cơ các nguồn tài nguyên hiện có sẽ thiếu hụt và cung - cầu năng lượng sẽ bị gián đoạn. Thế giới đang phải chịu áp lực: Làm sao đầu tư nhưng vẫn giữ được cân bằng?

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 12]: Động thái của thế giới và Nhật Bản đối với LNG Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 12]: Động thái của thế giới và Nhật Bản đối với LNG

Trước Hội nghị thượng đỉnh Liên hợp quốc về Biến đổi khí hậu (COP26) dự kiến ​​được tổ chức tại Glasgow (Anh) vào tháng 11 năm nay, các nhà hoạt động liên quan đến vấn đề nóng lên toàn cầu vốn đang hạn chế hoạt động do vi rút Corona đã hoạt động sôi nổi trở lại. Mục tiêu của họ là chuyển từ phản đối than đá sang phản đối khí thiên nhiên. Nhưng nếu phát sinh vấn đề trong cung cấp nhiên liệu hóa thạch, Nhật Bản sẽ sớm đứng trước nguy cơ thiếu điện.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 11]: Thách thức chứng thực ‘Hydro xanh’ thương mại Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 11]: Thách thức chứng thực ‘Hydro xanh’ thương mại

Trong khi các quốc gia trên thế giới coi năng lượng Hydro là một lựa chọn quan trọng để trung hòa Carbon, thì Nhật Bản cũng đang mở rộng đầu tư vào lĩnh vực này. Nhật Bản đang đi trước các quốc gia khác về mặt công nghệ trong việc sử dụng Hydro, nhưng câu hỏi đặt ra là liệu quốc gia này có thể tận dụng ưu thế này hay không?

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 10]: Chi phí phát điện của các nguồn điện năm 2030 Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 10]: Chi phí phát điện của các nguồn điện năm 2030

Nhóm công tác kiểm tra chi phí phát điện (thuộc Nhóm nghiên cứu tài nguyên năng lượng toàn diện - Văn phòng Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản - METI) đã tóm tắt kết quả tạm tính chi phí phát điện của từng nguồn điện của Nhật Bản vào thời điểm năm 2020 và 2030. Điểm đáng chú ý là về chi phí sản xuất điện năm 2030 của Nhật Bản trong kết quả tạm tính lần này, chi phí cận biên của từng nguồn điện đã được thêm vào làm giá trị tham khảo.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 9]: Dự thảo Kế hoạch ‘năng lượng cơ bản’ có khả thi? Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 9]: Dự thảo Kế hoạch ‘năng lượng cơ bản’ có khả thi?

Cuối tháng 7 vừa qua, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) đã tóm tắt Dự thảo Kế hoạch năng lượng cơ bản (lần thứ 6) - đây là phương châm chính sách năng lượng của Chính phủ. Nhưng câu hỏi đặt ra là: Những kế hoạch năng lượng cơ bản trong trung, dài hạn của quốc gia này có khả thi?

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 8]: Điện than ‘công nghệ mới nhất’ cũng gặp khó Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 8]: Điện than ‘công nghệ mới nhất’ cũng gặp khó

Hội nghị thượng đỉnh 7 nước có nền công nghiệp hàng đầu thế giới (Hội nghị thượng đỉnh G7) được tổ chức tại Anh (từ ngày 11 - 13/6). Để ứng phó với biến đổi khí hậu, các nước đã nhất trí trong năm nay sẽ chấm dứt hỗ trợ xuất khẩu mới của chính phủ đối với nhiệt điện than - nguồn điện không thể thực hiện được các biện pháp giảm phát thải khí nhà kính. Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản (METI) vốn thể hiện rõ quan điểm tiếp tục hỗ trợ xuất khẩu đã buộc phải thay đổi chính sách chỉ trong 3 tuần.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 7]: Cập nhật diễn tiến tái khởi động điện hạt nhân Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 7]: Cập nhật diễn tiến tái khởi động điện hạt nhân

Công ty Điện lực Kansai đã tái khởi động lò phản ứng số 3 hơn 40 năm tuổi của Nhà máy điện hạt nhân Mihama (ngày 23/6/2021). Sau sự cố Nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1 thuộc Công ty Điện lực Tokyo (TEPCO) năm 2011, thời gian vận hành tối đa của một lò phản ứng hạt nhân được quy định là 40 năm. Do đó, đây là lò phản ứng trên 40 năm tuổi đầu tiên của Nhật Bản được tái khởi động kể từ khi ban hành quy định này. Cho đến nay, đã có 10 lò phản ứng hạt nhân được tái khởi động kể từ sau sự cố Fukushima và tất cả đều là lò PWR.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 6]: Xu hướng của điện hạt nhân Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 6]: Xu hướng của điện hạt nhân

Để đạt được mục tiêu mới năm 2030 giảm 46% khí nhà kính so với năm 2013, đã đến lúc Nhật Bản đối diện trực tiếp với các vấn đề liên quan đến điện hạt nhân. Theo mục tiêu hiện tại của quốc gia này, năm 2030 điện hạt nhân dự kiến sẽ chiếm khoảng 20% tổng sản lượng điện. Để đạt được mục tiêu này, cần tái khởi động khoảng 30 lò phản ứng hạt nhân. Tuy nhiên, hiện tại, ngoài 3 lò đang xây dựng, Nhật Bản chỉ còn 33 lò phản ứng hạt nhân.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 5]: Thách thức giảm phát thải carbon Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 5]: Thách thức giảm phát thải carbon

Mặc dù không được biết đến nhiều, nhưng Nhật Bản có công suất (dự kiến) điện mặt trời tương ứng với diện tích lãnh thổ lớn nhất trong các quốc gia có nền công nghiệp hàng đầu thế giới (vị trí số 2 là Đức và vị trí số 3 là Anh). Tuy là đất nước có nhiều vùng núi và khá ít diện tích đồng bằng, nhưng nếu so sánh về công suất dự kiến điện mặt trời tương ứng với diện tích đồng bằng, Nhật Bản với vị trí số 1 đang gấp hơn 2 lần Đức ở vị trí số 2.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 4]: Tái khởi động nhà máy điện hạt nhân U40 Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 4]: Tái khởi động nhà máy điện hạt nhân U40

Cuối tháng Năm vừa qua, Thống đốc tỉnh Fukui đã tuyên bố đồng ý tái khởi động 3 tổ máy điện hạt nhân đã vận hành trên 40 năm, gồm tổ máy số 1, 2 của Nhà máy điện hạt nhân Takahama và tổ máy số 3 của Nhà máy điện hạt nhân Mihama, thuộc Công ty Điện lực Kansai.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 3]: Vấn đề xử lý nước thải tại Fukushima số 1 Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 3]: Vấn đề xử lý nước thải tại Fukushima số 1

Đã 10 năm trôi qua (kể từ khi xảy ra sự cố Nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1), cuối cùng, Chính phủ Nhật Bản đã cho phép xả nước đã qua xử lý đang lưu trữ ở Nhà máy này ra biển.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 2]: Nhìn lại 10 năm sau sự cố Fukushima Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 2]: Nhìn lại 10 năm sau sự cố Fukushima

Tháng 3/2021 vừa qua tròn 10 năm kể từ sự cố Nhà máy điện hạt nhân Fukushima số 1 của Công ty Điện lực Tokyo (TEPCO). Trong khoảng thời gian đó, Nhật Bản đã quyết định ngừng hoạt động tất cả các nhà máy điện hạt nhân. Cho đến hiện nay, chỉ có 9 lò phản ứng hạt nhân được tái khởi động lại. Nhật Bản lần đầu tiên trải qua thảm họa hạt nhân lớn như vậy, do đó cần thời gian xem xét lại các quy định. Ngoài ra, yêu cầu ứng phó sự cố cũng có sự thay đổi, nên việc tái khởi động các lò phản ứng còn lại sẽ mất thêm thời gian.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 1]: Thiếu điện và những thách thức trong cơ cấu nguồn điện Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 1]: Thiếu điện và những thách thức trong cơ cấu nguồn điện

Ở Nhật Bản, sự sụt giảm đột ngột của điện hạt nhân và xu hướng giảm dần sự phụ thuộc vào nhiệt điện đã mở ra cơ hội cho năng lượng tái tạo. Trong 10 năm qua, tỷ trọng của nguồn năng lượng tái tạo đã tăng gần gấp đôi, từ 9,5% vào năm 2010 lên 18% vào năm 2020. Tuy nhiên, từ ngày 7/1/2021, Nhật Bản đã bắt đầu xảy ra tình trạng thiếu hụt điện trên toàn quốc. Liên đoàn các Công ty Điện lực Nhật Bản (FEPC) đã thông báo 2 lần vào ngày 10 và 12/1 về "Tình hình cung cầu điện và đề nghị tiết kiệm điện" tại quốc gia này. Vậy, vấn đề gì đã xảy ra ở Nhật Bản? Dưới đây, chúng tôi giới thiệu nội dung phân tích của JENED về tình trạng trên để bạn đọc và các nhà quản lý, nhà đầu tư tham khảo.


Cho đến nay, nhiên liệu hóa thạch là nguồn năng lượng chính được dùng trực tiếp, hoặc tinh luyện để làm nhiên liệu phát điện, nhiệt và nhiên liệu cho động cơ. Còn với năng lượng sạch như: Điện hạt nhân, hoặc năng lượng tái tạo thì sản phẩm tạo ra chủ yếu là điện. Tuy nhiên, điện không thể được lưu trữ nếu không có các thiết bị như pin lưu trữ, thủy điện tích năng. Các nhiên liệu tạo ra nguồn nhiệt có nhiệt độ cao là không thể thiếu trong các ngành sản xuất như luyện thép. Hơn nữa, rất khó để thay thế tất cả năng lượng tiêu thụ thông thường bằng điện. Từ đây đã xuất hiện vai trò của hydro - một chất mang nguồn năng lượng.

Hydro khi đốt cháy chỉ tạo ra nước và có ưu điểm là nhiệt lượng lớn trên khối lượng. Nhưng nó rất dễ cháy và bị hấp thụ bởi các vật liệu kim loại nên dễ gây ra hiện tượng giòn hóa (nứt vỡ) hydro, vì vậy cần phải rất cẩn trọng khi lưu giữ, vận chuyển và sử dụng.

Nhu cầu hydro tại Nhật Bản hiện nay vào khoảng 15 tỷ Nm3 (1,34 triệu tấn/năm) chủ yếu trong ngành sản xuất như ngành thép và dầu khí, nhưng hầu như chưa sử dụng cho các ngành liên quan đến năng lượng. Điều này một phần là do tính kinh tế. Trong tương lai, ngoài điện năng thì có khả năng cao là ngành sản xuất và ngành giao thông vận tải cũng sẽ chuyển sang dùng năng lượng sạch như hydro để đạt trung hòa carbon vào năm 2050. Do đó, hydro có vai trò chiến lược trên thế giới.

Theo Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản: Trong tương lai, hydro sẽ được sử dụng chủ yếu trong các lĩnh vực:

(1) Sản xuất điện: Sản xuất nhiệt điện với mức carbon thấp bằng cách phát điện hydro và lưu trữ điện cần thiết khi tăng tỷ lệ năng lượng tái tạo.

(2) Giao thông vận tải: Thay thế dần nhiên liệu cho ô tô chở khách và xe chở hàng đang chiếm phần lớn (85%) lượng khí thải CO2 trong giao thông vận tải.

(3) Thay thế nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất nhiệt và trong quá trình sản xuất ở các lĩnh vực công nghiệp (thép, lọc dầu, v.v...).

Do đó, dự đoán nhu cầu hydro sẽ tăng cao.

Theo "Chiến lược tăng trưởng xanh cùng với trung hòa carbon vào năm 2050" của Chính phủ, Nhật Bản đặt mục tiêu sẽ cung cấp khoảng 20 triệu tấn hydro vào năm 2050. Con số này gấp khoảng 15 lần so với mức cung cấp hiện tại là 1,34 triệu tấn. Để xây dựng một hệ thống sản xuất hydro quy mô lớn như vậy trong điều kiện không thải carbon thì cần phải chuẩn bị đầu tư khối lượng trang thiết bị khổng lồ.

Hiện tại, hydro sản xuất trong nước một phần là sản phẩm phụ từ các nhà máy thép, nhà máy lọc dầu và một phần lớn từ phương pháp chuyển hóa hơi nước bằng cách cho nhiên liệu hóa thạch phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, sản phẩm hydro này được gọi là hydro xám vì sử dụng nhiên liệu hóa thạch làm nguyên liệu thô và thải ra CO2 trong quá trình sản xuất.

Mặt khác, để trung hòa carbon vào năm 2050 thì yêu cầu hydro sạch không thải ra CO2 trong quá trình sản xuất. Phương pháp này bao gồm phương pháp điện phân, trong đó dòng điện được truyền qua dung dịch kiềm để tạo ra hydro, phương pháp nhiệt phân trong đó hydro được tạo ra ở nhiệt độ cao (900 độ C) bằng cách kết hợp phản ứng hóa học giữa iốt (I) và lưu huỳnh (S). Ngoài ra, còn có phương pháp sử dụng chất xúc tác quang học để tách hydro từ nước.

Về chi phí sản xuất, hydro dưới dạng sản phẩm phụ của các nhà máy thép và nhà máy hóa chất hiện có giá từ 20 - 30 Yên/Nm3, bằng phương pháp chuyển hóa hơi nước của nhiên liệu hóa thạch có giá từ 31 - 58 Yên/Nm3, còn bằng phương pháp có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch có giá từ 20 - 60 Yên/Nm3.

Mặt khác, trong phương pháp điện phân, không chỉ chi phí điện mà chi phí thiết bị cũng chiếm tỷ trọng lớn, hydro có giá 84 Yên/Nm3 cho sử dụng điện lưới, có giá 76 - 136 Yên/Nm3 nếu sử dụng năng lượng tái tạo không ổn định như điện gió, hoặc điện mặt trời. Chi phí này đắt hơn từ hai đến ba lần so với chi phí của phương pháp chuyển hóa nhiên liệu hóa thạch thông thường.

Với phương pháp nhiệt phân sử dụng nguồn nhiệt nhiệt độ cao, theo đánh giá của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Nhật Bản (JAEA): Đây là phương pháp nhiệt phân sử dụng quá trình IS (Iốt và lưu huỳnh) trong "lò phản ứng khí nhiệt độ cao" có giá 25 Yên/Nm3, so với phương pháp chuyển hóa hơi nước của nhiên liệu hóa thạch thì giá hydro rẻ hơn nên có thể dùng để sản xuất hydro mà không thải carbon.

Hiện tại, Tập đoàn Mitsubishi đã bắt đầu phát triển công nghệ gọi là “điện phân hơi nước nhiệt độ cao (SOEC)”. Điện phân hơi nước nhiệt độ cao là một loại điện phân nước có thể tạo ra hydro thông qua phân tách nước mà không thải CO2 trong quá trình sản xuất. Trong quá trình điện phân nước, nhiệt độ càng cao thì hiệu suất thu hydro về càng lớn. Nhiệt độ hơi nước được tạo ra từ lò phản ứng hạt nhân "lò phản ứng làm mát bằng khí nhiệt độ cao (HTGR)" là 950 độ C, cao hơn nhiều so với đầu ra lò phản ứng hạt nhân thông thường. Với nhiệt độ cao này, công suất sản xuất hydro khi chạy 1 tổ máy của lò phản ứng khí nhiệt độ cao là 25 tấn/giờ, cao gấp 100 lần so với các lò phản ứng hiện có. Nghiên cứu đặt ra mục tiêu chi phí sản xuất là 30 Yên/Nm3 vào năm 2030.

Năng lượng Nhật Bản [Kỳ 33]: Vai trò của hydro trong xã hội không có carbon

Gần đây, các công ty châu Âu đã bắt đầu chuyển sang sản xuất hydro từ năng lượng tái tạo. Điều này là do chi phí sản xuất có thể được giảm xuống vì có nhiều địa điểm thuận lợi cho điện mặt trời và điện gió. Tuy nhiên, năng lượng tái tạo là nguồn điện phụ thuộc vào điều kiện thời tiết. Như điện mặt trời thì cần diện tích rộng lớn. Châu Âu cũng đang xem xét phương án sản xuất và nhập khẩu hydro từ Úc, nhưng bất lợi về chi phí vì nó đòi hỏi các quy trình hóa lỏng, vận chuyển và lưu trữ hydro.

Ngoài ra, ở Nhật Bản rất khó để sản xuất ổn định hydro với khối lượng lớn bằng phương pháp điện phân sử dụng điện từ năng lượng tái tạo, việc phụ thuộc vào mạng lưới cung cấp từ bên ngoài cũng là rủi ro an ninh.

Trong bối cảnh này, sản xuất hydro bằng lò phản ứng hạt nhân làm mát bằng khí nhiệt độ cao có thể có tiềm năng trong tương lai./.

(Đón đọc kỳ tới...)

NGUYỄN HOÀNG YẾN (TỔNG HỢP, BIÊN DỊCH)

Có thể bạn quan tâm

Các bài mới đăng

Các bài đã đăng

[Xem thêm]
Phiên bản di động