Saskatchewan và 'thảo nguyên hydro' của Canada: Bước ngoặt trong hành trình chuyển đổi năng lượng xanh

Tại tỉnh Saskatchewan, nơi từng là “trái tim” của ngành dầu khí nội địa, một “thảo nguyên hydro” đang dần hình thành, hứa hẹn biến vùng đất này trở thành trung tâm năng lượng sạch quy mô thương mại đầu tiên của Canada.

Sự kết hợp giữa nền công nghiệp truyền thống, nghiên cứu khoa học tiên phong và tầm nhìn chiến lược đã giúp Saskatchewan trở thành biểu tượng mới cho xu hướng năng lượng xanh toàn cầu.

HYDRO - “NGÔI SAO MỚI” TRONG HỆ SINH THÁI NĂNG LƯỢNG SẠCH

Hydro, hay hydro xanh, đang được coi là “nhiên liệu của tương lai” trong quá trình giảm phát thải khí nhà kính (GHG). Khác với dầu hoặc than, khí hydro được sử dụng làm nhiên liệu, sản phẩm phụ duy nhất được tạo ra là nước hoặc hơi nước - hoàn toàn thân thiện với môi trường.

Điều này khiến hydro trở thành ứng viên lý tưởng cho nhiều lĩnh vực khó điện khí hóa như: vận tải hạng nặng, luyện thép, sản xuất phân bón nông nghiệp hoặc các ngành công nghiệp có nhu cầu năng lượng cao.

Ông Petro Nakutnyy, Giám đốc điều hành Hội đồng Nghiên cứu Saskatchewan (SRC), chia sẻ: “Hydro mang đến rất nhiều cơ hội tuyệt vời. Chúng tôi tin rằng nó sẽ trở thành một phần quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng của Canada.”

Về nguyên tắc, hydro có thể được đốt cháy giống như khí tự nhiên hoặc xăng dầu, dùng cho sưởi ấm, phát điện, hoặc vận tải. Bên cạnh đó, hydro cũng có thể tạo điện năng thông qua pin nhiên liệu (fuel cell) - một công nghệ hiệu suất cao đang được nhiều quốc gia đầu tư nghiên cứu.

Điểm đặc biệt của hydro là nó không tồn tại tự nhiên mà phải được sản xuất thông qua nhiều quy trình khác nhau. Tại Canada, phần lớn hydro hiện nay được tách ra từ khí tự nhiên. Tuy nhiên, xu hướng mới đang nổi lên là sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân nước, sử dụng năng lượng tái tạo từ gió và mặt trời.

Theo ông Nakutnyy, chính sự linh hoạt trong sản xuất giúp hydro có thể phù hợp với từng đặc điểm địa lý và hạ tầng năng lượng của mỗi khu vực. “Ở nơi có nguồn khí tự nhiên dồi dào, có thể sản xuất hydro kết hợp công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon (CCUS), giúp giảm đáng kể khí nhà kính. Còn tại những vùng giàu năng lượng tái tạo, có thể tận dụng điện gió và điện mặt trời để sản xuất hydro xanh,” ông nói.

KẾ THỪA NỀN TẢNG TỪ NGÀNH DẦU KHÍ VÀ NGHIÊN CỨU TIÊN PHONG

Không phải ngẫu nhiên mà Saskatchewan được chọn làm “cái nôi” của chương trình phát triển hydro quy mô lớn. Tỉnh này sở hữu hạ tầng dầu khí hoàn chỉnh, đội ngũ kỹ sư lành nghề, và đặc biệt là bề dày nghiên cứu của SRC - một trong những trung tâm khoa học công nghệ hàng đầu Canada.

Từ năm 1984, SRC đã bắt đầu nghiên cứu nhiên liệu thay thế, ban đầu là khí tự nhiên, sau đó mở rộng sang hydro. Năm 2004, trung tâm đã cho ra đời chiếc xe lai diesel-hydro đầu tiên tại Canada, tiếp đó là xe lai xăng-hydro năm 2005. Đến năm 2010, SRC xây dựng trạm tiếp nhiên liệu hydro đầu tiên phục vụ đội xe thử nghiệm này.

Ông Anton Farber, trưởng nhóm nghiên cứu của SRC, cho biết “Chúng tôi phát triển thành công công nghệ "Dual-Fuel" cho phép hòa trộn hydro vào xăng hoặc diesel trong cùng một hệ thống. Công nghệ này giúp giảm từ 40–60% khí thải mà vẫn duy trì hiệu suất vận hành.”

Không chỉ dừng ở đó, SRC còn phát triển công nghệ phát hiện rò rỉ hydro bằng siêu âm, giúp nâng cao an toàn khi lưu trữ khí dưới áp suất cao - một yếu tố quan trọng trong việc thương mại hóa hydro.

Dù các dự án này được đánh giá là “đi trước thời đại”, nhưng hiện nay, khi chi phí sản xuất và lưu trữ hydro giảm nhanh, nhiều công nghệ do SRC phát triển cách đây gần hai thập kỷ đang được tái khởi động và thương mại hóa.

TỪ Ý TƯỞNG ĐẾN HÀNH ĐỘNG: SASKATCHEWAN XÂY DỰNG “TRUNG TÂM HYDRO”

Trong hai năm gần đây, SRC phối hợp cùng Đại học Regina, Transition Accelerator, Bộ Năng lượng và Tài nguyên, cũng như các doanh nghiệp như Federated Co-operatives Limited và Whitecap Resources, để nghiên cứu khả năng hình thành trung tâm hydro kết hợp với hạ tầng CCUS tại hành lang công nghiệp Regina - Moose Jaw.

Mô hình hydrogen hub này không chỉ hướng đến sản xuất hydro, mà còn hình thành chuỗi giá trị hoàn chỉnh từ nguồn cung, vận chuyển, lưu trữ đến tiêu thụ thương mại.

Ông Dave Anthony, chuyên gia nghiên cứu của SRC, nhấn mạnh: “Yếu tố quyết định thành công là sự hợp tác. Các bên trong toàn chuỗi giá trị - từ nhà sản xuất, nhà phân phối đến người tiêu dùng - phải cùng phối hợp để vừa tạo ra nhu cầu, vừa đảm bảo nguồn cung nội địa đáp ứng kịp thời.”

Một lợi thế lớn khác của Saskatchewan là địa chất đặc thù. Tỉnh này có nhiều hang muối tự nhiên và khoang ngầm lớn vốn dùng để lưu trữ khí tự nhiên. Các cấu trúc này hoàn toàn có thể chuyển đổi thành nơi lưu trữ hydro an toàn, giúp giảm chi phí đầu tư hạ tầng.

KẾT HỢP HYDRO VỚI NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO - CHÌA KHÓA CHO “THẢO NGUYÊN XANH”

Chiến lược năng lượng của Saskatchewan cũng gắn liền với việc phát triển năng lượng mặt trời và gió. Tuy nhiên, đặc tính không ổn định của các nguồn năng lượng này khiến việc lưu trữ trở nên cấp thiết. Trong bối cảnh đó, hydro được xem là “pin năng lượng khổng lồ”, giúp lưu trữ điện dư thừa trong giờ thấp điểm để sử dụng khi nhu cầu tăng cao.

SRC đang thử nghiệm các container năng lượng lai (hybrid energy containers) cho các cộng đồng vùng xa, vốn phải phụ thuộc vào máy phát điện diesel. Những thiết bị này có thể kết hợp hydro với năng lượng gió và mặt trời, cung cấp nguồn điện sạch, ổn định và chi phí thấp hơn.

Theo ông Nakutnyy, việc phát triển trung tâm hydro tại Saskatchewan không chỉ giúp giảm phát thải và đa dạng hóa năng lượng, mà còn mở ra hàng nghìn việc làm mới và thúc đẩy tăng trưởng kinh tế địa phương.

“Chúng tôi có thể tận dụng chính hạ tầng hiện có của ngành dầu khí để sản xuất hydro, giảm phát thải mà vẫn duy trì hoạt động kinh tế. Đây là bước chuyển hợp lý và thực tế để Saskatchewan tiến tới nền kinh tế carbon thấp,” ông nói.

HYDRO - “MẢNH GHÉP KHÔNG THỂ THIẾU” TRONG TƯƠNG LAI NĂNG LƯỢNG TOÀN CẦU

Khi cả thế giới đang chạy đua hướng tới mục tiêu Net-Zero vào năm 2050, hydro được kỳ vọng sẽ trở thành nguồn năng lượng nền tảng bên cạnh điện tái tạo. Dù còn nhiều thách thức trong lưu trữ và vận chuyển, xu hướng toàn cầu đã rõ ràng: hydro sẽ là trụ cột quan trọng của nền kinh tế carbon thấp.

Như nhận định của ông Dave Anthony: “Toàn thế giới đang bàn về tiềm năng của hydro trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Saskatchewan có những lợi thế tự nhiên, hạ tầng và tri thức để trở thành trung tâm hydro thương mại của Canada - và xa hơn là một mô hình tiêu biểu cho cả thế giới.”

Với nền tảng công nghiệp vững chắc, đội ngũ khoa học tiên phong và tầm nhìn chiến lược, Saskatchewan đang chứng minh rằng thảo nguyên không chỉ là vùng đất của dầu mỏ, mà đang trở thành thảo nguyên hydro- biểu tượng mới của năng lượng xanh Bắc Mỹ.

Trong bối cảnh Việt Nam đang đẩy mạnh thực hiện cam kết phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, câu chuyện về “thảo nguyên hydro” của Saskatchewan mang đến nhiều gợi mở quý giá cho tiến trình chuyển đổi năng lượng xanh quốc gia.

Việt Nam hiện có nhiều lợi thế tương đồng - từ hạ tầng dầu khí, mạng lưới điện quốc gia đến tiềm năng năng lượng tái tạo dồi dào - có thể tận dụng để phát triển kinh tế hydro quy mô vùng.

Các địa phương như Khu vực Nam Trung Bộ mới (hợp nhất từ Ninh Thuận và Bình Thuận), Vùng Duyên hải Đông Nam mới (bao gồm Bà Rịa - Vũng Tàu và Đồng Nai cũ), hay Khu kinh tế ven biển Tây Nam mới (gắn với Cần Thơ và Sóc Trăng cũ) đều có điều kiện thuận lợi để hình thành trung tâm sản xuất - lưu trữ - xuất khẩu hydro xanh.

Việc thí điểm các “cụm công nghiệp hydro” gắn với năng lượng gió, mặt trời và công nghệ thu giữ carbon (CCUS) không chỉ góp phần giảm phát thải mà còn mở ra hướng phát triển mới cho ngành công nghiệp năng lượng sạch và xuất khẩu hydro của Việt Nam trong giai đoạn 2030- 2045. Đây sẽ là bước đi chiến lược, đưa Việt Nam hòa nhịp cùng xu thế năng lượng toàn cầu, đồng thời củng cố vị thế là trung tâm năng lượng xanh mới của khu vực Đông Nam Á.

Canadian Mining Journal-Trọng Hoàng

]]>