Hydro là gì?
Hydro là nguyên tố nhẹ nhất và phong phú nhất trong vũ trụ. Nó xuất hiện tự nhiên trên Trái đất, chủ yếu kết hợp với các nguyên tố khác như trong nước (H2O) và khí tự nhiên (CH4). Hydro là một nguyên tố diatomic, có nghĩa là nó xuất hiện theo cặp và được chú thích là (H2). Hydro đã được sản xuất và sử dụng ở Hoa Kỳ trong nhiều thập kỷ trong tinh chế hóa học, thám hiểm không gian và trong pin nhiên liệu để sản xuất điện.
Giống như điện, hydro là chất mang năng lượng phải được sản xuất từ một chất khác. Hydro có thể được sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm nước, nhiên liệu hóa thạch hoặc sinh khối. Hydro cũng có hàm lượng năng lượng cao nhất so với bất kỳ nhiên liệu thông thường nào theo trọng lượng (gấp khoảng ba lần so với xăng).
New Mexico được hưởng lợi như thế nào từ việc sản xuất và sử dụng hydro?
Nói một cách đơn giản, New Mexico sẽ không đạt được các mục tiêu khí hậu đầy tham vọng của mình nếu không đưa hydro vào chiến lược khí hậu của chúng tôi. Cuộc khủng hoảng khí hậu đang giáng một đòn nặng nề vào New Mexico với nhiệt độ tăng cao, hạn hán dai dẳng và cháy rừng tàn khốc. Biến đổi khí hậu là hậu quả trực tiếp của khí nhà kính, như carbon dioxide (CO 2 ) và methane (CH 4 ), được đưa vào khí quyển bởi hoạt động của con người. Các nhà khoa học và tổ chức hàng đầu như Chương trình Môi trường Liên hợp quốc kêu gọi các quốc gia giảm phát thải khí nhà kính xuống mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050 để tránh những hậu quả tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu. Hydro là chất mang năng lượng cần thiết để chuyển đổi sang phát thải carbon ròng bằng 0 và đạt được mục tiêu này vì nó có thể được sản xuất từ nước bằng năng lượng tái tạo, một yếu tố quan trọng khác trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu của New Mexico và khi được sử dụng trong pin nhiên liệu, khí thải duy nhất của nó là hơi nước.
Lợi ích của hydro là rất nhiều. Hydro có thể lưu trữ năng lượng dư thừa từ gió và mặt trời để chuyển đổi trở lại thành điện hoặc nhiệt khi có nhu cầu, giống như pin. Nó cũng có thể cung cấp năng lượng cho các lĩnh vực khó giảm bao gồm chế biến xi măng, sản xuất thép, sản xuất phân bón và có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch trong giao thông vận tải nặng, sản xuất điện và sử dụng công nghiệp bằng cơ sở hạ tầng hiện có.
Điều quan trọng, chúng ta có thể dễ dàng đo lường lượng khí thải carbon của hydro, bao gồm cả lượng khí thải từ tất cả các khía cạnh của sản xuất đến sử dụng cuối cùng. Khả năng đo lường này cho phép chúng tôi đảm bảo sản xuất và sử dụng hydro đang giúp chúng tôi đạt được các mục tiêu khí hậu.
Nhờ sự kết hợp độc đáo của các tính năng này, hydro là một công nghệ quan trọng cho tương lai carbon thấp, đặc biệt là ở New Mexico.
New Mexico hỗ trợ phát triển nền kinh tế hydro như thế nào?
Vào tháng 3 năm 2022, Thống đốc Michelle Lujan Grisham đã ký Sắc lệnh Hành pháp số 2022-013 (PDF), trong đó chỉ đạo các Sở Môi trường; Năng lượng, Khoáng sản và Tài nguyên Thiên nhiên; Phát triển Kinh tế; Thuế và Doanh thu; cùng Sở Các Vấn đề Người da đỏ hỗ trợ việc phát triển nền kinh tế hydro sạch. Sắc lệnh này chỉ đạo các sở, ban, ngành nêu trên hỗ trợ Liên minh Trung tâm Hydrogen Liên tiểu bang Miền Tây (WISHH) (PDF). Sắc lệnh cũng khuyến khích tiếp tục hợp tác với các phòng thí nghiệm quốc gia (PDF) nhằm mang lại tăng trưởng kinh tế, việc làm và năng lượng sạch cho New Mexico. Tiểu bang New Mexico cũng đang hợp tác với các cơ sở giáo dục thông qua Sáng kiến Hợp tác Hành lang Bắc Rio Grande.
Sau khi New Mexico gia nhập WISHH thông qua một Biên bản ghi nhớ (MOU), WISHH đã đệ trình một bản đề xuất ý tưởng vào tháng 11 năm 2022 lên Chương trình Trung tâm Hydrogen Sạch Khu vực của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE). Đáp lại, DOE đã đưa ra khuyến nghị “Được khuyến khích” đối với bản đề xuất ý tưởng này (PDF) và chúng tôi đã cùng nhau triển khai các bước tiếp theo. Theo DOE, các chuyên gia đánh giá chỉ đưa ra khuyến nghị “Được khuyến khích” đối với 33 trong số 79 bản đề xuất ý tưởng để nộp hồ sơ đề xuất đầy đủ.
WISHH đã thành lập một pháp nhân, WIH2, để phát triển và nộp đơn đầy đủ cho DOE về cách các đối tác dự án có thể phát triển thị trường, địa hình và công nghệ hydro ở New Mexico và các quốc gia khác trong khu vực. WIH2 đã nộp đơn đăng ký vào tháng 4/2023 và DOE dự kiến sẽ công bố những người được trao giải thưởng trung tâm hydro vào mùa thu năm 2023.
Vai trò của Nhà nước là điều chỉnh việc khai thác, sản xuất và sử dụng hydro ở New Mexico. Vai trò của các đối tác dự án là đổi mới cách sản xuất hydro một cách an toàn và kinh tế ở New Mexico. Các đối tác khác trong WISHH bao gồm các trường đại học và cao đẳng ở New Mexico, cả hai đều là một phần của các ứng dụng nghiên cứu và cơ hội phát triển lực lượng lao động do Hydrogen Hub cung cấp.
Cách tiếp cận đa ngành của Chính quyền bang New Mexico sử dụng hydro làm chất xúc tác để thúc đẩy tăng trưởng và đổi mới không chỉ trong năng lượng, mà cả giao thông, nông nghiệp, công nghiệp và giáo dục.
Hydro có an toàn không?
Được xử lý đúng cách, hydro cũng an toàn, nếu không muốn nói là an toàn hơn các nhiên liệu thông thường khác vì:
- Hydro không độc hại. Xăng và dầu diesel là. Rò rỉ hoặc tràn hydro sẽ không làm ô nhiễm môi trường hoặc đe dọa sức khỏe của con người hoặc động vật hoang dã, không giống như nhiên liệu hóa thạch.
- Khi được sử dụng trong pin nhiên liệu, hydro chỉ tạo ra nước và điện, trong khi đốt cháy nhiên liệu thông thường tạo ra ô nhiễm không khí có hại.
- So với xăng và dầu diesel, hydro ít có khả năng cháy trong không khí mở do xu hướng tăng nhanh và phân tán. Xăng ở dạng khí nặng hơn không khí và sẽ ở gần mặt đất.
- Trong khi quá trình đốt cháy hydro có thể tạo ra khí thải nitơ oxit, NMED được trang bị và chuẩn bị để điều chỉnh lượng khí thải này như đã làm từ các nguồn khác. Bang New Mexico tiếp tục có trách nhiệm và khung pháp lý để điều chỉnh phù hợp sự an toàn và khí thải từ bất kỳ cơ sở hydro nào.
Khả năng xử lý hydro một cách an toàn cũng đã được chứng minh qua hơn 50 năm ứng dụng trong lĩnh vực thám hiểm vũ trụ, tinh chế hóa chất và sản xuất phân bón. Các nhà khoa học và kỹ sư tại các tổ chức xây dựng tiêu chuẩn và cơ quan chính phủ hợp tác với nhau để xây dựng và thực thi các tiêu chuẩn nghiêm ngặt đối với hệ thống hydro và pin nhiên liệu, cả đối với công nghệ hiện tại lẫn khi các công nghệ mới xuất hiện. Nhiều năm nghiên cứu và kinh nghiệm đã mang lại các biện pháp kiểm soát kỹ thuật vững chắc cùng các hướng dẫn nhằm đảm bảo việc sử dụng hydro an toàn cho công chúng.