MatH2: Liên minh mới mở đường cho kỷ nguyên hydro sạch
Khi hydro được xem là một trong những chìa khóa của quá trình chuyển dịch năng lượng, bài toán lớn nhất không chỉ nằm ở sản xuất, mà còn ở cách lưu trữ, vận chuyển và sử dụng loại nhiên liệu này một cách an toàn, bền vững và có chi phí cạnh tranh.
Được thành lập trong khuôn khổ chương trình WISE (Wide and Intelligent Sustainable Energy) do Wärtsilä dẫn dắt và đồng tài trợ bởi Business Finland, dự án hợp tác đổi mới sáng tạo này do Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật VTT của Phần Lan chủ trì. MatH2 hướng đến việc tháo gỡ các nút thắt về công nghệ vật liệu, mở đường cho quá trình thương mại hóa hydro trên quy mô lớn.
Giải quyết bài toán vật liệu – rào cản lớn của nền kinh tế hydro
Mặc dù thị trường hydro toàn cầu đang tăng trưởng nhanh, đạt 97 triệu tấn trong năm 2023, việc mở rộng ứng dụng vẫn gặp nhiều khó khăn do thiếu các loại vật liệu có khả năng làm việc an toàn trong môi trường hydro.
Đặc tính mật độ thấp của hydro cùng hiện tượng giòn hóa do hydro (hydrogen embrittlement) và ăn mòn kim loại khiến quá trình lưu trữ, vận chuyển và phát triển hạ tầng trở nên phức tạp, kéo theo chi phí đầu tư cao và ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống.
MatH2 được thành lập nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết của ngành trong việc xác thực và phát triển các vật liệu tương thích với hydro, xây dựng danh mục các loại vật liệu và linh kiện có giá thành hợp lý nhưng vẫn đảm bảo khả năng chống chịu hydro và các hóa chất quan trọng trong chuỗi giá trị hydro. Đồng thời, liên minh cũng phát triển các công nghệ sản xuất và ứng dụng đi kèm để thúc đẩy quá trình thương mại hóa.
Xây dựng hệ sinh thái hoàn chỉnh cho chuỗi giá trị hydro
MatH2 hướng tới xây dựng một hệ sinh thái đổi mới sáng tạo do doanh nghiệp dẫn dắt, quy tụ đầy đủ các mắt xích trong chuỗi giá trị hydro nhằm phát triển các vật liệu và công nghệ cốt lõi phục vụ quá trình chuyển đổi năng lượng trên phạm vi toàn cầu.
Theo ông Rasmus Teir, Giám đốc Chiến lược Công nghệ và Khử carbon của Wärtsilä:
"Mở rộng quy mô hydro với chi phí hợp lý là một trong những thách thức quan trọng nhất của quá trình chuyển dịch năng lượng và không một tổ chức nào có thể giải quyết vấn đề này một mình. Việc kết nối toàn bộ chuỗi giá trị hydro sẽ giúp thu hẹp khoảng cách giữa nghiên cứu và công nghiệp, tháo gỡ những rào cản đang kìm hãm sự phát triển của hydro tại châu Âu cũng như trên toàn thế giới. Qua đó, hydro sẽ sớm trở thành loại nhiên liệu an toàn, có giá thành cạnh tranh và đủ khả năng mở rộng để góp phần hiện thực hóa mục tiêu phát thải ròng bằng 0."
Phát triển vật liệu bền vững cho hạ tầng hydro
Trong bối cảnh châu Âu đang đẩy mạnh đầu tư vào mạng lưới đường ống, cảng trung chuyển và các cơ sở công nghiệp sử dụng hydro, khả năng chịu hydro của vật liệu trở thành yếu tố quyết định.
Theo Wärtsilä, các hiện tượng như giòn hóa, ăn mòn và suy giảm tính chất cơ học của vật liệu cần được kiểm soát hiệu quả, đặc biệt tại các vị trí quan trọng như mối hàn, nhằm đảm bảo độ tin cậy lâu dài của hệ thống. Đồng thời, các giải pháp lưu trữ và vận chuyển hydro ở nhiều quy mô khác nhau cũng phải đạt hiệu quả kinh tế để tạo điều kiện mở rộng thị trường.
Thông qua việc giải quyết các thách thức này, MatH2 kỳ vọng mang lại cho các nhà phát triển công nghệ những dữ liệu vật liệu có độ tin cậy cao và khả năng dự đoán chính xác trong điều kiện làm việc với hydro. Điều này sẽ hỗ trợ quá trình phát triển động cơ sẵn sàng sử dụng hydro (hydrogen-ready engines), đường ống, thiết bị phản ứng, hệ thống xử lý nhiên liệu, đồng thời tạo nền tảng nghiên cứu mới cho các viện và trường đại học.
Nâng cao độ bền, giảm chi phí và thúc đẩy thương mại hóa hydro
Liên minh đặt mục tiêu phát triển các linh kiện có tuổi thọ cao hơn, giảm mức độ suy giảm khi vận hành trong môi trường hydro và tăng tính cạnh tranh về chi phí. Những cải tiến này được kỳ vọng sẽ góp phần thúc đẩy tốc độ ứng dụng hydro trên quy mô toàn cầu.
MatH2 cũng tận dụng lợi thế đặc biệt của Phần Lan trong phát triển nền kinh tế hydro nhờ nguồn điện sạch, giá thành thấp, nguồn CO₂ sinh học dồi dào phục vụ sản xuất các dẫn xuất của hydro, cùng hệ thống lưới điện phát triển.
Theo đánh giá, kết quả từ dự án có thể giúp Phần Lan khai thác tối đa tiềm năng của ngành hydro, với quy mô đóng góp tới 34 tỷ euro mỗi năm cho GDP vào năm 2035, đồng thời tạo ra hơn 60.000 việc làm trong lĩnh vực phát triển công nghệ và sản xuất hạ tầng.
Bên cạnh đó, MatH2 cũng sẽ góp phần hỗ trợ mục tiêu của Liên minh châu Âu (EU) là cung cấp 20 triệu tấn hydro tái tạo mỗi năm vào năm 2030. Việc nâng cao độ tin cậy của vật liệu sẽ giúp giảm chi phí và rủi ro cho hạ tầng hydro, từ đó mở rộng khả năng tiếp cận các nguồn nhiên liệu bền vững, góp phần xây dựng hệ thống năng lượng ổn định, linh hoạt và có khả năng chống chịu cao trong tương lai.
Liên minh quy tụ nhiều doanh nghiệp và viện nghiên cứu hàng đầu
MatH2 được thành lập trong khuôn khổ chương trình WISE – Wide and Intelligent Sustainable Energy, sáng kiến hợp tác do Business Finland đồng tài trợ với mục tiêu phát triển các giải pháp cân bằng công suất phát điện không phát thải, góp phần thúc đẩy quá trình khử carbon.
Liên minh hiện quy tụ 10 đối tác nghiên cứu và doanh nghiệp, đại diện cho toàn bộ chuỗi giá trị hydro, từ nhà cung cấp vật liệu, nhà sản xuất linh kiện, đơn vị phát triển công nghệ đến các doanh nghiệp sử dụng cuối.
Các thành viên gồm EOS, Neste, Nordic Tank, Teknos, SSAB, Bumax, SP Stainless, cùng hai đơn vị nghiên cứu là VTT Technical Research Centre of Finland và University of Oulu.
Wärtsilä tiến thêm một bước với động cơ hydro 100%
Trước đó, trong tháng 6, Wärtsilä cũng công bố đã bắt đầu xác thực động cơ phát điện chạy hoàn toàn bằng hydro tại Bermeo, miền Bắc Tây Ban Nha, phục vụ lưới điện quốc gia nước này.
Đây được xem là dự án trình diễn đầu tiên trên thế giới đối với động cơ công suất lớn vận hành 100% bằng hydro, đánh dấu bước tiến vượt xa các công nghệ "hydrogen-ready" hiện nay. Dự án chứng minh rằng các tổ máy phát điện sử dụng động cơ đốt trong hoàn toàn có thể vận hành bằng hydro trong điều kiện lưới điện thực tế, mở đường cho việc triển khai thương mại công nghệ này trong tương lai.
