Nhật Bản đau đáu giấc mơ Hydro xanh, 8 năm theo đuổi tham vọng dẫn đầu thế giới

Chân núi Phú Sĩ đang trở thành điểm thử nghiệm quan trọng cho tham vọng năng lượng sạch của Nhật Bản. Hydro xanh – sản phẩm được tạo ra từ quá trình điện phân nước bằng nguồn điện tái tạo – được kỳ vọng sẽ thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch trong tiến trình khử carbon. Nhật Bản vốn phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu năng lượng, nên việc tìm ra giải pháp thay thế bền vững vừa là nhu cầu kinh tế, vừa là lời cam kết chính trị để đạt mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Khu vực quanh Phú Sĩ, đặc biệt là vùng Ngũ Hồ, được lựa chọn không chỉ vì vị trí biểu tượng mà còn bởi sự phù hợp để thử nghiệm mô hình năng lượng mới. Tỉnh Yamanashi đã bắt tay cùng tập đoàn SGH2 Energy của Mỹ triển khai dự án sản xuất hydro carbon-negative từ sinh khối và chất thải hữu cơ, với mục tiêu biến những nguồn phế thải địa phương thành nhiên liệu sạch. Một nhà máy khác – eRex hydrogen tại Fujiyoshida – cũng đang được xây dựng với công suất khoảng 360 kW, trở thành nhà máy điện hydro thương mại đầu tiên của Nhật Bản. Những dự án này không chỉ cung cấp năng lượng mà còn đóng vai trò biểu tượng trong việc chứng minh rằng hydro có thể bước ra khỏi phòng thí nghiệm để đi vào đời sống thực tế.

Ứng dụng của hydro xanh tại khu vực này đa dạng. Các nhà máy sản xuất lốp xe, chưng cất rượu whisky hay chế biến trà xanh vốn cần nhiều năng lượng nhiệt đều có thể tận dụng hydro thay cho khí đốt hay dầu mỏ, qua đó cắt giảm phát thải CO₂ mà không làm gián đoạn quá trình sản xuất. Đối với ngành du lịch, vốn chịu áp lực lớn về môi trường vì lượng khách đông đúc, các kế hoạch sử dụng trạm hay xe bus chạy bằng hydro quanh Phú Sĩ đang được nghiên cứu.

Tuy nhiên, đi kèm kỳ vọng là những thách thức không nhỏ. Chi phí sản xuất hydro xanh hiện vẫn cao hơn nhiều lần so với nhiên liệu hóa thạch. Quá trình điện phân đòi hỏi nguồn điện tái tạo dồi dào, trong khi hiệu suất chuyển đổi điện thành hydro vẫn còn thấp. Khâu lưu trữ và vận chuyển cũng phức tạp.

Ngoài ra, để vận hành chuỗi cung ứng hoàn chỉnh từ sản xuất đến trạm nạp nhiên liệu, cần một mạng lưới cơ sở hạ tầng khổng lồ, từ đường ống đến container, cùng với những tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt. Nếu không có sự trợ giá và hỗ trợ chính sách từ nhà nước, khó có doanh nghiệp nào đủ kiên nhẫn để chịu lỗ trong giai đoạn đầu.

So với các công nghệ khác, hydro xanh cũng vấp phải sự so sánh khắc nghiệt. Nhiều chuyên gia chỉ ra rằng trong một số trường hợp, việc dùng điện trực tiếp từ pin hay bơm nhiệt hiệu quả hơn nhiều so với vòng chuyển đổi điện → hydro → điện hoặc nhiệt. Vì vậy, hydro chỉ thực sự có lợi thế ở những lĩnh vực mà điện trực tiếp khó đáp ứng, như ngành công nghiệp nhiệt độ cao, luyện kim, hóa chất hay vận tải đường dài. Đây chính là lý do khiến các ngành công nghiệp quanh Phú Sĩ – từ nhà máy lốp xe đến chưng cất whisky – trở thành đối tượng phù hợp để thử nghiệm.

Vậy tại sao Phú Sĩ lại được chọn làm “bãi thử” cho hydro? Ngoài yếu tố biểu tượng quốc gia, nơi đây hội tụ nhiều điều kiện thuận lợi. Khu vực có lượng du khách lớn, cần các giải pháp giao thông sạch để giảm tải ô nhiễm và tiếng ồn. Nguồn sinh khối và chất thải địa phương có thể trở thành nguyên liệu cho sản xuất hydro. Địa hình không quá phức tạp nhưng đủ đa dạng để thử nghiệm nhiều mô hình cung ứng, từ công nghiệp nhỏ đến dịch vụ du lịch. Chính quyền tỉnh Yamanashi cũng tỏ rõ tham vọng xây dựng vùng Fuji Five Lakes thành “thành phố xanh”, qua đó nhân rộng mô hình sang các địa phương khác nếu thành công.

Các dự án hydro ở đây cũng không tách rời khỏi chiến lược quốc gia. Tokyo mới đây đã tổ chức đấu thầu hydro xanh đầu tiên, và một phần sản lượng sẽ được mua từ tỉnh Yamanashi. Việc một đô thị lớn như Tokyo tham gia thị trường là tín hiệu quan trọng, vừa tạo đầu ra cho sản phẩm hydro, vừa giúp hình thành chuỗi cung ứng quy mô.

Được biết Tập đoàn mẹ Suntory Holdings, cùng với tỉnh Yamanashi và một số công ty khác, đã khởi công xây dựng nhà máy điện phân công suất 16 MW vào tháng 2 năm 2024, có khả năng sản xuất 2.200 tấn hydro mỗi năm - nhà máy lớn nhất thuộc loại này tại Nhật Bản. Từ năm 2027 trở đi, Suntory dự kiến sẽ khởi động một doanh nghiệp sản xuất và phân phối hydro xanh , doanh nghiệp đầu tiên tại Nhật Bản tham gia vào tất cả các lĩnh vực của chuỗi giá trị hydro xanh .

"Chúng tôi muốn tạo ra giá trị mới bằng cách tích hợp tính bền vững vào các hoạt động kinh doanh của mình", Tổng giám đốc điều hành của Suntory Holdings Masaaki Fujiwara phát biểu trong cuộc họp báo vào tháng 6.

Dù vậy, triển vọng vẫn đi kèm điều kiện. Nhật Bản phải giải quyết bài toán chi phí nếu muốn hydro xanh cạnh tranh. Cần tiếp tục đầu tư vào công nghệ điện phân, nâng cao hiệu suất, giảm giá thành thiết bị, đồng thời mở rộng quy mô sản xuất để tận dụng lợi thế kinh tế theo quy mô. Hạ tầng lưu trữ và phân phối cũng phải được xây dựng đồng bộ, đảm bảo an toàn và đáng tin cậy.

Một quan chức của MHI (Mitsubishi Heavy Industries - công ty đã chứng minh được cách sử dụng hydro sản xuất tại Yamanashi) cho biết doanh nghiệp đang cố gắng chuẩn bị các hệ thống hydro cho kỷ nguyên mà giá hydro sẽ đủ rẻ để cạnh tranh với nhiên liệu hóa thạch. Nhưng khi nào điều đó sẽ xảy ra? Ông dự đoán khả năng cao là năm 2040 thay vì năm 2030.

Nhật Bản vốn đã đi đầu trong nỗ lực áp dụng nhiên liệu hydro xanh kể từ năm 2017, khi Thủ tướng Shinzo Abe tuyên bố phát triển một "xã hội hydro dẫn đầu thế giới". Trong bức tranh lớn của quá trình khử carbon, hydro xanh có thể không phải là giải pháp tối ưu ở mọi lĩnh vực, nhưng lại là mảnh ghép quan trọng ở những chỗ mà điện trực tiếp không thể thay thế. Phú Sĩ, với vị thế vừa mang tính biểu tượng, vừa mang tính thực nghiệm, trở thành nơi lý tưởng để công nghệ này chứng minh khả năng tuyệt vời.

Theo: Nikkei Asia