Gần đây, Lingniu Hydrogen Energy và TEDA Holding đã ký kết thỏa thuận hợp tác chiến lược để cùng xây dựng "Cảng Hydro Thiên Tân," khơi dậy một vòng thảo luận mới về ứng dụng năng lượng hydro tại các cảng. Cảng năng lượng hydro là gì? Nó liên quan đến những khía cạnh nào? Hãy cùng khám phá những câu hỏi này trong bài viết này.
I. Các Phân Khúc Chính của Ngành Công Nghiệp Năng Lượng Hydro tại Cảng Là Gì?
Chuỗi ngành công nghiệp năng lượng hydro chủ yếu bao gồm bốn phân khúc cốt lõi: sản xuất hydro, lưu trữ và vận chuyển, tiếp nhiên liệu và ứng dụng. Các phân khúc này đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của ngành công nghiệp năng lượng hydro tại cảng.
Sản Xuất Hydro:Điểm khởi đầu của ngành công nghiệp năng lượng hydro tại cảng nằm ở sản xuất hydro. Các thành phố cảng thường có nguồn tài nguyên năng lượng tái tạo phong phú, như gió ngoài khơi và năng lượng mặt trời, có thể được chuyển đổi thành hydro thông qua các phương pháp như điện phân nước. Ngoài ra, một số thành phố cảng là nơi sản xuất chính các sản phẩm thép và hóa dầu, cung cấp nguồn hydro phụ phẩm công nghiệp phong phú, như hydro từ khí lò cốc và hydro sản xuất từ quá trình lên men khí sinh học.
Lưu Trữ và Vận Chuyển:Hydro có mật độ cực thấp ở nhiệt độ và áp suất bình thường, đòi hỏi các phương pháp như nén, hóa lỏng hoặc hấp phụ để tăng mật độ nhằm lưu trữ và vận chuyển kinh tế. Hiện nay, hydro khí áp suất cao và hydro lỏng siêu lạnh là hai phương pháp lưu trữ và vận chuyển chính. Công nghệ hydro khí áp suất cao là công nghệ trưởng thành nhất và là hướng đi chính ở giai đoạn này, trong khi hydro lỏng, với mật độ lưu trữ cao hơn, kinh tế hơn cho vận chuyển đường dài.
Tiếp Nhiên Liệu:Các trạm tiếp nhiên liệu hydro đóng vai trò cầu nối quan trọng giữa sản xuất và tiêu thụ hydro trong chuỗi ngành công nghiệp năng lượng hydro. Là một kịch bản ứng dụng quan trọng của năng lượng hydro, các cảng cần các trạm tiếp nhiên liệu hydro chuyên dụng để đáp ứng nhu cầu tiếp nhiên liệu cho các phương tiện chạy bằng hydro.
Ứng Dụng:Năng lượng hydro có nhiều kịch bản ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong lĩnh vực cảng, bao gồm thay thế các thiết bị vận chuyển như xe tải nặng chạy bằng hydro, xe nâng và tàu thuyền. Là một nguồn năng lượng sạch và hiệu quả với lợi thế "không phát thải," năng lượng hydro đang dần trở thành năng lượng sạch chủ chốt cho quá trình chuyển đổi xanh của các cảng.
II. Tại Sao Khuyến Khích Phát Triển Năng Lượng Hydro tại Các Cảng?
Khuyến khích phát triển năng lượng hydro tại các cảng chủ yếu dựa trên các cân nhắc sau:
Giải Quyết Thách Thức Biến Đổi Khí Hậu Toàn Cầu:Là một phần quan trọng của ngành giao thông vận tải, các cảng có mức tiêu thụ năng lượng cao và vấn đề phát thải đáng kể. Năng lượng hydro, là một nguồn năng lượng sạch và hiệu quả với lợi thế "không phát thải," có thể giúp các cảng đạt được chuyển đổi xanh và giảm phát thải carbon, giải quyết thách thức biến đổi khí hậu toàn cầu.
Giảm Chi Phí Hoạt Động:Mặc dù chi phí mua ban đầu của thiết bị năng lượng hydro tương đối cao, nhưng về lâu dài, chi phí hoạt động của năng lượng hydro thấp hơn. Ví dụ, các xe tải nặng chạy bằng hydro được giới thiệu tại Cảng Gia Hưng có thể giảm phát thải carbon khoảng 80 tấn mỗi xe hàng năm và dự kiến tiết kiệm cho cảng hơn 3 triệu nhân dân tệ chi phí nhiên liệu mỗi năm. Điều này cho thấy rằng ứng dụng năng lượng hydro có thể giúp các cảng giảm chi phí hoạt động và cải thiện hiệu quả kinh tế.
Thúc Đẩy Chuyển Đổi Năng Lượng tại Các Thành Phố Cảng:Các thành phố cảng thường có hệ thống giao thông đa phương tiện toàn diện và vị trí địa lý thuận lợi, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển hydro đến các khu vực nội địa và quốc tế. Khuyến khích phát triển năng lượng hydro tại các cảng có thể thúc đẩy chuyển đổi năng lượng của các thành phố cảng, xây dựng hệ thống năng lượng hiện đại sạch, ít carbon, an toàn và hiệu quả.
Thúc Đẩy Phát Triển Chuỗi Ngành Công Nghiệp Năng Lượng Hydro:Là một kịch bản ứng dụng quan trọng của năng lượng hydro, các cảng có thể đóng góp vào việc cải thiện và phát triển chuỗi ngành công nghiệp năng lượng hydro. Việc trình diễn và quảng bá trong các kịch bản ứng dụng tại cảng có thể thúc đẩy đổi mới công nghệ và phát triển công nghiệp trong sản xuất, lưu trữ và vận chuyển hydro, hình thành các cụm ngành công nghiệp năng lượng hydro.
III. Thách Thức Kỹ Thuật trong Phát Triển Năng Lượng Hydro tại Các Cảng
Mặc dù có nhiều lợi thế trong phát triển năng lượng hydro tại các cảng, vẫn còn một số thách thức kỹ thuật, chủ yếu bao gồm:
Cải Thiện Tính Kinh Tế của Ứng Dụng Năng Lượng Hydro:Hiện nay, chi phí mua ban đầu cao của các xe tải chạy bằng hydro và thiết bị khác, cùng với chi phí sản xuất và tiếp nhiên liệu hydro cao, dẫn đến chi phí sử dụng năng lượng hydro trong thiết bị cảng tương đối cao. Điều này hạn chế việc ứng dụng năng lượng hydro quy mô lớn tại các cảng ở một mức độ nào đó.
Kế Hoạch và Xây Dựng Trạm Tiếp Nhiên Liệu Hydro Chậm Trễ:Hầu hết các cảng trong nước thiếu kế hoạch phối hợp cho các cơ sở tiếp nhiên liệu hydro. Ngoài ra, việc sử dụng đất chặt chẽ tại các khu vực cảng khiến việc bố trí phối hợp các trạm tiếp nhiên liệu hydro không đầy đủ, và cần tăng cường nỗ lực xây dựng. Tính đến tháng 11 năm 2019, Trung Quốc chỉ có 41 trạm tiếp nhiên liệu hydro hoạt động, chủ yếu tập trung tại một số thành phố, với rất ít trạm tiếp nhiên liệu hydro chuyên dụng cho các cảng.
Cần Đổi Mới và Đột Phá trong Công Nghệ Sản Xuất và Lưu Trữ:Hiện nay, sản xuất hydro thông qua "điện phân nước" sử dụng năng lượng gió và mặt trời tại Trung Quốc còn hạn chế, và hiệu quả cũng như chi phí lưu trữ và vận chuyển hydro tương đối cao. Trong khi công nghệ hydro khí áp suất cao đã trưởng thành, mật độ lưu trữ của nó bị hạn chế. Hydro lỏng có mật độ lưu trữ cao hơn nhưng đối mặt với rào cản kỹ thuật cao và từ lâu đã bị độc quyền bởi các quốc gia nước ngoài. Ngoài ra, các bình chứa hydro trong nước chủ yếu là 35MPa, tụt hậu so với công nghệ bình chứa hydro 70MPa của các quốc gia nước ngoài, ảnh hưởng đến hiệu quả lưu trữ và vận chuyển hydro.
Cần Cải Thiện Tiêu Chuẩn và Quy Định:Các tiêu chuẩn và quy định liên quan đến tuân thủ và an toàn cho lưu trữ, vận chuyển và tiếp nhiên liệu hydro tại các khu vực cảng cần được cải thiện thêm. Điều này hạn chế việc ứng dụng năng lượng hydro theo tiêu chuẩn và quy mô lớn tại các cảng ở một mức độ nào đó.
IV. Triển Vọng Tương Lai
Nhìn về phía trước, ngành công nghiệp năng lượng hydro tại cảng dự kiến sẽ đón nhận những cơ hội phát triển chưa từng có, chủ yếu trong các lĩnh vực sau:
Xây Dựng Các Cảng Trình Diễn Năng Lượng Hydro:Tận dụng các kịch bản cảng và lợi thế địa lý để tiếp tục phát triển ngành công nghiệp năng lượng hydro và tạo ra "các cảng trình diễn năng lượng hydro." Bằng cách giới thiệu các thiết bị tiên tiến như xe tải nặng và xe nâng chạy bằng hydro, tích cực thúc đẩy chuyển đổi xanh và ít carbon của logistics và vận tải cảng. Đồng thời, tăng cường R&D trong thiết bị sản xuất và lưu trữ hydro, cải thiện hỗ trợ chính sách và hệ thống tiêu chuẩn, và nâng cao việc sử dụng năng lượng hydro một cách kinh tế, an toàn và tiêu chuẩn hóa.
Phát Triển Các Cảng Cung Cấp Sản Xuất Hydro:Tích cực thúc đẩy phát triển và sử dụng năng lượng xanh như năng lượng gió và năng lượng mặt trời tại các cảng, đẩy nhanh phát triển năng lượng gió ngoài khơi, tăng cường cơ sở hạ tầng phát điện năng lượng tái tạo, và tích cực phát triển sản xuất hydro năng lượng sạch đa phương thức để nâng cao năng lực cung cấp hydro. Ngoài ra, dựa vào các doanh nghiệp hóa chất gần cảng để tăng cường thu thập và ứng dụng hydro phụ phẩm công nghiệp, hình thành hệ thống cung cấp hydro đa dạng.
Quy Hoạch Các Cảng Công Nghiệp Năng Lượng Hydro Gần Cảng:Tận dụng lợi thế cảng để chủ động quy hoạch và xây dựng các khu công nghiệp chuyên biệt, thu hút các doanh nghiệp hàng đầu, thiết lập các nền tảng dịch vụ hỗ trợ và cơ sở hạ tầng, tăng cường R&D và quảng bá thương mại, và đẩy nhanh xây dựng hệ thống ngành công nghiệp năng lượng hydro gần cảng, bao gồm sản xuất, lưu trữ, vận chuyển, tiếp nhiên liệu và ứng dụng hydro. Thông qua cụm công nghiệp và phát triển phối hợp, thúc đẩy cải thiện và tối ưu hóa chuỗi ngành công nghiệp năng lượng hydro.
Đổi Mới Công Nghệ và Nâng Cấp Công Nghiệp:Tăng cường đổi mới công nghệ và nâng cấp công nghiệp trong sản xuất, lưu trữ, vận chuyển và tiếp nhiên liệu hydro. Ví dụ, phát triển các công nghệ sản xuất hydro bằng điện phân nước hiệu quả và kinh tế hơn; thúc đẩy đột phá và công nghiệp hóa trong công nghệ lưu trữ và vận chuyển hydro khí áp suất cao và hydro lỏng; và đẩy nhanh R&D và nội địa hóa thiết bị trạm tiếp nhiên liệu hydro. Thông qua đổi mới công nghệ và nâng cấp công nghiệp, giảm chi phí ứng dụng năng lượng hydro và cải thiện hiệu quả và an toàn của việc sử dụng năng lượng hydro.
Hợp Tác và Trao Đổi Quốc Tế:Tăng cường hợp tác và trao đổi với ngành công nghiệp năng lượng hydro quốc tế, học hỏi từ kinh nghiệm và công nghệ tiên tiến của nước ngoài, và thúc đẩy phát triển quốc tế của ngành công nghiệp năng lượng hydro. Thông qua hợp tác và trao đổi quốc tế, cùng giải quyết các thách thức và cơ hội phát triển ngành công nghiệp năng lượng hydro, và thúc đẩy sự thịnh vượng và phát triển của ngành công nghiệp năng lượng hydro toàn cầu.
Tóm lại, triển vọng phát triển của ngành công nghiệp năng lượng hydro tại cảng rất rộng lớn, nhưng cũng đối mặt với nhiều thách thức. Chỉ thông qua nỗ lực trong đổi mới công nghệ, nâng cấp công nghiệp và hỗ trợ chính sách mới có thể thúc đẩy sự phát triển bền vững và lành mạnh của ngành công nghiệp năng lượng hydro tại cảng, đóng góp vào quá trình chuyển đổi xanh và ít carbon của các cảng toàn cầu.
