Đây là lý do tại sao một cựu chiến binh trong ngành năng lượng mặt trời đang đặt cược lớn vào hydro sạch

Raffi Garabedian đã dành hàng chục năm để phát triển công nghệ bảng điều khiển năng lượng mặt trời tại First Solar, một công ty quang điện hiện có giá trị thị trường khoảng 8 tỷ USD. Sau đó, nhà công nghệ này tiếp tục đồng sáng lập công ty khởi nghiệp Electrical Hydrogen sạch bằng hydro, hiện đang được xây dựng với tư cách là Giám đốc điều hành của công ty.

Con đường sự nghiệp của Garabedian có vẻ đáng ngạc nhiên. Trong khi năng lượng mặt trời hầu như được chấp nhận rộng rãi như một nguồn năng lượng sạch, sản xuất hydro thường được coi là một góc khuất của không gian khí hậu, nơi các công ty dầu khí đang sử dụng khói và gương để tạo ra lý do để giữ cho cơ sở hạ tầng của họ phù hợp.

Nhưng Garabedian biết tất cả những điều đó. Ông cũng biết rằng không phải tất cả hydro đều được tạo ra theo cùng một cách. Và hydro hoàn toàn cần thiết cho sự sống trên trái đất và có tiềm năng to lớn để trở thành trụ cột trong các lĩnh vực kinh doanh quan trọng mà nếu không sẽ rất khó để khử cacbon.

Một thập kỷ trước, ngành công nghiệp năng lượng mặt trời là “cuộc chạy đua vũ trang” để phát triển công nghệ quang điện rẻ nhất và tốt nhất, ông nói với CNBC. “Những nhà công nghệ như tôi, chúng tôi đã ngồi vào ghế nóng, đó là điều khiến tôi phấn khích,” anh nói. Giờ đây, ngành năng lượng mặt trời đang ở chế độ thực thi thay vì chế độ đổi mới nhanh chóng.

Vì vậy, anh ấy tự hỏi mình, “Điều tiếp theo cần phải làm là gì? Điều tác động lớn nhất trong công nghệ khử cacbon và khí hậu cần phải xảy ra là gì? Đây là quá trình suy nghĩ đã dẫn tôi đến với hydro.”

Hydro đã rất cần thiết trong các quy trình công nghiệp hóa học, bao gồm tinh chế dầu thô thành các sản phẩm dầu mỏ hữu ích và để sản xuất phân bón dựa trên amoniac thông qua quy trình Haber-Bosch, quy trình đã giúp thế giới tự cung cấp năng lượng thông qua sự gia tăng dân số lớn trong thế kỷ qua.

“Nếu không có nó, hàng triệu người chết”, Garabedian nói.

Một số người theo chủ nghĩa thuần túy cho rằng hydro chỉ nên được sản xuất và sử dụng trong các quá trình hóa học và để tạo ra amoniac, nhưng Garabedian bác bỏ quan điểm đó.

Đầu tiên, ông lập luận, nhiên liệu hydro có thể làm giảm lượng khí thải trong một số lĩnh vực của nền kinh tế vốn rất khó khử cacbon bằng điện, như máy bay và tàu thuyền lớn.

Đối với máy bay, trọng lượng của nguồn năng lượng là rất quan trọng và hydro vừa giàu năng lượng lại vừa rất nhẹ – và tạo ra lượng khí thải tối thiểu khi đốt cháy, không giống như nhiên liệu máy bay. Đối với vận chuyển đường dài, tàu chở hàng cần có khả năng di chuyển trong thời gian dài và quãng đường xa mà không cần tiếp nhiên liệu. Amoniac được tạo ra từ hydro sạch và hydro nén đều là những ứng cử viên cho nguồn nhiên liệu vận tải biển, và đốt sạch hơn “nhiên liệu boongke” mà hầu hết các tàu lớn sử dụng ngày nay.

Hydro cũng là một lựa chọn tiềm năng để lưu trữ năng lượng trong thời gian dài, điều này rất quan trọng để mở rộng năng lượng tái tạo năng lượng mặt trời và gió.

Rất nhiều người tập trung vào công nghệ pin để lưu trữ năng lượng, và trên thực tế, Garabedian nằm trong hội đồng quản trị của ESS, một công ty pin đang tìm cách phát triển pin cho các tiện ích để lưu trữ năng lượng từ 4 đến 12 giờ. Nhưng đối với thời lượng cực dài – 100 giờ lưu trữ hoặc hơn – khí tự nhiên là giải pháp phổ biến nhất hiện nay.

Theo Hiệp hội Lưu trữ Năng lượng, để lưu trữ siêu lâu, hydro kém hiệu quả hơn so với một số công nghệ sạch khác, như pin hoặc hydro được bơm, nhưng lượng năng lượng (công suất) bạn có thể lưu trữ lớn hơn nhiều, theo Hiệp hội lưu trữ năng lượng.

Với công nghệ và cơ sở hạ tầng phù hợp, năng lượng mặt trời và năng lượng gió có thể được sử dụng để tạo ra hydro, sau đó có thể được lưu trữ và đốt cháy sau này khi mặt trời không chiếu sáng hoặc gió không thổi. Nó cũng có thể được vận chuyển khắp thế giới đến những nơi cần đến nguồn năng lượng nhất – hydro có thể được chuyển đổi thành chất lỏng ở nhiệt độ siêu lạnh và được lưu trữ và di chuyển trong các thùng đông lạnh trên các con tàu đặc biệt, tương tự như cách khí tự nhiên hóa lỏng di chuyển hiện nay.

Nhưng có một cảnh báo lớn đối với việc sử dụng hydro để làm cho ngành năng lượng sạch hơn.

Các cách rẻ nhất để tạo ra hydro ngày nay sử dụng khí tự nhiên. Quá trình này tạo ra carbon dioxide, góp phần làm thay đổi khí hậu. Hơn nữa, việc thu thập và phân phối khí tự nhiên chắc chắn dẫn đến phát thải khí mê-tan từ các vụ rò rỉ – và mê-tan là một loại khí nhà kính thậm chí còn mạnh và nguy hiểm hơn cả carbon dioxide.

Cái được gọi là hydro “xám” này và người anh em họ của nó, hydro “xanh”, được sản xuất theo cách tương tự nhưng với nỗ lực thu giữ và cô lập khí thải carbon dioxide, không phải là khởi đầu cho Garabedian.

Ông nói: “Về cơ bản, tôi nghĩ rằng hầu hết các công ty trong lĩnh vực dầu khí đều coi hydro xanh là một cách để duy trì mô hình kinh doanh của họ. Anh ấy không nghĩ rằng họ có thể trì hoãn nó mãi mãi.

Ông nói: “Sự kết thúc của khí tự nhiên đã đến gần. “Và đã trải qua hơn một thập kỷ trong lĩnh vực năng lượng mặt trời, tôi có cảm giác rằng những quá trình chuyển đổi này có thể xảy ra nhanh hơn rất nhiều so với những gì ngành công nghiệp lâu đời muốn tin rằng chúng có thể xảy ra.”

Garabedian tin rằng câu trả lời là tìm ra một cách tiết kiệm chi phí để tạo ra hydro mà không có các sản phẩm phụ làm ấm khí hậu.

Một cách sạch để tạo ra hydro là sử dụng các nguồn năng lượng sạch như năng lượng mặt trời và gió để cung cấp năng lượng điện phân – tách nước, H2O, thành hydro và oxy.

Ngày nay việc điện phân rất tốn kém, nhưng Electrical Hydrogen có mục đích khắc phục điều này bằng cách xây dựng các máy điện phân “rất dày đặc” để chạy bên trong các nhà máy khổng lồ và siêu hiệu quả có thể tạo ra công suất lên tới 100 megawatt, trong đó các nhà máy thông thường hoạt động ở khoảng 5 megawatt.

“Loại ống nước ở đây không hề rẻ – hãy nghĩ rằng thép không gỉ áp suất cao như bạn có thể thấy trong một nhà máy hóa chất”, Garadedian nói với CNBC. Phương pháp tiếp cận của Electric powered Hydrogen nhằm giảm chi phí của từng nhà máy bằng cách giảm thiểu chi phí hệ thống ống nước và cơ sở hạ tầng khác.

Dù sao thì đó cũng là ý tưởng – Garabedian sẽ không chia sẻ chi tiết về công nghệ hóa học liên quan vì sợ tiết lộ bí mật thương mại.

Điều quan trọng cần lưu ý là tất cả đều mới ở giai đoạn đầu và công ty không có doanh thu hoặc khách hàng ngày hôm nay.

Công ty mới được hơn hai năm. Vào năm 2019, David Eaglesham, CTO ban đầu tại To start with Solar, là một doanh nhân đang ở tại quỹ đầu tư khí hậu của Invoice Gates, Breakthrough Electricity Ventures, nơi ông đang nghiên cứu cách sản xuất hydro với giá rẻ. Eaglesham biết được Garabedian quan tâm đến việc nghiên cứu một công nghệ mới và cả hai đã quyết định làm việc cùng nhau để xây dựng một công ty hydro dựa trên một số ý tưởng mà Eaglesham có trong thời gian cư trú của mình. Hai nhân vật chủ chốt khác trong nhóm là Derek Warnick, người đã dành một thập kỷ rưỡi qua làm việc trong lĩnh vực tài chính năng lượng sạch và Dorian West, người có 25 năm kinh nghiệm kỹ thuật, bao gồm cả năm 15 tuổi tại Tesla.

Công ty chính thức thành lập vào tháng 12 năm 2019 và tự tài trợ cho đến tháng 3 năm 2021, khi Electric powered Hydrogen huy động vốn lần đầu tiên. Vào tháng 6, công ty đã công bố 24 triệu đô la do Breakthrough Vitality Ventures dẫn đầu.

Garabedian biết rằng thành công sẽ chỉ đến nếu giải pháp của anh ấy làm giảm chi phí năng lượng.

“Điểm mấu chốt là giá cả. Đây là hàng hóa. Chúng tôi không bán Teslas, thứ mà bạn mua không chỉ vì chúng sạch, bạn còn mua chúng vì [they’re] thực sự thú vị khi lái xe, “Garabedian nói.

Theo Garabedian, loại hydro rẻ nhất hiện nay là hydro màu xám được tạo ra từ khí tự nhiên gần Henry Hub, Louisiana.

Garabedian cho biết: “Đó là mục tiêu của chúng tôi. Mục tiêu của chúng tôi là biến năng lượng tái tạo thành hydro trị giá 1,5 đô la một kg hoặc ít hơn, do đó biến nó thành một giải pháp thay thế kinh tế cho nguồn xám bẩn”.

Nếu hydro màu xanh lam trở thành tiêu chuẩn công nghiệp, thì giá cơ sở có thể sẽ dao động từ 2 đến 2,25 đô la mỗi kg, điều này “giúp tôi tham gia thị trường dễ dàng hơn nhiều”, ông nói.

Garabedian đã học được bài học khó khăn về kinh tế học trong thập kỷ làm việc trong ngành năng lượng mặt trời.

Cách đây chục năm, ngành công nghiệp năng lượng mặt trời được hỗ trợ với các khoản trợ cấp và các quy định quản lý, và khoảng năm 2015, năng lượng mặt trời đã đạt mức “ngang giá hòa lưới”, nghĩa là nó có giá tương đương với giá bán buôn điện phát trên lưới.

Theo Garabedian, những quyết định kinh tế gia tăng đó được thực hiện từng ngày, từng ngày, sẽ thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng.

“Kinh tế là điều chiến thắng. Không phải là mọi người không muốn làm điều đúng. Nhưng cũng không phải là mọi người muốn làm điều đúng. Các doanh nghiệp đưa ra các quyết định kinh tế.”