Trong bối cảnh khủng hoảng nhiên liệu và ô nhiễm môi trường, Trường Trung học công lập Antonio Meucci ở Carpi (Italy) có lò hơi chạy bằng hydro xanh.
Đây là cơ sở giáo dục đầu tiên ở EU dùng thứ nhiên liệu này để sưởi ấm và không phát thải, đồng thời mở ra cơ hội cách mạng hóa hệ thống sưởi ấm.
Antonio Meucci ở Carpi trông giống như bất kỳ trường trung học nào khác ở châu Âu. Tuy nhiên, ẩn mình ở một góc xa của sân trường là một công trình có hàng rào.
Trường Trung học Meucci và phòng tập thể dục được sưởi ấm bằng lò hơi hydro. (Ảnh: Euronews).
Chỉ những kỹ thuật viên có chuyên môn mới có thể tiếp cận được nơi này, vốn chứa lò hơi chạy bằng hydro xanh đầu tiên để sưởi ấm một địa điểm giáo dục của EU và nó không có khả năng phát thải. Vậy lò hơi hydro xanh hoạt động như thế nào? Công nghệ này có thể cách mạng hóa hệ thống sưởi ấm của chúng ta, khiến nó bền vững hơn không?
Tiềm năng
Lò hơi hydro xanh của Trường Meucci do Coopservice được thiết kế năm 2020. Dự án bắt đầu ngày 20/1/2023 và nhận được sự hoan nghênh rộng rãi nhờ cách tiếp cận tiến bộ.
Trong thời gian này, EU rất quan tâm hydro khi các quốc gia thành viên của khối đi tìm các giải pháp thay thế bền vững và tiết kiệm năng lượng hơn cho nhiên liệu hóa thạch. Đó là lúc hydro xanh nổi lên như một giải pháp tiềm năng.
Được sản xuất từ các nguồn tái tạo, hydro xanh không gây ô nhiễm và giúp đơn giản hóa việc vận chuyển và lưu trữ năng lượng. Nhiên liệu mới này là trọng tâm của nhiều chương trình tài chính châu Âu nhằm chuyển đổi năng lượng, nhằm giảm chi phí sản xuất cao. Tây Ban Nha và Đức nằm trong số những quốc gia ở EU hứa hẹn nhất trong việc sản xuất hydro xanh, nhưng Italy cũng đang góp phần phát triển các dự án như lò hơi của Meucci.
Lò hơi chạy bằng hydro. (Ảnh: Euronews).
Hydro xanh hoạt động như thế nào?
Hệ thống lò hơi làm nóng phòng tập thể dục của Trường Meucci nhờ một quá trình hóa học gọi là điện phân. Annalisa Vita là kỹ sư đứng sau dự án trên. Cô giải thích rằng hydro xanh được sản xuất từ năng lượng tái tạo lấy từ năng lượng mặt trời thu từ mái phòng tập thể dục.
Năng lượng tái tạo này kích hoạt quá trình điện phân, nghĩa là nó tách nước thành oxy và hydro. Oxy được giải phóng vào không khí, trong khi hydro được lưu trữ trong bình chứa.
Nhờ khả năng lưu trữ hydro, lò hơi hydro xanh đáng tin cậy hơn so với hệ thống sưởi tái tạo đơn giản. Theo giải thích của Vita, vào những ngày âm u, chỉ riêng các tấm pin mặt trời không tạo ra nhiều năng lượng. Tuy nhiên, hydro cho phép chúng ta lưu trữ năng lượng dư thừa từ những ngày nắng và sử dụng nó trong mùa Đông.
Đặc điểm này rất phù hợp với các thành phố phía Bắc Italy như Carpi, nơi bầu trời mùa Đông thường bị mây và sương mù bao phủ.
Lò hơi chạy bằng hydro có một ưu điểm khác, đó là nó không tạo ra bất kỳ khí thải nào. Theo Vita, nồi hơi của Meucci cùng với 20 dự án năng lượng khác ở tỉnh Modena của Italy dự kiến sẽ giảm lượng khí thải CO2 717 tấn mỗi năm, tương đương với lượng khí CO2 thải ra từ 700 ô tô trong một năm.
Một lần nữa, điểm này đặc biệt có ý nghĩa đối với thị trấn Carpi, vốn nằm ở Thung lũng Po bị ô nhiễm. Khi đến thăm trường, chính quyền địa phương đã mở rộng các biện pháp khẩn cấp để ứng phó với dữ liệu về chất lượng không khí đáng báo động.
Những hạn chế
Nếu hydro xanh có nhiều ưu điểm như vậy, tại sao tất cả các ngôi nhà, nhà máy và trường học vẫn chưa được sưởi ấm bằng công nghệ này? Trên thực tế, việc sử dụng hydro xanh trong hệ thống sưởi ấm gặp phải trở ngại, chủ yếu là do chi phí.
Dự án của Meucci được thực hiện nhờ khoản đầu tư 350 nghìn euro. Số tiền này thể hiện rào cản tài chính đối với việc triển khai rộng rãi các dự án tương tự. Hơn nữa, các công trình sưởi ấm bằng hydro xanh của châu Âu phải tuân thủ các quy định an toàn nghiêm ngặt, có xu hướng làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng.
Kỹ sư Vita giải thích: “Chúng tôi đã thiết kế lò hơi để sử dụng 100% hydro trong tương lai, nhưng hiện tại nó hoạt động ở mức 20% hydro và 80% khí mêtan do các quy tắc an toàn”. Hệ thống kết hợp này giảm thiểu rủi ro liên quan đến tính dễ cháy của hydro và lượng khí thải oxit nitơ từ quá trình đốt cháy, nhưng cũng làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống.
Một lý do không kém phần quan trọng nữa là các chuyên gia có sự chia rẽ mạnh mẽ về việc sử dụng hydro xanh trong hệ thống sưởi ấm. Năm 2022, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đã dự đoán “vai trò không đáng kể” của hydro trong việc sưởi ấm vào năm 2030.
Giám đốc Laura Cozzi của IEA về tính bền vững, công nghệ và triển vọng, đã thừa nhận vai trò của hydro trong các lĩnh vực khó khử carbon như thép, xi măng và hóa dầu. Tuy nhiên, bà nhấn mạnh rằng đối với máy bơm nhiệt điện sưởi ấm dân dụng cũng có thể thân thiện với môi trường tương đương, đồng thời mang lại chi phí vận hành và phân tán nhiệt thấp hơn.
Phòng tập thể dục của Meucci được sưởi ấm bằng lò hơi chạy bằng hydro. (Ảnh: Euronews).
Bước khởi đầu đầy tiềm năng
Bất chấp những nghi ngờ về mặt khoa học, sáng kiến hydro xanh của Carpi được cộng đồng ca ngợi là một bước tiến tới sự bền vững. Hiệu trưởng Viviana Valentini và học sinh của bà rất hào hứng với cơ hội bền vững được cung cấp cho trường và mong muốn được mở rộng dự án.
Theo kỹ sư Vita, có thể hydro không tiết kiệm năng lượng như các nguồn khác, nhưng nếu muốn tìm giải pháp xanh hơn để xây dựng năng lượng thân thiện môi trường trong tương lai, chúng ta cần những dự án thí điểm như dự án này.
“Hệ thống sưởi ấm bằng hydro của chúng tôi giống như chiếc điện thoại di động khổng lồ đầu tiên. Ban đầu nó có vẻ thảm hại nhưng lại là một khoản đầu tư rất lớn cho tương lai” – cô Vita cho hay.