Xây dựng chiến lược để đạt được mục tiêu giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính ngày càng trở nên bức bách của các quốc gia trên khắp thế giới. Trọng tâm của các chiến lược này là chuyển đổi nhanh chóng và sâu rộng các hệ thống năng lượng, bao gồm giảm mạnh việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng, điện khí hóa rộng rãi các lĩnh vực sử dụng năng lượng đầu cuối và khống chế mức phát thải carbon. Sự chuyển đổi hệ thống năng lượng này phải được hài hòa với tất cả các mục tiêu phát triển bền vững cũng như tiềm lực kinh tế để thay thế cơ sở hạ tầng năng lượng hóa thạch hiện có.
Trong những năm qua, Chính phủ đã chủ trương đầu tư phát triển năng lượng tái tạo để sản xuất điện năng, khuyến khích thu hồi năng lượng từ chất thải rắn... để góp phần giảm phát thải chất khí gây hiệu ứng nhà kính. Tuy nhiên trong lĩnh vực giao thông vận tải, chúng ta chưa có nghiên cứu gì nhiều ngoài việc sử dụng một tỉ lệ rất nhỏ cồn trong xăng (xăng sinh học E5).
Hình 1. Việt Nam và COP26
Trong tương lai gần, ô tô sẽ sử dụng năng lượng điện, hydrogen và các loại nhiên liệu tái tạo để đáp ứng yêu cầu cắt giảm phát thải CO2 theo COP26 (Hội nghị chống biến đổi khí hậu do Liên hiệp quốc tổ chức tại Anh, tháng 11/2021).
Hình 2. Pin nhiên liệu hydrogen
Hydrogen có mật độ năng lượng theo thể tích thấp, rất khó hóa lỏng nên đòi hỏi thiết bị lưu trữ đặc biệt. Trên ô tô thường phải nén hydrogen trong bình chứa đến 700 bar so với bình chứa 200 bar đối với khí thiên nhiên để đảm bảo cùng quãng đường vận hành. Việc chế tạo thiết bị sinh khí hydrogen và tích hợp nó vào phương tiện vận chuyển cơ giới cũng rất khó khăn và tốn kém. Vì thế phương án sử dụng hydrogen trong hỗn hợp khí với oxygen (gọi là khí hydroxyl, HHO) được giới khoa học quan tâm trong những năm gần đây.
Công nghệ HHO là tện gọi chung của các công nghệ sử dụng hydrogen làm nhiên liệu thay thế: pin nhiên liệu (fuel cell), sử dụng khí hydro làm nhiên liệu cho động cơ xăng,bổ sung khí hydro cho hệ cấp nhiên liệu diesel…
HHO được sản xuất theo nhu cầu sử dụng tại chỗ, không lưu trữ. Đối với động cơ đốt trong, HHO được sản xuất từ bình điện phân được cung cấp bổ sung trực tiếp vào đường nạp cùng với các loại nhiên liệu khác. Thiết bị sinh khí HHO hoạt động khi động cơ chạy và dừng khi động cơ tắt.
Hình 3. Quá trình điện phân hydroxyl
Thiết bị sản xuất HHO nhỏ gọn, có thể bố trí tích hợp trên phương tiện giao thông cơ giới. Do không phải lưu trữ nhiên liệu khí nên khắc phục được những nhược điểm đối với hydrogen.
Vì vậy việc nghiên cứu sử dụng nhiên liệu tái tạo dù ở góc độ nào cũng mang ý nghĩa khoa học và có tính thời sự. Theo xu hướng phát triển động cơ đốt trong trong tương lai thì việc sử dụng phối hợp các loại nhiên liệu khác nhau (nhiên liệu hybrid) sẽ là giải pháp hữu hiệu, một mặt nâng cao hiệu quả quá trình cháy và mặt khác, giảm phát thải ô nhiễm.
Bùi Văn Tấn