Cú sốc mới từ Trung Quốc: Tạo nước ngọt rẻ hơn nước máy và hydro xanh “tự sinh ra” từ biển

Trung Quốc đã ra mắt một cơ sở mang tính cách mạng tại tỉnh Sơn Đông, có khả năng sản xuất nước ngọt từ nước biển với giá chỉ 2 NDT (7.500 đồng) mỗi mét khối, đồng thời tạo ra hydro xanh như một sản phẩm phụ – một bước đột phá có thể tái định nghĩa hệ thống nước và năng lượng toàn cầu.

Theo hãng tin chính thức của tỉnh (Dazhong) cuối tuần qua, cơ sở quy mới có mô nhỏ nhưng mang tính “tiên phong trên thế giới” này, đặt tại thành phố Nhật Chiếu (Rizhao), hoạt động hoàn toàn bằng nước biển và nhiệt thải cấp thấp từ các nhà máy thép, hóa dầu lân cận.

Báo cáo cho biết cơ sở đã vận hành liên tục hơn 3 tuần, sản xuất hydro có độ tinh khiết cao mà không cần đến công nghệ khử mặn đắt đỏ hoặc nguồn nước ngọt quý giá.

Với mỗi 800 tấn nước biển được xử lý hàng năm, hệ thống tạo ra 450 mét khối nước ngọt siêu tinh khiết – lý tưởng cho làm mát công nghiệp hoặc sử dụng cho mục đích dân sinh.

Cơ sở cũng tạo ra 192.000 mét khối hydro xanh và 350 tấn nước muối giàu khoáng cho ngành hóa chất biển, đạt mô hình tuần hoàn “một đầu vào, ba đầu ra”.

Lượng hydro được tạo ra với mức tiêu thụ năng lượng 4,2 kW điện mỗi mét khối – đủ để vận hành 100 chiếc xe buýt trong quãng đường 3.840 km mỗi năm, theo báo cáo.

Chi phí này cực kỳ thấp, thậm chí thấp hơn cả công nghệ khử mặn từ nhiệt thải công nghiệp tại thành phố Tế Nam gần đó, vốn tiêu tốn 4 NDT để sản xuất một mét khối nước ngọt, theo truyền thông địa phương hồi tháng 8.

Để so sánh, Bắc Kinh hiện tính giá 5 NDT/m³ nước sinh hoạt cho 180 m³ đầu tiên mỗi năm.

Cơ sở ở Nhật Chiếu sản xuất nước ngọt rẻ hơn cả các quốc gia Trung Đông – khu vực nổi tiếng khan hiếm nước và có công nghệ khử mặn hàng đầu.

Theo Cơ quan Nước Arab Saudi – quốc gia có năng lực khử mặn lớn nhất thế giới với 11 triệu m³/ngày – nước này và UAE chỉ tốn dưới 0,50 USD cho mỗi mét khối.

Trong khi đó, tại Mỹ, chi phí khử mặn ở nhà máy lớn nhất nước – Claude “Bud” Lewis Carlsbad ở California – được ước tính là 2,21 USD/m³ (phân tích năm 2021 của nhà kinh tế môi trường Michael Hanemann thuộc Đại học bang Arizona).

Ở Trung Quốc, cơ sở mới ở Sơn Đông sử dụng trực tiếp nước biển và nhiệt thải từ các khu công nghiệp thép – hóa dầu gần đó để sản xuất hydro xanh tinh khiết.

Ông Qin Jiangguang, kỹ sư cấp cao tại Phòng thí nghiệm Laoshan (thành phố Thanh Đảo), nói với tờ Dazhong: “Đây không chỉ là sản xuất một bình hydro; nó mở ra một con đường mới để ‘khai thác năng lượng từ biển’”.

Hydro được xem là nhiên liệu không gây ô nhiễm tối ưu và là phương tiện lưu trữ năng lượng lý tưởng. Nó được sản xuất bằng phương pháp điện phân – tách nước thành hydro và oxy bằng điện.

Tuy nhiên, các công nghệ truyền thống đòi hỏi nước có độ tinh khiết cao, đặc biệt là nước ngọt, bởi nước biển có thể khiến quá trình điện phân thất bại.
Ví dụ: canxi và magiê trong nước biển có thể làm tắc điện cực, còn ion chloride có thể ăn mòn thiết bị và vật liệu xúc tác. Trong khi đó, các tỉnh ven biển phía Bắc Trung Quốc lại thiếu nước ngọt.

Để sử dụng trực tiếp nước biển tự nhiên, cơ sở ở Sơn Đông dùng các chất xúc tác chống ăn mòn và công nghệ điều hòa đặc biệt.

Cơ sở cũng tận dụng nhiệt thải để sản xuất nước ngọt chất lượng cao, loại bỏ nhu cầu dùng thiết bị làm mát truyền thống, giúp giảm chi phí và tiết kiệm năng lượng.

Tỷ lệ sử dụng năng lượng của hệ thống mới cao hơn trên 20% so với các thiết bị điện phân hydro bằng nước ngọt thông thường.

Ông Li Jiawei, trợ lý nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Laoshan, cho biết cơ sở này “xác nhận một mô hình năng lượng hydro không carbon mới, phù hợp sâu sắc với cấu trúc công nghiệp ven biển của Trung Quốc”.

Tờ Dazhong nhận định dự án này tận dụng tối đa đường bờ biển dài và cơ sở công nghiệp ven biển khổng lồ của Trung Quốc, biến nhiệt thải công nghiệp thành tài nguyên giá trị.

Nó hỗ trợ phát triển mạng lưới năng lượng tại các đô thị cảng biển, cho phép thu nhiệt thải tại chỗ và sản xuất hydro xanh trực tiếp bằng nước biển.

Theo Dazhong, đối với các thành phố cảng công nghiệp như Nhật Chiếu, đây không chỉ là công cụ mạnh mẽ giúp giảm carbon mà còn là động lực mới cho quá trình chuyển đổi xanh.

Theo SCMP