Chiến lược hydro của Nhật Bản: Lợi bất cập hại?

Các nhà hoạch định chính sách coi hydro xanh là một giải pháp ít carbon nhưng trên thực tế điều này có thể là sai lầm. Sự phụ thuộc quy mô lớn vào hydro xanh được cho là có thể sẽ có tác động lớn đến khí hậu nếu không đi kèm một chiến lược thận trọng.

Nhiều nước đã hướng tới sản xuất năng lượng hydro để phục vụ nhu cầu năng lượng trong nước và đạt mục tiêu khí hậu, đi đầu là Nhật Bản. Tháng 12/2017, Nhật Bản trở thành nước đầu tiên xây dựng chiến lược hydro quốc gia và sau đó hơn 40 quốc gia đã đi theo. Đến tháng 6/2023, Nhật Bản đã sửa đổi chiến lược hydro quốc gia nhằm hướng tới một “xã hội hydro” trung hòa carbon.

Theo chiến lược cập nhật, chính phủ Nhật Bản sẽ chi 15.000 tỷ yen trong 15 năm với mục tiêu sử dụng 3 triệu tấn hydro/năm cho đến năm 2030, 12 triệu tấn/năm đến năm 2040 và 20 triệu tấn/năm đến năm 2050. Lượng hydro này sẽ được sử dụng cho một loạt ứng dụng bao gồm sản xuất điện, di động, pin nhiên liệu dân dụng và thương mại, sưởi ấm công nghiệp và hóa chất.

Với chiến lược mới, Nhật Bản nằm trong số ít các nước đặt ra mục tiêu chính xác và tham vọng nhất. Nước này sẽ cần phải dựa vào chính sách ngoại giao khéo léo nếu muốn có đủ hydro để đáp ứng các mục tiêu. Quy mô của các cam kết liên quan đến hydro ở nước ngoài của Nhật Bản trải rộng trên ít nhất 17 khu vực pháp lý trải dài từ Trung Đông đến châu Á-Thái Bình Dương, bao gồm nhiều nước Đông Nam Á và ASEAN. Hầu hết các mối quan hệ đối tác này sẽ sử dụng khí đốt tự nhiên hoặc than nâu để sản xuất hydro và thu giữ lượng khí thải carbon tạo ra cái gọi là hydro "xanh”.           

Dù vậy, trái với kỳ vọng giảm phát thải như suy tính ban đầu, giới phân tích cho rằng việc thực hiện chiến lược này có thể làm tăng lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu vì hầu hết các chuỗi cung ứng toàn cầu mà Chính phủ Nhật Bản đang tạo ra để nhập khẩu hydro đều phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Bên cạnh đó, Nhật Bản cũng phải dựa vào một loạt đổi mới công nghệ mà triển vọng và tính khả thi của chúng vẫn chưa chắc chắn.

Hiện nay, triển vọng thu giữ, sử dụng và lưu trữ carbon (CCUS) vẫn còn mù mịt. Từ năm 1995 đến năm 2018, 78% các nhà máy CCUS thí điểm trên quy mô lớn đã thất bại. Trên thế giới chỉ có 3 cơ sở sản xuất hydro quy mô thương mại có CCUS và tỷ lệ thu hồi carbon của chúng thấp hơn nhiều so với 80% lượng carbon thải ra. Con số này khác xa so với tỷ lệ thu giữ 90% thường được coi là chuẩn mực để hydro xanh được coi là có lượng carbon thực sự thấp.

Ngay cả khi CCUS được cải thiện cũng không làm giảm lượng khí thải mê-tan của hydro xanh. Việc khai thác nhiên liệu hóa thạch làm rò rỉ khí mê-tan, một loại khí nhà kính (GHG) mạnh hơn nhiều so với CO2. Khí mê-tan có thể rò rỉ trong toàn bộ chuỗi giá trị, nghĩa là lượng khí thải GHG từ hydro xanh cao hơn 20% so với việc đốt khí hoặc than để lấy nhiệt và chỉ thấp hơn một chút so với hydro có nguồn gốc hóa thạch không được CCUS.

Chiến lược hydro của Nhật Bản cũng đã không tính đến lượng khí thải từ việc vận chuyển và lưu trữ hydro, được cho là sẽ rất lớn trong chuỗi cung ứng hydro toàn cầu của Nhật Bản. Điều này là do việc chuyển đổi khí hydro thành dạng lỏng, vận chuyển đến Nhật Bản, chuyển trở lại thành khí sau khi nhập khẩu và nén để lưu trữ đều là những quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng và cần đến nhiên liệu hóa thạch.

Với những vấn đề này, xã hội hydro của Nhật Bản thực sự có thể làm tăng lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu. Do vậy, Nhật Bản nên hướng tới một “xã hội hydro thận trọng”, tức là sử dụng hydro đã được sản xuất theo cách sạch nhất có thể và chỉ sử dụng trong những lĩnh vực có ý nghĩa nhất đối với khí hậu. Nhật Bản nên sử dụng hydro có lượng phát thải thấp có thể kiểm chứng được cho các mục đích sử dụng cuối cùng phù hợp với khí hậu và kinh tế. Mặc dù hydro tái tạo khó có thể hoàn toàn không phát thải do vận chuyển và lưu trữ đường dài, nhưng Nhật Bản có thể thực hiện các bước bổ sung để giảm thiểu phát thải.

Để làm được điều đó, Nhật Bản cần có cách tiếp cận theo hai hướng. Thứ nhất, Nhật Bản nên thu hẹp việc sử dụng hydro, tập trung vào những lĩnh vực mà hydro có hàm lượng carbon thấp thực sự cần thiết. Các chuyên gia hiện đồng ý rằng hydro nên được sử dụng cho các lĩnh vực khó giảm thiểu khí thải như sản xuất phân bón và hóa chất, nhiên liệu hàng hải và hàng không, công nghiệp nặng và vận tải đường dài - những ngành chiếm gần 30% tổng lượng khí thải của Nhật Bản. Bằng cách tập trung vào các lĩnh vực này, Nhật Bản có thể đảm bảo rằng nguồn cung cấp hydro của mình sạch.

Thứ 2, Nhật Bản cũng phải đưa ra định nghĩa nghiêm ngặt hơn về hydro có hàm lượng carbon thấp. Hiện tại, lượng carbon thấp được định nghĩa là dưới 3,4 kg CO₂ trên 1 kg hydro. Định nghĩa này được cho là còn lỏng lẻo so với các tiêu chuẩn ở châu Âu. Với khối lượng hydro khổng lồ mà Nhật Bản dự định nhập khẩu và quy mô toàn cầu của chuỗi cung ứng, nước này phải sửa đổi định nghĩa hiện tại để ít nhất bao trùm toàn bộ vòng đời của hydro. Nhật Bản cũng nên gắn tiêu chuẩn này với tất cả các khoản trợ cấp của chính phủ và các yêu cầu nhập khẩu để đảm bảo khu vực tư nhân sẽ tuân thủ.

Với những thay đổi chính sách này, Nhật Bản có thể bắt đầu dẫn đầu thế giới với tư cách là nền kinh tế hydro phát thải thấp theo những cách giải quyết thực sự cuộc khủng hoảng khí hậu.