Trung Quốc vừa khánh thành nhà máy sản xuất nước ngọt từ nước biển ở thành phố Nhật Chiếu (Rizhao – 日照) thuộc tỉnh Sơn Đông với chi phí chỉ 2 nhân dân tệ mỗi mét khối (1 tệ = 3.730 đồng) – thuộc loại thấp nhất thế giới. Sản phẩm phụ của nhà máy nước này là hydro xanh. Đây là bước đột phá mới, có thể định hình lại ngành công nghiệp nước và năng lượng toàn cầu.

Mô hình “một đầu vào, ba đầu ra”

Theo tờ Đại Chúng Nhật Báo (Dazhong Ribao – 大众日报) của tỉnh Sơn Đông, nhà máy này có quy mô nhỏ, nhưng thuộc loại “độc nhất vô nhị”. Nhà máy vận hành hoàn toàn bằng nước biển, nhiệt lượng thất thoát được thu hồi từ các nhà máy thép và hóa dầu gần đó.

Nhà máy đã hoạt động liên tục hơn ba tuần, sản xuất hydro tinh khiết cao mà không cần đến quá trình khử muối tốn kém hoặc nguồn nước ngọt quý giá, theo tờ Đại Chúng Nhật Báo.

Cứ mỗi 800 tấn nước biển được xử lý hàng năm, hệ thống cung cấp 450m3 (118.877 gallon) nước ngọt siêu tinh khiết. Lượng nước đã xử lý có thể sử dụng trong sinh hoạt hoặc làm mát công nghiệp.

Nhà máy cũng cung cấp 192.000m3 hydro xanh tiêu chuẩn và 350 tấn nước muối giàu khoáng chất. Tức đây là mô hình kinh tế tuần hoàn với “một đầu vào, ba đầu ra”. Lượng hydro được tạo ra với 4,2 kW điện cho mỗi mét khối đủ cung cấp năng lượng cho 100 xe buýt chạy được 3.840 km (2.386 dặm) mỗi năm.

Chi phí sản xuất thấp nhất thế giới

Chi phí sản xuất nước của nhà máy Nhật Chiếu hiện thấp kỷ lục, thấp hơn cả công nghệ khử muối nước biển sử dụng nhiệt thải công nghiệp ở thành phố Tế Nam gần đó, vốn có chi phí 4 tệ để sản xuất một mét khối nước ngọt, theo một báo cáo.

Để dễ hình dung, Bắc Kinh tính phí 5 tệ/m3 nước máy sinh hoạt cho 180m3 đầu tiên trong một năm.

Nhà máy Nhật Chiếu có thể sản xuất nước ngọt rẻ hơn so với các quốc gia Trung Đông khan hiếm nước với các hoạt động khử muối quy mô lớn.

Theo Cơ quan quản lý nước Arab Saudi, nơi có công suất khử muối lớn nhất thế giới với 11 triệu m3 mỗi ngày, Arab Saudi và UAE có chi phí khử muối thấp nhất thế giới, với giá dưới 0,50 đô la Mỹ/m3.

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

Khai thác năng lượng từ đại dương

Nhà máy ở Nhật Chiếu sử dụng nước biển và nhiệt lượng thất thoát được thu hồi từ các nhà máy công nghiệp thép và hóa dầu gần đó để sản xuất năng lượng hydro xanh có độ tinh khiết cao.

“Đây không chỉ đơn thuần là sản xuất một bình chứa hydro. Công nghệ này mở ra con đường mới cho việc khai thác năng lượng từ đại dương,” Qin Jiangguang, kỹ sư cao cấp tại Phòng thí nghiệm Laoshan – trung tâm nghiên cứu biển ở thành phố cảng Thanh Đảo, nói với tờ Đại Chúng Nhật Báo.

Là nhiên liệu không gây ô nhiễm và phương tiện lưu trữ năng lượng tối ưu, hydro được sản xuất thông qua điện phân, một quá trình tách nước thành hydro và oxy bằng điện.

Các công nghệ truyền thống đòi hỏi nước có độ tinh khiết cao, đặc biệt là nước ngọt, vì chất lượng nước kém có thể khiến quá trình này thất bại.

Ví dụ, calcium và magnesium trong nước biển có thể làm tắc nghẽn điện cực, trong khi nồng độ ion chloride cao có thể ăn mòn thiết bị điện phân và vật liệu xúc tác. Các khu vực ven biển phía bắc Trung Quốc thường khan hiếm nước ngọt.

Để sử dụng trực tiếp nước biển tự nhiên, nhà máy Nhật Chiếu sử dụng chất xúc tác chống ăn mòn và các công nghệ để điều chỉnh nước biển.

Cơ sở này cũng sử dụng nhiệt thải để sản xuất nước ngọt chất lượng cao, loại bỏ nhu cầu sử dụng các thiết bị làm mát truyền thống ở các nhà máy thép hay hóa dầu. Điều này giúp giảm chi phí thiết bị và năng lượng tiêu thụ. Tỷ lệ sử dụng hiệu quả điện năng của cơ sở mới cao hơn 20% so với các đơn vị sản xuất hydro bằng điện phân nước ngọt thông thường.

Li Jiawei, trợ lý nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Laoshan, cho biết cơ sở này “xác nhận một mô hình mới về cung cấp năng lượng hydro không phát thải carbon, hoàn toàn phù hợp với bố cục công nghiệp ven biển của Trung Quốc”.

Tận dụng đường bờ biển rộng lớn và cơ sở hạ tầng công nghiệp ven biển của Trung Quốc, nhà máy Nhật Chiếu chuyển đổi nhiệt thải công nghiệp thành nguồn tài nguyên quý giá.

Mô hình giúp phát triển mạng lưới năng lượng ở các vùng ven biển, cho phép thu giữ nhiệt thải tại chỗ để sản xuất hydro xanh bằng nước biển.

Đại Chúng Nhật Báo nói đối với các thành phố công nghiệp cảng như Nhật Chiếu, đây không chỉ là một công cụ mạnh mẽ để giảm phát thải carbon mà còn là động lực mới cho quá trình chuyển đổi xanh.

Ricky Hồ / BSA Media

Trung Quốc xuất siêu kỷ lục, đối đầu thương mại với phương Tây sẽ căng thẳng hơn?