Trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng toàn cầu đang diễn ra mạnh mẽ, các doanh nghiệp không còn đứng ngoài cuộc chơi khi vấn đề phát thải carbon, tiêu chuẩn ESG và chuỗi cung ứng xanh đã trở thành yếu tố then chốt trong đánh giá hiệu quả kinh doanh bền vững. Giữa nhiều giải pháp công nghệ hiện nay, hydrogen xanh (green hydrogen) nổi lên như một lựa chọn chiến lược mang tính đột phá – không chỉ vì tiềm năng giảm phát thải về mức gần như bằng không, mà còn vì khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp trọng điểm.
Tuy nhiên, để hiểu đúng để triển khai hiệu quả hydrogen xanh, doanh nghiệp cần nhìn nhận không chỉ dưới góc độ kỹ thuật, mà còn ở khía cạnh vận hành, chi phí, hạ tầng và đặc biệt là cơ hội tham gia vào chuỗi giá trị toàn cầu đang dịch chuyển theo hướng phát triển bền vững. Bài viết này Lạc Việt sẽ cung cấp cái nhìn toàn diện về hydrogen xanh, từ khái niệm, lợi ích thực tiễn, ứng dụng trong sản xuất đến chiến lược triển khai phù hợp với điều kiện doanh nghiệp Việt Nam.
1. Hydrogen xanh là gì? Vì sao doanh nghiệp cần quan tâm?
1.1 Khái niệm
Hydrogen xanh (green hydrogen) là một dạng nhiên liệu sạch được tạo ra bằng cách điện phân nước – tức là tách phân tử nước (H₂O) thành khí hydro (H₂) và oxy (O₂) – sử dụng điện từ nguồn năng lượng tái tạo như mặt trời hoặc gió. Trong toàn bộ quá trình này, không có khí nhà kính (CO₂) nào được sinh ra do đó hydrogen xanh được xem là một trong những giải pháp năng lượng “không phát thải”.
Điều quan trọng cần phân biệt là hydrogen không phải lúc nào cũng “xanh”. Có ba dạng chính:
- Hydrogen xám: sản xuất từ khí tự nhiên, rẻ nhưng phát thải CO₂ lớn.
- Hydrogen xanh dương: có công nghệ thu giữ CO₂ đi kèm, giảm phát thải một phần.
- Hydrogen xanh được tạo ra từ điện tái tạo, không gây phát thải khí nhà kính trong quá trình sản xuất.
Với đặc tính “sạch tiềm năng” thay thế nhiên liệu hóa thạch, hydrogen xanh đang trở thành trụ cột chiến lược trong các cam kết đạt mức phát thải ròng bằng 0 (Net Zero) trên toàn cầu. Nhiều quốc gia như EU, Nhật Bản, Hàn Quốc đã có chiến lược quốc gia rõ ràng về phát triển hydrogen xanh đến năm 2030 và 2050.
1.2 Vì sao doanh nghiệp cần quan tâm từ bây giờ?
Bởi vì hydrogen xanh không còn là khái niệm mang tính nghiên cứu mà đang từng bước được ứng dụng vào sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải, lưu trữ năng lượng quy mô lớn. Khi thế giới dịch chuyển sang nền kinh tế carbon thấp, các doanh nghiệp tiên phong tiếp cận hydrogen xanh sớm sẽ:
- Đón đầu xu hướng năng lượng sạch
- Giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch có chi phí, rủi ro cao
- Tham gia vào chuỗi cung ứng toàn cầu với lợi thế cạnh tranh rõ rệt
Nếu doanh nghiệp không bắt đầu tìm hiểu từ bây giờ rất có thể sẽ bị bỏ lại phía sau khi các quy định, chính sách thuế carbon, yêu cầu ESG từ đối tác quốc tế ngày càng siết chặt.
2. Các phương pháp sản xuất hydrogen hiện nay và vị trí của hydrogen xanh
Hydrogen được coi là một trong những nguồn năng lượng linh hoạt tiềm năng nhất cho tương lai, nhưng không phải loại hydrogen nào cũng có mức độ thân thiện với môi trường như nhau. Việc phân biệt rõ các phương pháp sản xuất hydrogen hiện nay sẽ giúp doanh nghiệp xác định đúng lộ trình đầu tư, tránh hiểu lầm trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch.
2.1. Hydrogen xám (Grey Hydrogen)
Đây là phương pháp sản xuất phổ biến nhất hiện nay, chiếm hơn 70% lượng hydrogen toàn cầu. Hydrogen xám được tạo ra thông qua quá trình xử lý khí tự nhiên (methane steam reforming) – nghĩa là sử dụng nhiệt, hơi nước để tách hydro từ khí methane.
Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất của phương pháp này là phát thải CO₂ rất cao. Cứ mỗi 1 tấn hydrogen xám sản xuất ra thì thải ra khoảng 9–10 tấn CO₂. Vì vậy, mặc dù chi phí sản xuất thấp, hydrogen xám không đáp ứng được yêu cầu giảm phát thải của các chương trình khí hậu và không phù hợp với các doanh nghiệp đang hướng tới tiêu chuẩn quốc tế về tín chỉ carbon.
Ví dụ thực tế: Một nhà máy dùng hydrogen xám làm nhiên liệu sẽ bị tính phát thải gián tiếp cao trong báo cáo GHG (Greenhouse Gas) làm ảnh hưởng đến chỉ số ESG, khả năng tham gia vào chuỗi cung ứng bền vững.
2.2. Hydrogen xanh dương (Blue Hydrogen)
Hydrogen xanh dương cũng được sản xuất từ khí hóa nhiên liệu hóa thạch như than đá hoặc khí tự nhiên nhưng có thêm công nghệ thu giữ và lưu trữ CO₂ (CCS – Carbon Capture and Storage) nhằm giảm lượng khí thải đưa ra môi trường.
- Ưu điểm: Phát thải thấp hơn so với hydrogen xám, chi phí vẫn tương đối thấp.
- Hạn chế: Dù có công nghệ thu giữ, nhưng lượng CO₂ không được loại bỏ hoàn toàn. Thêm vào đó, việc lưu trữ CO₂ lâu dài cũng là bài toán về chi phí và hạ tầng. Điều này khiến hydrogen xanh dương chỉ là giải pháp chuyển tiếp, chưa phải hướng đi tối ưu về dài hạn cho những doanh nghiệp đặt mục tiêu phát triển bền vững thực sự.
2.3. Hydrogen xanh (Green Hydrogen)
Hydrogen xanh là loại hydrogen duy nhất không phát sinh khí nhà kính trong quá trình sản xuất, nhờ được tạo ra từ quá trình điện phân nước bằng điện tái tạo (gió, mặt trời, thủy điện…).
Cơ chế đơn giản: Dòng điện sạch được sử dụng để tách nước (H₂O) thành hydro (H₂) và oxy (O₂). Vì không sử dụng nhiên liệu hóa thạch nên toàn bộ quy trình không sinh ra CO₂.
Lợi ích rõ ràng cho doanh nghiệp:
- Có thể ghi nhận phát thải bằng 0 trong báo cáo GHG
- Được xem là yếu tố tích cực trong đánh giá ESG, giúp tăng cơ hội tiếp cận quỹ đầu tư xanh
- Thể hiện cam kết phát triển bền vững một cách minh bạch, có giá trị thực
Các quốc gia phát triển như Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc đã đưa hydrogen xanh vào chiến lược năng lượng quốc gia đến năm 2050. Liên minh châu Âu đặt mục tiêu sản xuất 10 triệu tấn hydrogen xanh vào năm 2030 để phục vụ công nghiệp, vận tải sạch.
Vị trí của hydrogen xanh trong chiến lược doanh nghiệp: Với đặc tính không phát thải và khả năng thay thế nhiên liệu hóa thạch trong nhiều ngành công nghiệp, hydrogen xanh không chỉ là xu hướng, mà đang trở thành một phần không thể thiếu trong chiến lược sản xuất sạch, quản lý phát thải của doanh nghiệp. Đây là lựa chọn phù hợp cho những đơn vị muốn:
- Tái cấu trúc hệ thống năng lượng nội bộ
- Tối ưu hóa chi phí carbon trong dài hạn
- Nâng cao vị thế cạnh tranh trong chuỗi cung ứng toàn cầu
3. Ứng dụng hydrogen xanh trong công nghiệp và sản xuất
Hydrogen xanh không chỉ là một nguồn năng lượng sạch mà còn là giải pháp then chốt giúp các doanh nghiệp công nghiệp chuyển đổi sang mô hình sản xuất phát thải thấp. Với khả năng thay thế nhiên liệu hóa thạch trong nhiều lĩnh vực, hydrogen xanh đang từng bước khẳng định vai trò của mình trong lộ trình phát triển bền vững tại nhiều ngành chủ chốt.
3.1. Trong ngành thép: Thay thế khí than coke, giảm phát thải đến 90%
Ngành thép là một trong những ngành công nghiệp phát thải nhiều nhất thế giới do sử dụng khí than coke để khử oxy trong quặng sắt. Đây là công đoạn tạo ra lượng CO₂ rất lớn. Hydrogen xanh có thể thay thế vai trò của khí than trong quy trình luyện thép bằng phương pháp khử oxy bằng hydro, tạo ra hơi nước thay vì CO₂.
Giá trị doanh nghiệp nhận được:
- Giảm đến 90% phát thải khí nhà kính trong quá trình sản xuất thép
- Nâng cao khả năng đáp ứng các tiêu chuẩn ESG và tiêu chí “thép xanh” đang được yêu cầu trong thị trường châu Âu
- Tạo ưu thế lớn khi tham gia chuỗi cung ứng toàn cầu, đặc biệt trong lĩnh vực xây dựng và ô tô, nơi yêu cầu sản phẩm thân thiện môi trường ngày càng tăng
Ví dụ: Một số nhà sản xuất thép lớn ở châu Âu như SSAB (Thụy Điển) đã bắt đầu thương mại hóa thép được sản xuất hoàn toàn bằng hydrogen xanh.
3.2. Trong ngành vận tải: Nhiên liệu sạch cho xe tải, tàu biển, hàng không
Hydrogen xanh, khi kết hợp với pin nhiên liệu (fuel cell), có thể cung cấp điện cho các phương tiện giao thông mà không phát thải khí nhà kính. So với pin điện, công nghệ hydrogen có ưu thế về thời gian nạp nhanh và phạm vi di chuyển xa, đặc biệt phù hợp với vận tải hạng nặng như xe tải đường dài, tàu thủy hoặc máy bay.
Giá trị doanh nghiệp nhận được:
- Giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch
- Tuân thủ các quy định mới về giới hạn phát thải CO₂ cho phương tiện vận tải
- Tăng khả năng tiếp cận các chính sách hỗ trợ tài chính xanh, đặc biệt trong ngành logistics và hàng không
Việc chuyển đổi đội xe vận tải hoặc đầu tư vào phương tiện chạy bằng hydrogen không cần thực hiện đồng loạt, mà doanh nghiệp có thể bắt đầu từ các tuyến đường cố định hoặc khu vực hoạt động tập trung, giảm rủi ro chi phí ban đầu.
3.3. Trong ngành hóa chất: Nguyên liệu sản xuất amoniac, methanol xanh
Hydrogen là thành phần cơ bản trong sản xuất amoniac – một nguyên liệu quan trọng cho phân bón, và methanol – nguyên liệu cho ngành nhựa, dệt may, nhiên liệu. Hiện nay, các hóa chất này chủ yếu được sản xuất từ hydrogen xám (phát thải cao). Việc chuyển sang sử dụng hydrogen xanh giúp giảm phát thải đáng kể trong toàn bộ chuỗi sản xuất hóa chất.
Lợi ích rõ ràng:
- Đáp ứng yêu cầu về sản phẩm hóa chất “xanh” từ thị trường xuất khẩu
- Góp phần xây dựng thương hiệu hóa chất thân thiện môi trường
- Tăng khả năng tham gia vào thị trường tín chỉ carbon nếu có thể chứng minh hiệu quả giảm phát thải
3.4. Trong lưu trữ năng lượng: Cân bằng lưới điện sử dụng năng lượng tái tạo
Hydrogen xanh không chỉ là nguồn nhiên liệu, mà còn là giải pháp lưu trữ năng lượng hiệu quả. Khi sản xuất điện từ mặt trời hoặc gió vượt nhu cầu tiêu thụ, phần dư thừa có thể được dùng để điện phân nước tạo hydrogen. Sau đó, hydrogen này có thể được lưu trữ lâu dài và tái sử dụng khi cần, giúp giảm tải áp lực cho lưới điện và tăng hiệu suất khai thác năng lượng tái tạo.
Doanh nghiệp có thể ứng dụng như thế nào?
- Trong các khu công nghiệp hoặc nhà máy sử dụng điện mặt trời, hydrogen xanh có thể là giải pháp lưu trữ năng lượng dự phòng
- Tạo thế chủ động trong sử dụng năng lượng thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào lưới điện quốc gia
- Ổn định chi phí vận hành nhờ tận dụng nguồn điện dư thừa ngoài giờ cao điểm
4. Tình hình phát triển hydrogen xanh trên thế giới và cơ hội cho doanh nghiệp Việt Nam
Hydrogen xanh hiện đang được xem là một trong những trụ cột quan trọng trong chiến lược chuyển đổi năng lượng toàn cầu. Không chỉ là giải pháp giảm phát thải khí nhà kính, hydrogen xanh còn được kỳ vọng sẽ thay thế dần nhiên liệu hóa thạch trong công nghiệp, giao thông và lưu trữ năng lượng.
Xu hướng phát triển mạnh mẽ trên toàn cầu
- Đức đã cam kết chi hơn 9 tỷ euro cho chiến lược hydrogen quốc gia, trong đó phần lớn dành cho sản xuất, nhập khẩu hydrogen xanh.
- Nhật Bản và Hàn Quốc đặt mục tiêu trở thành quốc gia dẫn đầu trong việc thương mại hóa công nghệ sử dụng hydrogen xanh cho ngành vận tải, công nghiệp nặng.
- Úc đang tận dụng thế mạnh về năng lượng mặt trời để trở thành trung tâm xuất khẩu hydrogen xanh cho châu Á, với hàng loạt dự án quy mô lớn đã được triển khai.
- Liên minh châu Âu (EU) đã công bố kế hoạch sản xuất 10 triệu tấn hydrogen xanh vào năm 2030 và bổ sung ngân sách hỗ trợ doanh nghiệp thông qua Quỹ Khí hậu.
Tất cả những quốc gia và khu vực kể trên không chỉ đầu tư lớn mà còn thiết lập hệ sinh thái hỗ trợ hydrogen xanh, từ chính sách, hạ tầng đến hệ thống tài chính.
Cơ hội cho doanh nghiệp Việt Nam
Việt Nam tuy đi sau trong lĩnh vực này, nhưng lại sở hữu lợi thế tự nhiên vượt trội về năng lượng tái tạo – yếu tố nền tảng để sản xuất hydrogen xanh:
- Năng suất bức xạ mặt trời cao tại miền Trung – Nam Bộ
- Tiềm năng điện gió lớn tại ven biển miền Trung – Tây Nam Bộ
- Vị trí địa lý thuận lợi cho xuất khẩu hydrogen xanh sang các thị trường đang có nhu cầu lớn như Nhật Bản và Hàn Quốc
Ngoài ra, Nhà nước cũng đã và đang từng bước hoàn thiện hành lang pháp lý cho lĩnh vực hydrogen:
- Quy hoạch năng lượng quốc gia đến 2050 đã đưa hydrogen xanh vào danh mục phát triển chiến lược
- Bộ Công Thương đang xây dựng Chiến lược Hydrogen Quốc gia, trong đó đề cập đến việc hỗ trợ doanh nghiệp tiếp cận công nghệ, tài chính
Với xu hướng này, doanh nghiệp Việt – đặc biệt trong các ngành sản xuất công nghiệp, hóa chất, vận tải – hoàn toàn có thể tận dụng cơ hội để đi trước trong phân khúc thị trường mới, từ đó khẳng định vị thế trong chuỗi cung ứng bền vững toàn cầu.
5. Lợi ích thực tế doanh nghiệp nhận được khi tiếp cận hydrogen xanh
Việc tiếp cận hydrogen xanh không chỉ mang lại lợi ích về mặt môi trường, mà còn đem đến những giá trị kinh tế, vận hành, chiến lược rõ ràng cho doanh nghiệp, đặc biệt là trong các lĩnh vực sản xuất, vận tải, năng lượng và chuỗi cung ứng công nghiệp.
5.1. Tuân thủ các tiêu chuẩn phát thải, yêu cầu ESG toàn cầu
Trong giai đoạn mà các cam kết phát triển bền vững (ESG), chính sách phát thải đang trở thành tiêu chí quan trọng trong hợp tác thương mại gọi vốn đầu tư, việc sử dụng hydrogen xanh sẽ giúp doanh nghiệp:
- Chứng minh nỗ lực giảm phát thải có cơ sở rõ ràng
- Đáp ứng yêu cầu của các đối tác quốc tế đang siết tiêu chí carbon trong chuỗi cung ứng
- Góp phần hoàn thiện báo cáo phát triển bền vững minh bạch đáng tin cậy
5.2. Mở rộng khả năng tiếp cận tài chính xanh, ưu đãi đầu tư
Các tổ chức tài chính, quỹ đầu tư phát triển như IFC, ADB, hoặc các ngân hàng phát triển lớn đang ưu tiên tài trợ cho những doanh nghiệp ứng dụng công nghệ sạch, đặc biệt là các giải pháp liên quan đến hydrogen xanh. Điều này có nghĩa là:
- Doanh nghiệp có cơ hội tiếp cận vốn với lãi suất ưu đãi
- Có thể tham gia các chương trình hỗ trợ tài chính xanh không hoàn lại
- Tăng điểm tín nhiệm trong hồ sơ vay vốn, gọi vốn cổ phần
5.3. Tối ưu vận hành, giảm rủi ro chi phí carbon trong tương lai gần
Thuế carbon xuyên biên giới (CBAM) đang dần được áp dụng tại nhiều thị trường lớn như châu Âu. Với các doanh nghiệp sản xuất hàng xuất khẩu, việc tiếp tục sử dụng nhiên liệu hóa thạch sẽ dẫn đến:
- Tăng chi phí đầu vào
- Giảm lợi thế cạnh tranh về giá
- Đối mặt với rủi ro pháp lý, thuế quan mới
Ngược lại, nếu sử dụng hydrogen xanh – đặc biệt trong các quy trình thay thế khí tự nhiên, diesel hay than đá – doanh nghiệp sẽ:
- Chủ động kiểm soát chi phí carbon
- Tối ưu hóa hệ số phát thải trong báo cáo GHG/ESG
- Có vị thế đàm phán tốt hơn với đối tác, nhà đầu tư
5.4. Nâng cao năng lực cạnh tranh định vị thương hiệu xanh
Trong thời đại người tiêu dùng, đối tác và xã hội đều quan tâm đến giá trị bền vững, việc chuyển sang sử dụng hydrogen xanh là một lời cam kết mạnh mẽ, hành động rõ ràng. Điều này giúp doanh nghiệp:
- Tạo dựng hình ảnh thương hiệu tiên phong có trách nhiệm với môi trường
- Gia tăng giá trị thương hiệu trong mắt nhà đầu tư, thị trường quốc tế
- Dễ dàng tiếp cận các thị trường có tiêu chuẩn môi trường cao
Theo báo cáo của IEA năm 2023, các doanh nghiệp đầu tư vào hydrogen xanh từ giai đoạn sớm sẽ có lợi thế cạnh tranh rõ rệt trong chuỗi cung ứng toàn cầu đến năm 2030, đặc biệt trong ngành công nghiệp nặng và vận tải quốc tế.
6. Doanh nghiệp cần chuẩn bị gì để từng bước triển khai hydrogen xanh?
Việc triển khai hydrogen xanh không phải là câu chuyện “một bước là xong”. Đây là quá trình cần tư duy chiến lược dài hạn, được chia thành các bước rõ ràng, phù hợp với thực tế năng lực của từng doanh nghiệp. Dưới đây là những hành động thiết thực để bắt đầu đúng hướng.
Bước 1. Đánh giá mức độ sẵn sàng nội bộ
Trước khi đầu tư, doanh nghiệp cần:
- Xem xét khả năng sử dụng năng lượng tái tạo hiện có hoặc khả năng đầu tư mới
- Đánh giá năng lực kỹ thuật của đội ngũ, tính sẵn sàng chuyển đổi trong quy trình sản xuất
- Xác định chi phí đầu tư ban đầu, vòng đời tài chính của dự án và khả năng tiếp cận vốn
Điều này giúp doanh nghiệp tránh đầu tư dàn trải, thiếu trọng tâm, đảm bảo tính khả thi khi triển khai.
Bước 2. Phân tích các khâu vận hành có thể chuyển sang sử dụng hydrogen
Không phải toàn bộ hệ thống cần chuyển đổi cùng lúc. Doanh nghiệp nên:
- Lập bản đồ chuỗi năng lượng nội bộ, xác định đâu là những khâu có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch bằng hydrogen xanh
- Ưu tiên các khu vực có mức tiêu thụ năng lượng cao hoặc chi phí vận hành lớn để thí điểm trước
Ví dụ: một nhà máy có thể bắt đầu bằng việc thay thế nhiên liệu đốt cho lò hơi ở phân xưởng chính, thay vì chuyển đổi toàn bộ hệ thống.
Bước 3. Xây dựng dự án thí điểm và tìm kiếm đối tác kỹ thuật – tài chính
Một trong những cách khả thi nhất để triển khai hydrogen xanh là bắt đầu từ dự án nhỏ, có kiểm soát tốt. Doanh nghiệp có thể:
- Hợp tác với các công ty năng lượng tái tạo để sử dụng nguồn điện sạch phục vụ điện phân nước
- Tìm kiếm đơn vị cung cấp công nghệ và thiết bị điện phân phù hợp với quy mô sản xuất
- Làm việc với các quỹ đầu tư xanh, tổ chức hỗ trợ quốc tế để tiếp cận vốn ưu đãi hoặc hỗ trợ kỹ thuật
Bước 4. Chuẩn bị hệ thống đo lường báo cáo phát thải theo chuẩn quốc tế
Sử dụng hydrogen xanh không chỉ mang lại lợi ích thực tế mà còn cần được thể hiện bằng con số cụ thể trong báo cáo phát thải. Doanh nghiệp nên:
- Bắt đầu xây dựng hệ thống theo dõi phát thải khí nhà kính theo chuẩn GHG Protocol
- Lập báo cáo định kỳ để chứng minh hiệu quả cắt giảm CO₂ sau khi áp dụng hydrogen xanh
- Tích hợp báo cáo này vào chiến lược ESG, hồ sơ tiếp cận tín chỉ carbon
Bước 5. Tham gia mạng lưới doanh nghiệp xanh, chương trình đổi mới công nghệ
Việc tham gia vào các mạng lưới, hiệp hội ngành nghề xanh hoặc nhóm nghiên cứu thử nghiệm giúp doanh nghiệp:
- Tiếp cận thông tin mới nhất về xu hướng, công nghệ, chính sách
- Kết nối với chuyên gia, nhà cung cấp, đối tác triển khai
- Chia sẻ kinh nghiệm thực tế, giảm rủi ro khi triển khai trên diện rộng
Việc tiếp cận hydrogen xanh không chỉ mang lại lợi ích về giảm phát thải, mà còn giúp doanh nghiệp tăng khả năng tiếp cận vốn xanh, nâng cao năng lực cạnh tranh và chủ động thích ứng với những thay đổi trong chính sách thương mại quốc tế. Quan trọng hơn, đây là bước đi thể hiện tầm nhìn dài hạn – đặt nền móng cho một hệ thống vận hành bền vững, hiệu quả và hội nhập sâu rộng trong nền kinh tế carbon thấp của thế kỷ 21.
