THAM LUẬN CỦA TS. DƯ VĂN TOÁN: HIỆN TRẠNG NĂNG LƯỢNG HYDROGEN NGOÀI KHƠI - CƠ HỘI VÀ THÁCH THỨC

Ngày 29/7/2026, Ban Thư ký VAHC

Tổng quan

Tại Diễn đàn Năng lượng Hydrogen và Tương lai Công nghiệp Không phát thải do Hiệp hội Năng lượng Sạch tổ chức ngày 29/7/2026 tại Hà Nội, TS. Dư Văn Toán đến từ Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biển (Bộ Nông nghiệp và Môi trường) đã có bài tham luận chuyên sâu về hiện trạng năng lượng hydrogen ngoài khơi, đồng thời phân tích các cơ hội và thách thức đối với Việt Nam trong lĩnh vực này.

Tiến sĩ Dư Văn Toán trình bày tại Hội nghị

1. Bối cảnh toàn cầu

TS. Dư Văn Toán mở đầu bài trình bày bằng việc nhấn mạnh xu hướng chuyển dịch năng lượng toàn cầu, với hơn 140 quốc gia đã cam kết đạt phát thải ròng bằng 0 vào giữa thế kỷ, trong đó Việt Nam đặt mục tiêu năm 2050. Các quốc gia trong khu vực cũng có những cam kết tương tự: Trung Quốc (2060/2054), Indonesia (2060), Ấn Độ (2070).

Trong bối cảnh đó, năng lượng tái tạo ngoài khơi (gió, mặt trời, thủy triều) đang nổi lên như một thành phần thiết yếu của quá trình chuyển đổi toàn cầu sang năng lượng tái tạo. Việc tích hợp điện gió ngoài khơi với sản xuất hydrogen thông qua điện phân cung cấp một lộ trình chiến lược để chuyển đổi điện năng dư thừa thành dạng năng lượng có thể lưu trữ và vận chuyển, từ đó giảm thiểu tắc nghẽn lưới điện, cắt giảm sản lượng và các thách thức về tính biến động.

2. Hiện trạng hydrogen ngoài khơi thế giới

Theo TS. Dư Văn Toán, việc triển khai điện gió ngoài khơi đang phát triển nhanh chóng trên toàn thế giới:

Thị phần toàn cầu: Trung Quốc chiếm thị phần lớn nhất về công suất điện gió ngoài khơi lắp đặt với 49% vào năm 2022. Các quốc gia đóng góp đáng kể khác bao gồm Vương quốc Anh (25%), Đức (14%) và Hà Lan (5%).

Châu Âu: EU đặt ra Chiến lược Năng lượng Tái tạo Ngoài khơi đầy tham vọng (2020) kêu gọi đạt 300 GW điện gió ngoài khơi vào năm 2050 (111 GW vào năm 2030). Đồng thời, các kế hoạch khí hậu của EU đặt mục tiêu sản xuất 10 triệu tấn/năm hydrogen tái tạo trong nước vào năm 2030, tăng lên 33 triệu tấn vào năm 2040. Tính đến năm 2021, Châu Âu đã lắp đặt 25 GW điện gió ngoài khơi.

Các dự án tiêu biểu:

• HOPE (Bỉ): Dự án thí điểm điện phân PEM ngoài khơi 10 MW, đặt mục tiêu sản xuất 4 tấn H₂ xanh mỗi ngày vào năm 2026, vận chuyển vào bờ qua đường ống.

• Sealhyfe (Pháp): Nguyên mẫu chứng minh tuabin gió nổi 1 MW kết nối với sản xuất hydrogen tích hợp từ năm 2022.

• H2Mare (Đức): Sáng kiến của Siemens Energy/Gamesa, tích hợp hệ thống điện gió ngoài khơi với hydrogen, dự kiến vận hành năm 2026.

• AquaVentus (Đức): Liên minh có kế hoạch xây dựng tới 10 GW điện phân ngoài khơi vào năm 2035.

• Holland Hydrogen I (Hà Lan): Nhà máy điện phân 200 MW gần Rotterdam, sản xuất 60.000 kg H₂ mỗi ngày từ năng lượng gió ngoài khơi.

• ERM Dolphyn (Anh): Mô hình trình diễn chuyển đổi gió thành hydrogen nổi đầu tiên trên thế giới ngoài khơi Scotland, tuabin gió nổi 2 MW với máy điện phân và khử muối trên tàu.

Hoa Kỳ: Đặt mục tiêu 30 GW điện gió ngoài khơi vào năm 2030. Trang trại điện gió ngoài khơi Atlantic Shores (New Jersey, 1,5 GW) có kế hoạch bao gồm máy điện phân thí điểm hydrogen xanh 10 MW.

Trung Quốc: Năm 2025, Trung Quốc đã đưa vào vận hành giàn khoan hydrogen ngoài khơi tự cung tự cấp đầu tiên trên thế giới ngoài khơi tỉnh Sơn Đông, tích hợp năng lượng gió và mặt trời với ba máy điện phân, bao gồm máy điện phân nước biển trực tiếp để sản xuất hydrogen xanh và chuyển đổi tại chỗ thành amoniac và metanol.

Nhật Bản: Mục tiêu 10 GW điện gió ngoài khơi vào năm 2030, 45 GW vào năm 2040, cùng mục tiêu 10 triệu tấn H₂ vào năm 2030 trong Chiến lược Hydro Cơ bản.

Hàn Quốc: Mở rộng nhanh chóng điện gió ngoài khơi với mục tiêu 14 GW vào năm 2030 và lộ trình hydrogen 6,2 triệu tấn H₂ vào năm 2030.

Úc: Phê duyệt các khu vực điện gió ngoài khơi đầu tiên vào năm 2024 với công suất 12 GW, Chiến lược Hydro 2030 đặt mục tiêu sản xuất tới 15 triệu tấn H₂/năm.

3. Công nghệ và mô hình hydrogen ngoài khơi

Công nghệ tuabin gió ngoài khơi: Đã phân hóa thành hai loại chính:

• Tuabin đáy cố định: Triển khai ở độ sâu nước lên đến 50 m.

• Tuabin nổi: Cho phép triển khai ở vùng nước sâu (>60 m), nơi móng cố định không khả thi.

Công suất tuabin đã tăng lên đáng kể với các tuabin hiện đại nhất thuộc loại 12–15 MW, các nguyên mẫu 15–20 MW đang được phát triển.

Công nghệ điện phân: Điểm nhấn quan trọng của bài tham luận là so sánh các công nghệ điện phân cho ứng dụng ngoài khơi:

Kết luận về công nghệ: PEMEL phù hợp nhất cho các hệ thống ngoài khơi (kể cả nổi) nhờ thiết kế nhỏ gọn, trạng thái rắn, chịu chuyển động và phản ứng tải nhanh. Trên các hệ thống nổi, thứ tự ưu tiên rõ ràng: PEMEL là phù hợp nhất, tiếp theo là AEMEL, trong khi AEL không được khuyến nghị do chất điện phân lỏng bị xóc.

Các mô hình tích hợp điện gió ngoài khơi và hydrogen:

TS. Dư Văn Toán đã phân tích năm cấu hình chính:

1. Điện phân trên bờ: Tuabin truyền điện vào bờ qua cáp, điện phân tập trung trên đất liền. Ưu điểm: bảo trì dễ dàng, tận dụng hạ tầng hiện có. Nhược điểm: yêu cầu cáp công suất cao, tổn thất truyền tải.

2. Điện phân ngoài khơi tập trung: Sản xuất H₂ trên giàn khoan trong trang trại gió, xuất khẩu qua đường ống. Giảm chi phí cáp, khắc phục hạn chế lưới điện, nhưng bảo trì phức tạp và tốn kém.

3. Điện phân ngoài khơi phi tập trung: Mỗi tuabin có đơn vị điện phân riêng, thu gom qua mạng đường ống. Loại bỏ nhu cầu giàn khoan trung tâm lớn nhưng mất quy mô kinh tế.

4. Hệ thống lai ngoài khơi: Vừa sản xuất H₂ vừa xuất khẩu điện qua cáp. Hai nguồn doanh thu, linh hoạt vận hành nhưng vốn đầu tư cao.

5. Hệ thống lai trên bờ: Trang trại gió kết nối lưới điện, một phần điện chuyển sang điện phân trên bờ. Tránh thiết bị H₂ ngoài khơi, bảo trì dễ dàng.

Lưu trữ và vận chuyển: Hydro có thể được lưu trữ dưới dạng khí áp suất, dưới biển, trong hang muối hoặc chuyển đổi thành amoniac, LOHC (chất mang hydrogen hữu cơ lỏng). Lưu trữ pin có thể kết hợp với sản xuất hydrogen để tạo hệ thống lưu trữ năng lượng lai, tăng độ tin cậy và hiệu quả.

4. Chiến lược hydrogen và tiềm năng điện gió ngoài khơi của Việt Nam

TS. Dư Văn Toán nhấn mạnh cam kết của Việt Nam thông qua Quyết định số 165/QĐ-TTg năm 2024 phê duyệt Chiến lược phát triển năng lượng hydrogen đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050:

• Công suất sản xuất hydrogen từ năng lượng tái tạo và các quá trình có thu giữ carbon: 100.000–500.000 tấn/năm vào 2030, 10–20 triệu tấn/năm vào 2050.

• Phát triển theo chuỗi giá trị: sản xuất, tồn trữ, vận chuyển, phân phối và sử dụng.

• Khuyến khích sử dụng trong tất cả các lĩnh vực kinh tế, đặc biệt là các lĩnh vực phát thải lớn.

• Hướng tới trở thành trung tâm công nghiệp năng lượng sạch và xuất khẩu năng lượng tái tạo, hydrogen xanh của khu vực.

Tiềm năng điện gió ngoài khơi của Việt Nam: Theo Quy hoạch điện VIII điều chỉnh (Quyết định 768), công suất điện gió ngoài khơi dự kiến đạt 6.000 MW vào 2030, 17.000 MW vào 2035 và 139.000 MW vào 2050. Thềm lục địa Việt Nam có tiềm năng kỹ thuật khoảng 600 GW, phần lớn là vùng biển nông, rất thuận lợi để áp dụng công nghệ móng cố định, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư và tích hợp hydrogen.

Các khu vực ưu tiên: Các dự án năng lượng gió và điện phân hydrogen sẽ tập trung tại các vùng có tiềm năng gió cực tốt như Nam Trung Bộ và Nam Bộ để tối ưu hóa chi phí sản xuất.

5. Cơ hội và triển vọng tương lai

TS. Dư Văn Toán đã chỉ ra nhiều cơ hội mạnh mẽ mà tích hợp điện gió ngoài khơi và sản xuất hydrogen mang lại:

Cơ hội thị trường và kinh tế:

• Điện gió ngoài khơi đại diện cho một nguồn tài nguyên tái tạo khổng lồ, chưa được khai thác ở nhiều khu vực.

• Sản xuất hydrogen sạch tại chỗ với quy mô lớn cho các nhà máy thép, hóa chất, lọc dầu và trung tâm vận tải ven biển.

• Trang trại điện gió ngoài khơi cách xa trung tâm dân cư, giảm xung đột sử dụng đất.

• Tăng cường ổn định lưới điện bằng cách chuyển đổi năng lượng dư thừa thành hydrogen.

• Tiếp cận các thị trường lớn cho hydrogen xanh trong sản xuất amoniac, lọc dầu, sản xuất thép và vận tải nặng.

• Giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu, tăng cường an ninh năng lượng.

Cơ hội công nghệ và đổi mới:

• Công nghệ điện phân đang được cải thiện nhanh chóng với chất xúc tác rẻ hơn, mật độ dòng điện cao hơn và tuổi thọ dài hơn.

• Thiết kế điện phân dành riêng cho ngoài khơi, hệ thống mô-đun nhỏ gọn, chịu được chuyển động và độ mặn.

• Tuabin thế hệ tiếp theo (15–20 MW+) và nền móng nổi có thể sản xuất hàng loạt sẽ cắt giảm chi phí.

• Tích hợp các thiết bị điện phân vào trong đế tuabin hoặc tạo ra các "đảo năng lượng" đa chức năng.

• Điện phân nước biển trực tiếp có thể đơn giản hóa và giảm chi phí sản xuất.

• Ứng dụng trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn và mô hình kỹ thuật số (digital twins) để tối ưu hóa vận hành.

Khung chính sách và quy định:

• Các tổ chức quốc tế như IRENA và IEA nhấn mạnh vai trò của hydrogen xanh.

• EU dẫn đầu với các mục tiêu và nguồn tài trợ rõ ràng.

• Các chương trình tài trợ như Quỹ Đổi mới của EU, H2Global của Đức và Hydrogen Shot của Mỹ đang giảm thiểu rủi ro cho đầu tư.

• Các tiêu chuẩn và chứng nhận đang được phát triển (DNV, ISO).

6. Thách thức và giải pháp

TS. Dư Văn Toán xác định bốn thách thức lớn đối với phát triển hydrogen ngoài khơi:

1. Giá thành: Giá hydrogen phụ thuộc rất nhiều vào giá năng lượng sản xuất (năng lượng sạch, khí đốt). Một số khu vực có lợi thế so sánh nhờ tiềm năng điện gió, mặt trời hoặc nguồn cung khí đốt giá rẻ.

2. Nguồn nước: Mặc dù đã có công nghệ khử muối từ nước biển, các quốc gia khan hiếm nước ngọt như Trung Đông sẽ bị giảm lợi thế về năng lượng giá rẻ.

3. Ngân sách đầu tư ban đầu: Sản xuất hydrogen đòi hỏi ngân sách đầu tư ban đầu rất lớn vào hạ tầng sản xuất và vận chuyển. Các dòng vốn tư nhân và FDI sẽ hướng về các quốc gia có quyết tâm cao về tài chính trong giai đoạn từ nay đến 2030.

4. Hành lang pháp lý: Để thu hút đầu tư tư nhân và FDI, các quốc gia cần sớm xây dựng hành lang pháp lý cho kinh tế hydrogen.

7. Kết luận và kiến nghị chiến lược

TS. Dư Văn Toán nhấn mạnh rằng việc tích hợp điện gió ngoài khơi vào sản xuất hydrogen (OW2H) mang lại những cơ hội chuyển đổi mạnh mẽ cho bối cảnh năng lượng tương lai. Để hiện thực hóa tiềm năng này, cần:

Đối với các nhà hoạch định chính sách:

• Đặt ra các mục tiêu dài hạn rõ ràng.

• Cung cấp các ưu đãi tài chính và đơn giản hóa quy trình cấp phép.

• Duy trì tín hiệu chính sách nhất quán, tránh thay đổi đột ngột.

• Hài hòa các tiêu chuẩn và chứng nhận ở cấp quốc gia và quốc tế.

Đối với ngành công nghiệp:

• Thiết lập quan hệ đối tác liên ngành giữa nhà phát triển điện gió, nhà sản xuất máy điện phân và các công ty kỹ thuật ngoài khơi.

• Mở rộng quy mô sản xuất và chuỗi cung ứng trước thời hạn để giảm chi phí nhanh hơn.

• Áp dụng cách tiếp cận theo từng giai đoạn: thí điểm → trình diễn → thương mại hóa để quản lý rủi ro.

Cuối cùng, OW2H không nên được xem xét một cách riêng lẻ mà là một phần không thể thiếu của quá trình chuyển đổi năng lượng rộng lớn hơn, liên kết năng lượng tái tạo ngoài khơi, cơ sở hạ tầng hydrogen và các chiến lược khử carbon công nghiệp. Các nhà hoạch định năng lượng quốc gia, ngành công nghiệp và người dùng cuối phải phối hợp để điều chỉnh vị trí các trang trại gió, sản xuất hydrogen và các trung tâm tiêu thụ, ngăn ngừa sự không phù hợp và tối ưu hóa giá trị.