Trong nỗ lực toàn cầu nhằm chuyển đổi sang năng lượng sạch và cắt giảm khí thải nhà kính, một dấu mốc quan trọng vừa được thiết lập tại Nhật Bản. Ngày 12/6/2025, Công ty Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger (MHIET) – một đơn vị trực thuộc tập đoàn công nghiệp hàng đầu Mitsubishi Heavy Industries – đã công bố thử nghiệm thành công máy phát điện chạy bằng hydro tại nhà máy Sagamihara, phía Tây Nam Tokyo. Thiết bị có công suất 500 kilowatt và đặc biệt không thải ra khí carbon dioxide (CO₂) trong quá trình vận hành.

Thành công này không chỉ đánh dấu bước đột phá trong công nghệ máy phát điện không phát thải, mà còn củng cố vai trò của Nhật Bản như một trong những quốc gia tiên phong thúc đẩy nền kinh tế hydro toàn cầu.

Máy phát điện hydro: Công nghệ xanh trong lòng đô thị hiện đại

Máy phát điện mới của MHIET là thiết bị đầu tiên trong dòng sản phẩm công suất trung bình sử dụng 100% nhiên liệu hydro, hướng đến mục tiêu thay thế các máy phát sử dụng khí đốt tự nhiên hiện đang phổ biến tại các tòa nhà văn phòng, bệnh viện và trung tâm dữ liệu. Thử nghiệm được tiến hành từ tháng 5/2024 tại nhà máy Sagamihara và đã đạt được công suất hoạt động ổn định ở mức 435 kilowatt – tương đương hơn 85% công suất định mức.

Máy phát này hoạt động hoàn toàn không phát thải CO₂, nhờ vào việc đốt cháy hydro tinh khiết thay cho nhiên liệu hóa thạch. Khi hydro được đốt trong điều kiện kiểm soát, sản phẩm phụ duy nhất là hơi nước – một lợi thế vượt trội so với động cơ truyền thống vốn thải ra lượng lớn CO₂ và các khí độc hại khác.

Thiết bị của MHIET được thiết kế với tính linh hoạt cao, cho phép tích hợp dễ dàng vào các hệ thống điện hiện có trong các khu đô thị. Đây là yếu tố then chốt để thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng sạch ở quy mô lớn mà không yêu cầu thay đổi hạ tầng quá nhiều.

Hydro – Nhiên liệu tương lai và những thách thức đi kèm

Hydro từ lâu đã được coi là “nhiên liệu của tương lai” nhờ vào hai đặc điểm nổi bật:

Không phát thải khi sử dụng: Khí hydro không chứa carbon, nên quá trình đốt cháy không sinh ra CO₂.

Khả năng lưu trữ năng lượng dài hạn: Khác với điện, hydro có thể được sản xuất, lưu trữ và vận chuyển đến nơi cần sử dụng như một loại nhiên liệu linh hoạt.

Tuy nhiên, việc sản xuất hydro xanh – tức là hydro được tạo ra từ điện phân nước bằng năng lượng tái tạo – hiện vẫn còn tốn kém. Theo Báo cáo Hydro Toàn cầu 2024 của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), chỉ 7% lượng hydro trên thế giới được sản xuất bằng phương pháp xanh. Phần lớn hydro hiện nay vẫn được tách từ khí tự nhiên, gây phát thải CO₂ trong quá trình sản xuất.

Một rào cản khác là chi phí nhiên liệu. Theo MHIET, giá hydro tinh khiết hiện cao gấp sáu lần khí đốt tự nhiên, làm cho việc ứng dụng thương mại ở quy mô lớn trở nên khó khăn trong ngắn hạn. Bên cạnh đó, hạ tầng phân phối hydro – bao gồm các trạm nạp, đường ống vận chuyển và kho lưu trữ – vẫn còn rất hạn chế tại nhiều quốc gia, kể cả những nước công nghệ tiên tiến như Nhật Bản.

Giải pháp chuyển tiếp: Máy phát điện hỗn hợp hydro-khí

Nhận thức rõ ràng về những thách thức nói trên, MHIET đã phát triển giải pháp chuyển tiếp: các loại máy phát điện có thể chạy bằng hỗn hợp hydro và khí đốt tự nhiên, cho phép doanh nghiệp chuyển đổi dần sang năng lượng sạch mà không cần thay đổi toàn bộ hệ thống hiện hữu.

Cách tiếp cận này giúp giảm dần lượng khí thải CO₂ trong khi chờ giá hydro giảm và cơ sở hạ tầng hoàn thiện hơn. Đây cũng là một hướng đi khả thi để mở rộng công nghệ ra thị trường, thúc đẩy nhu cầu và qua đó hạ giá thành thông qua quy mô hóa sản xuất.

Ứng dụng tiềm năng của máy phát điện hydro

Nguồn điện sạch cho đô thị hiện đại

Tại các khu vực đô thị nơi quy định về môi trường ngày càng nghiêm ngặt, máy phát điện hydro của MHIET có thể trở thành lựa chọn lý tưởng cho:

Tòa nhà thương mại cao tầng

Bệnh viện và trung tâm y tế

Trung tâm dữ liệu (data center)

Các cơ sở hạ tầng trọng yếu cần nguồn điện liên tục

Nhờ hoạt động yên tĩnh và không phát thải khí độc, thiết bị này có thể được lắp đặt ngay trong khu dân cư mà không gây ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

Nguồn điện dự phòng trong tình huống khẩn cấp

Không chỉ phục vụ cho hoạt động thường nhật, máy phát hydro cũng là lựa chọn thay thế thân thiện môi trường cho các máy phát diesel truyền thống vốn gây ô nhiễm và ồn ào. Trong bối cảnh thiên tai ngày càng bất thường, các thành phố cần hệ thống điện dự phòng ổn định và an toàn hơn – điều mà hydro hoàn toàn có thể đáp ứng.

Toàn cầu hóa công nghệ hydro: Nhật Bản và thế giới cùng tăng tốc

Thành công của MHIET diễn ra trong bối cảnh công nghệ hydro đang nhận được sự quan tâm mạnh mẽ trên toàn cầu.

Châu Âu: Đẩy mạnh sản xuất hydro xanh quy mô lớn

Tại châu Âu, Copenhagen Infrastructure Partners (CIP) vừa khởi động dự án hydro xanh 800 MW vào đầu năm 2025, với mục tiêu cung cấp năng lượng cho công nghiệp và giao thông vận tải ở Bắc Âu. Dự án sử dụng năng lượng gió và mặt trời để sản xuất hydro qua điện phân, đóng góp vào việc giảm phụ thuộc nhiên liệu hóa thạch và hướng tới nền kinh tế không carbon.

Hàng không: Airbus và động cơ hydro

Trong lĩnh vực hàng không, Airbus hợp tác với CFM International để nghiên cứu động cơ máy bay chạy bằng hydro, hướng đến những chuyến bay không phát thải trong tương lai. Tuy nhiên, thách thức kỹ thuật và chi phí đã khiến Airbus tạm hoãn lộ trình ra mắt máy bay hydro, dù đây vẫn là mục tiêu dài hạn của ngành hàng không toàn cầu.

Vị thế tiên phong của Nhật Bản trong cuộc đua hydro

Nhật Bản là một trong những quốc gia đầu tiên trên thế giới xây dựng chiến lược quốc gia về hydro, bắt đầu từ Kế hoạch Hydro Cơ bản năm 2017. Đến nay, chính phủ Nhật Bản cam kết đầu tư 3 nghìn tỷ yên (tương đương 20 tỷ USD) vào việc phát triển chuỗi cung ứng hydro toàn diện đến năm 2040.

Các tập đoàn lớn khác như Toyota (với xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro) và Kawasaki Heavy Industries (với tàu vận chuyển hydro lỏng) cũng đang đẩy mạnh nghiên cứu và thương mại hóa các sản phẩm sử dụng hydro.

Sáng kiến mới của MHIET càng làm rõ định hướng chiến lược của Nhật Bản: không chỉ dừng lại ở sản xuất và tiêu dùng hydro, mà còn xuất khẩu công nghệ năng lượng sạch ra thế giới.

Triển vọng và những bước tiếp theo

Dù còn nhiều thách thức, máy phát điện hydro của MHIET mang đến nhiều tín hiệu tích cực cho ngành năng lượng toàn cầu:

Thiết bị đã được chứng minh khả năng hoạt động ổn định ở công suất cao.

Hiệu quả không phát thải mở ra triển vọng thay thế máy phát khí đốt và diesel trong tương lai gần.

Giải pháp hỗn hợp hydro-khí cho phép lộ trình chuyển đổi linh hoạt, tiết kiệm chi phí.

Ứng dụng phù hợp cho cả khu vực đô thị, vùng xa và cơ sở hạ tầng trọng yếu.

Theo kế hoạch, MHIET sẽ tiếp tục thử nghiệm, cải thiện hiệu suất và độ bền của thiết bị đến hết năm tài chính 2026 trước khi tiến hành sản xuất thương mại. Nếu thành công, sản phẩm này có thể trở thành tiêu chuẩn mới trong lĩnh vực phát điện phân tán, phục vụ các doanh nghiệp và đô thị hướng tới trung hòa carbon.

Trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu, hydro đang nổi lên như một trong những giải pháp quan trọng nhất để thay thế nhiên liệu hóa thạch. Thành công của Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger trong việc thử nghiệm máy phát điện hydro không phát thải không chỉ là cột mốc kỹ thuật, mà còn mang tính chiến lược quốc gia, định vị Nhật Bản là cường quốc năng lượng xanh.

Tuy còn đó những rào cản về chi phí và hạ tầng, nhưng sự ra đời của các thiết bị thực tế như máy phát hydro cho thấy giấc mơ về một nền kinh tế không carbon đang dần trở thành hiện thực – không phải trong tương lai xa, mà ngay trong những thập kỷ tới.

Nguồn: VISTA